Теоретические исследования бункер-перегружателей с гравитационной загрузкой

Сформулирована научно-техническая проблема повышения эффективности проведения горных выработок, обеспечения экологической безопасности за счет применения комбайновой поточной технологии с использованием бункер-перегружателей периодического действия. Объектом исследования является бункер-перегружатель с гидравлическим приводом транспортирующего элемента периодического действия. Для решения проблемы загрузки бункер-перегружателей, предложены технические решения с изменяемым углом наклона желоба, обеспечивающим гравитационную загрузку. Обоснован метод определения фактического объема сыпучего материала в желобе бункер-перегружателя при гравитационной загрузке с целью разработки инженерной методики выбора его рациональных параметров. Установлены основные закономерности поведения сыпучего материала, получены качественные и количественные зависимости для определения фактического объема материала от угла наклона , вида материала, характеризующегося углом естественного откоса  , углом трения по поверхности желоба  , углом внутреннего трения  . Конечная математическая модель для определения указанных показателей представлена системой уравнений в виде алгоритма расчета и блок-схемы. Проведена оценка данных, полученных в результате проведенных исследований и расчетов. Изучена физическая картина поведения сыпучего материала при осуществлении гравитационной загрузки бункер-перегружателя. Сделаны выводы по результатам исследований.

Носенко А. С., Домницкий А. А., Носенко В. В., Зубов В. В., Кирсанов И. А. Теоретические исследования бункер-перегружателей с гравитационной загрузкой // Горный информационно-аналитический бюллетень. – 2022. – № 8. – С. 111–120. DOI: 10.25018/0236_1493_2022_8_0_111.

Носенко Алексей Станиславович¹ — д-р техн. наук, профессор, e-mail: asnosenko@mail.ru, ORCID ID: 0000-0002-9345-7709,
Домницкий Алексей Александрович¹ — д-р техн. наук, e-mail: dom-a-a@mail.ru, ORCID ID: 0000-0001-9400-3365,
Носенко Виктория Владимировна¹ — канд техн. наук, доцент, e-mail: vvnosenko@mail.ru, ORCID ID: 0000-0003-3003-8440,
Зубов Виктор Владимирович¹ — старший преподаватель, e-mail: dyadkazub0@rambler.ru, ORCID ID: 0000-0002-3629-8545,
Кирсанов Иван Анатольевич¹ — ассистент, e-mail: hexomen@rambler.ru, ORCID ID: 0000-0002-6632-904X,
¹ Шахтинский автодорожный институт (филиал) Южно-Российского государственного политехнического университета (НПИ) имени М.И. Платова.

Носенко А.С., e-mail: asnosenko@mail.ru.

1. Хазанович Г. Ш. Актуальные направления научных исследований горнопроходческого оборудования // Горное оборудование и электромеханика. — 2018. — № 2. — С. 41—45.

2. Жабин А. Б., Поляков А. В., Аверин Е. А., Линник Ю. Н. Основы проектирования исполнительных органов тоннелепроходческих машин // Горный информационно-аналитический бюллетень. — 2019. — № 6. — С. 156—164. DOI: 10.25018/0236-1493-2019-060-156-164.

3. Воронова Э. Ю., Хазанович Г. Ш. Методология параметрической оптимизации агрегатированных проходческих систем // Горное оборудование и электромеханика. — 2020. — № 5. — С. 16—21. DOI: 10.26730/1816-4528-2020-5-16-21.

4. Rostami J., Chang S. H. A closer look at the design of cutterheads for hard rock tunnel-boring machines // Engineering. 2017, vol. 3, no. 6, pp. 892—904. DOI: 10.1016/j.eng.2017.12.009.

5. Han M. D., Cai Z. X., Qu C. Y., Jin L. S. Dynamic numerical simulation of cutterhead loads in TBM tunnelling // Tunnelling and Underground Space Technology. 2017, vol. 70, pp. 286—298. DOI: 10.1016/j.tust.2017.08.028.

6. Roby J., Willis D. Achieving fast EPB advance in mixed ground. A study of contributing factors / Proceedings North American Tunneling. 2014, pp. 182—194.

7. Tumac D., Balci C. Investigations into the cutting characteristics of CCS type disc cutters and the comparison between experimental, theoretical and empirical force estimations // Tunnelling and Underground Space Technology. 2015, vol. 45, pp. 84—98. DOI: 10.1016/j. tust.2014.09.009

8. Huo J., Hanyang W., Jing Y., Wei S., Guangqing L., Xiaolong S. Multi-directional coupling dynamic characteristics analysis of TBM cutterhead system based on tunnelling field test // Journal of Mechanical Science and Technology. 2015, vol. 29, no. 8, pp. 3043—3058. DOI: 10.1007/ s12206-015-0701-1.

9. Носенко А. С., Домницкий А. А., Алтунина М. С., Зубов В. В. Результаты теоретических и экспериментальных исследований бункер — перегружателя с гидравлическим приводом транспортирующего элемента периодического действия // Горный информационно-аналитический бюллетень. — 2019. — № 11. — С. 119-130. DOI: 10.25018/02361493-2019-11-0-119-130.

10. Носенко А. С., Домницкий А. А., Хазанович В. Г., Носенко В. В., Зубов В. В., Кирсанов И. А. Патент RU 2702211 МПК B65G11/02. Конвейер для транспортирования сыпучих и кусковых материалов; патентообладатель Юж.-Рос. гос. политехн. ун-т (НПИ) им. М.И. Платова — № 2018144214; заявл. 13.12.18; опубл. 04.10.2019, Бюл. № 28.

11. Носенко А. С., Домницкий А. А., Носенко В. В., Алтунина М. С., Зубов В. В. Патент RU2724041, МПК B65G 25/08. Конвейер для транспортирования сыпучих и кусковых материалов; патентообладатель Юж.-Рос. гос. политехн. ун-т (НПИ) им. М.И. Платова — № 2019133253; заявл. 17.10.2019; опубл. 18.06.2020, Бюл. № 17.

12. Бояркина И. В. Технологическая механика одноковшовых фронтальных погрузчиков: монография. — Омск: СибАДИ, 2011. — 336 с.