Том 47 Вып. 1

В горной практике все более широкое применение находит трубопро­водный транспорт жидкостей и газов. При расчете сложных воздухопро­водных сетей, а также трубопроводов при гидравлической добыче угля большое значение имеет обеспечение у потребителей заданного давления. От этого зависят технические показатели работы машин и экономичность всей установки.

Трехзвенные винтовые механизмы, преобразующие поступательное движение во вращательное, широко распространены благодаря компакт­ности конструкции. Они используются в пневматических бурильных мо­лотках и перфораторах, ежегодное производство которых для горноруд­ной и строительной промышленности только нашей страны насчитывает сотни тысяч единиц. Развитие народного хозяйства выдвигает задачи увеличения произво­дительности этого оборудования и повышения коэффициента полезного действия механизмов перфораторов.

Пневматическая машина ударного действия представляет собой поршневую тепловую машину, в которой потенциальная энергия рабо­чего тела (сжатого воздуха) циклически преобразуется в кинетическую энергию поршня. Поршень (ударник) этой машины движется возвратно-поступательно под действием давления сжатого воздуха, попеременно подаваемого в полости цилиндра специальным воздухораспре­делительным устройством. Кинетическая энергия поршня передается 20 цикла могут определяться из следующих соображений. Так как рабочий цикл пневматического молотка замкнут, то начальное состояние динами­ческой системы для каждого периода рабочего цикла будет целиком тождественно конечному состоянию этой системы в предыдущем периоде.

При теоретическом исследовании рабочих процессов пневматических машин ударного действия возникает ряд трудностей. Сложный характер термодинамических процессов, протекающих в цилиндре пневматиче­ской машины, обусловливает введение упрощающей схематизации. С другой стороны, применяемые для решения системы дифференциаль­ных уравнений рабочего процесса этих машин приближенные матема­тические методы вносят дополнительные погрешности в окончательный результат исследования. При этом оказывается невозможным раздельно оценить эти погрешности и доказать или опровергнуть правильность принимаемой схематизации физических явлений.

Пневмодвигатели применяются только в горной промышленности и, несмотря на такую сравнительно узкую область, в их производстве на­блюдается экономически невыгодная множественность моделей с оди­наковыми рабочими параметрами, но различными размерами активной части (роторов, поршней). Например, заводим. Г И. Петровского (До­нецкий СНХ) серийно выпускает шестеренные пневмодвигатели типа БШ2-1-5 и ПШ-7А с одинаковыми рабочими характеристиками (давление 3,5 кг/см^2, мощность 7 л. с, расход сжатого воздуха 6.,8—7 м^3/мин), но разными размерами роторов: у первого ширина роторов 150 мм и межцентровое расстояние 100, 75 мм, у ‘второго соответственно 120 и 145,3 мм. Дарасунский завод (Читинский СНХ) и завод «Коммунист» (Кривой Рог) серийно выпускают также одинаковые по рабочей характеристике (5 кг/см^2; 10 л. с.; 10 м^3/мин) поршневые двигатели ДР-10 и МП-5. Но диаметр и ход поршней у двигателя ДР-10 101X62 мм, а МП-5 ПОХ 80 мм. Это не единичные примеры.

В настоящее время основными типами тягового органа конвейеров и элеваторов являются цепи и прорезиненная лента. Использование ка­натного тягового органа ограничивается отсутствием удобной конструк­ции крепления рабочего органа (скребков, пластин, ковшей) к канату. Существующие типы крепления требуют регулировки шага при вытягивании каната и специальных устройств для пропуска муфт на привод­ном шкиве. Крепление этих устройств необходимо систематически контролировать, так как затяжка осуществляется болтами. Однако канатный тяговый орган имеет ряд преимуществ по сравне­нию с цепным: меньший в 6—8 раз вес, меньшую стоимость, большую надежность в работе и прочность. Вместе с тем конструкция шкивов, особенно приводных, отличается сложностью и поэтому относительно не­надежна в работе. Шкивы для канатов с зажимными муфтами имеют ряд существенных недостатков и в промышленности применяются ограниченно.

