ГОРНЫЕ МАШИНЫ

Оригинальная статья

УДК [622.232.72.054.53].004.64 © Ю.Н. Линник, В.Ю. Линник, Э.Ю. Воронова, В.А. Евстратов, А. Цих, 2021

ISSN 0041-5790 (Print) • ISSN 2412-8333 (Online) • Уголь № 4-2021 /1141/

DOI: http://dx.doi.org/10.18796/0041-5790-2021-4-20-24

Название

Анализ структуры отказов шнеков очистных комбайнов

Авторы

Линник Ю.Н., доктор техн. наук, профессор, профессор кафедры экономики и управления в топливно-энергетическом комплексе Государственного университета управления, 109542, г. Москва, Россия, e-mail: ylinnik@rambler.ru

Линник В.Ю., доктор экон. наук, доцент, профессор кафедры экономики и управления в топливно-энергетическом комплексе Государственного университета управления, 109542, г. Москва, Россия, e-mail: d0c3n7@gmail.com

Воронова Э.Ю., доктор техн. наук, Шахтинский автодорожный институт (филиал) ЮРГПУ (НПИ) им. М.И. Платова, 346500, г. Шахты, Россия

Евстратов В.А., доктор техн. наук, профессор, Шахтинский автодорожный институт (филиал) ЮРГПУ (НПИ) им. М.И. Платова, 346500, г. Шахты, Россия

Цих А., доктор техн. наук, профессор Фрайбургской академии, консультант по вопросам энергоэффективности MS QF GmbH, 02791, г. Одервиц, Германия, e-mail: alexej.zich@freenet.de

Аннотация

На основании выполненных экспериментальных исследований выявлены характерные виды отказов шнеков очистных комбайнов при их эксплуатации в различных условиях по разрушаемости пластов. При эксплуатации комбайнов в структуре отказов шнеков присутствуют как правило все их характерные виды, доля каждого из которых зависит от характеристик разрушаемости угольных пластов. Чаще всего шнеки выходят из строя по причине отказов резцедержателей. Причем, при разрушении пластов сложного строения, содержащих крупные твердые включения и крепкие породные прослойки, в структуре отказов шнеков превалируют мгновенные (поломочные) отказы резцедержателей, а при работе на пластах простого строения – постепенные (износовые) отказы гнезд резцедержателей, влияющие на эффективность закрепления резцов. Установлено, что в структуре отказов шнеков типа ШК, оснащенных поворотными тангенциальными резцами, в отличие от шнеков типа ШР, оснащенных радиальными резцами, имеют место отказы, вызванные износом корпусов резцедержателей, что связано с малым радиальным вылетом резцов и недостаточным развалом борозды при резании. Для повышения надежности рекомендовано в наиболее нагруженной кутковой части шнеков типа ШК устанавливать радиальные резцы, а в забойной – поворотные с величиной и направлением угла разворота, зависящими от схемы резания.

Ключевые слова

Уголь, очистной комбайн, шнек, структура отказов, резцедержатель, износ, поломка, вероятность безотказной работы, характеристики разрушаемости пласта, прогнозирование надежности шнеков.

Список литературы

1. Оценка влияния отказов резцов и резцедержателей на показатели эффективности работы угледобывающих комбайнов / Ю.Н. Линник, А.Б. Жабин, В.Ю. Линник и др. // Известия Тульского государственного университета. Науки о земле. 2018. Вып. 2. С. 247-263.

2. Хорешок А.А., Маметьев Л.Е., Цехин А.М. Производство и эксплуатация разрушающего инструмента горных машин. Томск: Издательство Томского политехнического университета, 2013. 296 с.

3. Zich A., Linnik Yu.N., Linnik V.Yu. Verlangerung der Betriebsdauer von Meiselhalterungen an schneidenden Kohlegewinnugsmaschinen. MINING REPORT 5 // Gluckauf. 2017. N 153. P. 474-479.

4. Прокопенко С.А. Повышение срока службы комбайновых резцов в угольных шахтах // Горное оборудование и электромеханика. 2014. № 1. С. 24-28.

5. Прокопенко С.А. Повышение ресурсоэффективности при изготовлении и использовании горно-режущего инструмента // Современные научные исследования и инновации. [Электронный ресурс]. URL: http://web.snauka.ru/issues/2015/04/50499 (дата обращения: 15.03.2021).

