全斷面掘進機推進液壓缸推壓力的確定
摘要：
全斷面掘進機推進液壓缸推壓力的確定
| 摘要 全斷面掘進機工作時的運動主要由推進液壓缸推動機身的前進運動和旋轉(zhuǎn)電機帶動刀盤的轉(zhuǎn)動組成。掘進機推進液壓缸的推進力是確定掘進機推進液壓缸缸數(shù)和液壓缸大小的主要設(shè)計參數(shù)，也是確定掘進機工作中推進力大小的依據(jù)。本文對常用的液壓缸壓力公式作了修正。 關(guān)鍵詞：全斷面掘進機 推進力 缸壓力 通常認(rèn)為，掘進機推進液壓缸的推進力是由作用于盤形滾刀各刀刃上的徑向平均載荷之和以及機器與主機軸線成一傾角，實際掘巖與理論計算有差距，所以按兩部分計算的結(jié)果與實測值相差較大，計算液壓缸推壓力與直接測量值平均相差18%�？紤]實際作業(yè)因素，能使計算結(jié)果與實測值相當(dāng)接近。 1 液壓缸推壓力計算 作用于總數(shù)為M把盤形滾刀上的平均徑向載荷之和及機器與壁面間摩擦阻力的總和為： F=uN0+*Pyn=F0+*Pyn 式中 F0——機器掌子面與工作面脫空、滾刀不工作時的空推阻力，F(xiàn)0=uN包括活動機架對固定機架的滑動摩擦 N0——機器與壁面間的垂直支撐力 u——機器與壁面間的相對滑動系數(shù) M——刀盤上實際安裝刀刃數(shù) Pyn——第n個刀刃上作用的平均徑向力 對于刀刃上受到的與實際測得值相當(dāng)吻合的平均徑向力Py為： Py=0.8952*c+2.2888*ch 其中，平均徑向力Py為垂直滾刀刀軸的實測分力. *—巖石抗壓強度，kN/cm2 h—每轉(zhuǎn)掘進進尺，mm/r 假定各刀刃受到的平均徑向力相等，則推進液壓缸推壓力為： F計=F0+*PM=F0+MPy=F0+M(0.8952*+2.2888h） 將實測結(jié)果與計算結(jié)果比較如圖1，圖中曲線1為計算值，點為實測值。從圖1可見按上式計算得到的推壓力F計大于實測推壓力F實。 2 引起計算值與實測值誤差的原因 第一，由于過度邊刀與掘進機軸線之間有一定的傾角，即實際上液壓缸推壓力應(yīng)為： F1=F0+(M1+cosa1+cosa2+……+cosaM2)Py=F0+(M1+*M2)Py 其差值：*F=F計-F1=M2(1-*)Py 式中 a1——邊刀中心線與掘進機軸線間的夾角 M1——正刀刀刃數(shù) M2——邊刀刀刃數(shù) M——實際安裝的總刀刃數(shù)，M=M1+M2 *——由于過渡邊刀傾斜于機器軸線而引起的折減系數(shù)。 第二，由于掌子面粗糙不平，掘進過程中并不是刀盤上每把刀刃都同時接觸掌子面。實際工作中巖石是一塊一塊崩掉的。在某一時刻只有部分刀刃參加工作，而實測時只能測量有限刀刃。圖2是實測中某中心滾刀的實測徑向力曲線。 第三，由于刀刃與刀刃間相互影響，當(dāng)一個刀刃經(jīng)過工作面崩掉一塊較大的巖石后相鄰刀刃經(jīng)過時就不與掌子面接觸，從而減少了實際接觸掌子面的刀刃數(shù)。圖3是實測的掌子面切痕及剝落巖塊。可見有刀刃架空和雙倍刀具間隔的巖塊. 3 液壓缸推理計算公式的修正 設(shè)某時刻真正接觸掌子面的折算刀刃數(shù)為m，則某液壓缸的推壓力為： F2=F0+*Pyn=F0+mPy *F2=F1-F2={(M1+*M2)-m]Py *F=*F1+*F2=(M-m)Py=*mPy 真正接觸掌子面的刀刃數(shù)為m=*M。其中，*為總折算系數(shù)（包括由*引起的折減）。圖4中的點為實測得到的*——h的變化圖。 從圖可見： （1）折算系數(shù)*<1。這表明，實際接觸掌子面的刀刃數(shù)小于實際安裝刀刃數(shù)，即：m （2）從實際數(shù)據(jù)的平均值來看，折減系數(shù)*=0.82。即從平均值來看，實際接觸掌子面的平均刀刃數(shù)為實際安裝刀刃數(shù)的82%，即 m=0.82M（圖4中虛線）。 因此，確定液壓缸推壓力平均值的計算公式應(yīng)為： 計算結(jié)果與實測值的比較如圖1虛線2，可見，理論值與實測結(jié)果相當(dāng)一致。結(jié)果表明，液壓缸推力主要用于以下三部分：（1）克服刀具與掌子面脫開時各部分摩擦產(chǎn)生的空推阻力F0。（2）刀具與掌子面接觸進行工作時消耗在刀具軸承及刀具與掌子面接觸過程中產(chǎn)生的各種摩擦。它與刀具數(shù)目及巖石強度成正比。這兩部分是液壓缸消耗的無用功率。（3）用于刀具掘巖時的有用功率，它與巖石強度、刀具數(shù)及掘進進尺有關(guān)。 |