Обзор компоновки погрузочно-доставочной машины

1. Обзор компоновки погрузочно-доставочной машины.

В настоящие время на подземных рудниках АК “АЛРОСА” (ПА), при проведении подземных горных работ, для обеспечения перемещения горной массы и её выгрузки, широко используются самоходные погрузчики (погрузочно-доставочные машины, далее по тексту - ПДМ). Принципиальное устройство ПДМ показано на рисунке 1.

ПДМ состоит из передней 1 и задней полурамы 2, соединённых между собой двойным шарниром 3 и опирающихся на пневмошинные колёса 4. Двойной шарнир 3 имеет две степени свободы, что обеспечивает угол поворота одной полурамы относительно другой на ±35°...45° в горизонтальной плоскости и ±12°... 18° в вертикальной. Благодаря этому, достигаются манёвренность, устойчивость и проходимость с малыми радиусами поворота в плане. На передней полураме 1 расположен рабочий орган, состоящий из ковша 5 и стрелы 6. Привод ковша и стрелы осуществляется гидроцилиндрами. На задней полураме 2 расположены: энергетическая установка, основные элементы гидропривода, элементы трансмиссии. ПДМ имеет две ведущие оси жестко закреплённых с полурамами. Поворот машины осуществляется при помощи гидроцилиндров, расположенных в сочленении.

[pic 1]

Рис. 1 ПДМ с грузонесущим ковшом: 1,2 - передняя и задняя полурамы; 2 - двойной шарнир; 4 – пневмошинные колёса;5 - ковш, 6 – стрела

Основные преимущества ПДМ: высокая производительность, мобильность и маневренность, универсальность (использование ПДМ на подготовительных, очистных и других вспомогательных работах). Основные недостатки ПДМ: высокая стоимость оборудования и его эксплуатации, высокая трудоёмкость ремонтных работ.

1. Анализ типов энергетических установок.

В качестве первичной энергетической установки ПДМ используют двигатели внутреннего сгорания (ДВС) и электродвигатели (ЭД). В настоящее время большинство ПДМ имеют дизельный двигатель. Так же используются ПДМ с ЭД и питанием от шахтной электросети, но количество таких машин в разы меньше. Быстро развивающиеся технологии дают возможность создание ПДМ с ЭД, работающим от аккумуляторных батарей, такие машины, в недавнем времени, начала разрабатывать и выпускать фирма Atlas Copco. Использование ЭД в качестве энергетической установки позволяет реализовать более эффективные виды трансмиссии с размещением ЭД у колеса.

Основные преимущества ДВС: малый вес и объём источника энергии; большой запас хода по энергии. Основные недостатки ДВС: низкий КПД; наличие коробки переменных передач; низкая экологичность; высокая стоимость обслуживания и эксплуатации.

Основные преимущества ЭД: высокий КПД (90-95%); постоянство вращающего момента; отсутствие необходимости в коробке переменных передач; низкая стоимость обслуживания и эксплуатации; высокая экологичность (не применяются нефтяные топлива и масла); широкий диапазон регулирования частоты вращения; возможность отдачи энергии в сеть в режиме рекуперативного торможения; возможность применения ЭД в качестве рабочего тормоза; простота конструкции. Основные недостатки ЭД: малый запас хода по энергии; высокая стоимость агрегата; большой объём и масса источника энергии (аккумулятора); малый срок службы батареи.

Результаты оценки энергетических установок (ЭД и ДВС) по основным критериям (КПД, запас хода ПДМ по энергии, диапазон регулирования, вес источника энергии, экологичность) приведены на рисунке 2.

[pic 2]

Рис. 2. Результаты оценки энергетических установок по основным критериям

1. Формирование критериев оценки трансмиссии.

В качестве основных показателей качества работы ПДМ по ГОСТ 4.457-86 используют группы показателей, представленные на рисунке 3.[pic 3]

Группы показателей включают в себя следующие критерии оценки качества: показатели назначения (производительность, номинальная грузоподъёмность, установленная мощность, коэффициент полезного действия (КПД) и другие); показатели надёжности (долговечность, безотказность, ремонтопригодность и другие); экономические показатели (удельный расход, удельная масса метала, стоимость эксплуатации); эргономические показатели (концентрация вредных веществ на выхлопе, эквивалентный уровень звука и другие); показатели технологичности (удельная трудоёмкость изготовления); показатели стандартизации и унификации (коэффициент применяемости и другие); показатели безопасности (коэффициент статической устойчивости и другие).