6. Хорешок А.А., Цехин А.М., Борисов А.Ю. Влияние условий эксплуатации горных комбайнов на конструкцию их исполнительных органов // Горное оборудование и электромеханика. 2012. № 6. С. 2-5.

7. Романович А.С. Определение оптимального соотношения износостойкостей державки и вставки энергоэффективного тангенциального резца // Горное оборудование и электромеханика. 2017. № 1. С. 24–29.

8. Выбор формы армирующих вставок для тангенциальных поворотных резцов горных машин / П.Д. Крестовоздвиженский, В.И. Клишин, С.М. Никитенко и др. // Физико-технические проблемы разработки полезных ископаемых. 2014. № 6. С. 107-115.

9. Study of conical bit rotation using full-scale rotary cutting experiments / E. Kim, J. Rostami, C. Swope et al. // Journal of Mining Science. 2012. N 48. P. 717–731.

10. A theoretical model for predicting the peak cutting force of conical picks / K.D. Gao, C.L. Du, H.X. Jiang et al. // Fratt Integr Strutt. 2014. N 8. P. 43–52.

11. Талеров М.П. Повышение эффективности применения поворотных резцов проходческих комбайнов выбором рациональных геометрических параметров инструментов: дис…канд. техн. наук: Талеров Михаил Павлович. СПб., 2012.

12. Zich A., Linnik Yu.N., Linnik V.Yu. Selecting Parameters of Cutter-Loader Drums for specific Operating Conditions // GeoResources Journal. 2015. N 2. P. 40-44.

13. Комплексная оценка прочностных свойств угольных пластов сложного строения // Ю.Н. Линник, В.Ю. Линник, А.Б. Жабин и др. // Горный информационно-аналитический бюллетень (научно-технический журнал). 2019. № 8. С. 33-42.

14. Estimation of rock strength using scratch test by a miniature disc cutter on rock cores or inside boreholes / A. Naeimipour, J. Rostami, I.S. Buyuksagis et al. // International Journal of Rock Mechanics and Mining Sciences. 2018. Vol. 107. P. 9–18.

15. Wang G., Pang Y. Surrounding rock control theory and longwall mining technology innovation // International Journal of Coal Science & Technology. 2017. Vol. 4. Is. 4. P. 301–309.

Для цитирования

Анализ структуры отказов шнеков очистных комбайнов / Ю.Н. Линник, В.Ю. Линник, Э.Ю. Воронова и др. // Уголь. 2021. № 4. С. 20-24. DOI: 10.18796/0041-5790-2021-4-20-24.

Информация о статье

Поступила в редакцию: 18.01.2021

Одобрена рецензентами: 15.02.2021

Принята к публикации: 17.03.2021

Рецензия

на статью: «Анализ структуры отказов шнеков очистных комбайнов», авторы: Линник Ю.Н., Линник В.Ю., Воронова Э.Ю., Евстратов В.А., Цих А.

Рецензент

Борисова В.В., кандидат техн. наук, доцент, доцент кафедры управления организацией в машиностроении ФГБОУ ВО «Государственный университет управления».

Рецензируемый материал посвящен анализу выполненных ранее экспериментальных исследований, в ходе которых были выявлены характерные виды отказов шнеков очистных комбайнов при их эксплуатации в различных условиях по разрушаемости пластов. Авторы справедливо отмечают, что большинство выхода из строя шнеков происходит по причине отказов резцедержателей, причем внезапные отказы возникают при эксплуатации на пластах сложного строения, содержащих крупные твердые включения и крепкие породные прослойки, В этой связи авторы рекомендуют, для повышения надежности, в наиболее нагруженной кутковой части шнеков типа ШК устанавливать радиальные резцы, а в забойной – поворотные с величиной и направлением угла разворота, зависящими от схемы резания. Свои рекомендации авторы подтверждают аналитическим расчетами.

Кроме того, авторами статьи предложен показатель, комплексно характеризующий прочностные свойства угольных пластов для прогнозирования надежности исполнительных органов.

Учитывая изложенное, можно сделать вывод о том, что рецензируемая статья представляет интерес для конструкторов шнековых исполнительных органов, и может быть опубликована в открытых источниках.

В целом статья написана на высоком научно-техническом уровне, стиль изложения ясный, и соответствует требованиям к рукописям, представляемых для публикации в научно-технических периодических изданиях. Статья «Анализ структуры отказов шнеков очистных комбайнов» рекомендуется для публикации в журнале «Уголь».