В соответствии с действующими Правилами безопасности, вели­чина тормозного момента при рабочем и предохранительном торможе­нии должна быть не менее трехкратного статического момента враще­ния для случая подъема или спуска расчетного груза. Наряду с этим должно быть обеспечено замедление системы при предохранительном торможении не ниже 1,5 м/сек^2 при спуске расчетного груза и не более 5 м/сек^2 при подъеме. Последнее требование предъявляется Правилами безопасности к системам с барабанными подъемными машинами, од­нако в настоящее время таких норм придерживаются и при шкивах тре­ния (МакНИИ, завод им. ХѴ-летия ЛКСМУ и др.).

С применением многоканатных подъемных установок со шкивами трения возникла необходимость в новых материалах, пригодных для фу­терования желобов канатоведущих шкивов подъемных машин. Наи­более распространенные футеровочные материалы — дерево (дуб) и резино-тканевая конвейерная лента — имеют недостаточный коэффи­циент сцепления со стальным канатом (соответственно 0,17 и 0,25) при неудовлетворительном сроке службы (3—5 месяцев). Коэффициент сцепления футеровочных материалов со стальным канатом должен быть не ниже 0,3 и не должен снижаться при увлажнении каната; допу­скаемое удельное давление на футеровку не должно быть ниже 25 кг/см^2; срок службы футеровки — не менее 5 лет; футеровка не должна из­нашивать канаты и загораться при продолжительной пробуксовке кана­тов и должна быть достаточно упругой.

Как известно, сложный механизм незатопленных струй недостаточно изучен и результаты соответствующих экспериментальных исследований пока слабо поддаются гидромеханической интерпретации. В этих усло­виях потребность в практических расчетах привела к необходимости исследований, предназначенных для выработки эмпирических формул узко ограниченной, частной, областью приложения. Такой подход к изучению струй, когда используются заранее без достаточно строгого гидромеханического обоснования полученные из опытов закономер­ности, только условно можно считать правильным.

В современной практике гидротранопорта рудных, концентратных и шламовых пульп наиболее распространены центробежные песковые на­сосы и землесосы с открытыми или закрытыми рабочими колесами. Как известно, у этого типа насосов весь поток проходит через рабочее колесо и напор увеличивается за счет работы центробежных сил.

Для обеспечения максимальной экономии электроэнергии и сниже­ния капитальных затрат на водоотлив номинальные параметры руднич­ных насосов (производительность, напор и число оборотов) должны быть выбраны таким образом, чтобы обеспечить максимальный эффект на всем диапазоне возможных значений производительностей и напоров. Крупносерийное производство насосов и снижение стоимости возможны при минимальном числе типоразмеров насосов.

Поверхность нагрева — важнейший технический показатель шахт­ной калориферной установки. Анализ величины нагрева этой поверх­ности произведен на большом материале проектов шахтных калорифер­ных установок различных институтов гипрошахт (Мосбаосгипрошахт, Ленгипрошахт, Донецкгипрошахт, Уралгипрошахт и др.). Конкретным критерием сопоставления, учитывающим многочислен­ные факторы влияния на величину необходимой поверхности нагрева, целесообразно считать технический показатель шахтных калориферных установок. Назовем его удельной поверхностью нагрева, т. е. числом квадратных метров поверхности нагрева шахтной калориферной уста­новки, приходящимся на каждые 1000 ккал тепла, передаваемого воз­духу за час.

При проектировании и эксплуатации шахтных и рудничных калори­ферных установок большое значение имеют количество расходуемой: электроэнергии и величина установленной мощности на привод венти­лятора. Проанализируем эти данные на примере нескольких институ­тов гипрошахт.

Теорема о дифференциальных неравенствах С. А. Чаплыгина и ее дальнейшие обобщения дают возможность оценки неизвестного решения дифференциального уравнения двумя функциями сравнения сверху и снизу. Этот метод весьма эффективен для приближенного определения траектории движения электромеханических систем или для оценки дополнительного движения, вызванного отклонением фак­тических значений параметров системы от расчетных. Однако широкому распространению методов, основанных на теореме С. А. Чаплыгина, препятствуют трудности определения ее границ применимости.

В механизмах ударно-вращательного бурения (пневмо- и гидроударниках и т. п.) передача энергии для разрушения горной породы осуществляется от поршня-ударника или непосред­ственно на породоразрушающий наконечник — долото, или через промежуточное звено — буриль­ную штангу, колонковую трубу — на буровую коронку.