Технология добычи полезных ископаемых со дна озер, морей и океанов - Ржевский В.В.
Скачать (прямая ссылка):
' глубина
4 — район работ; 5 — берег озера 262
Рис. 6.22. Фрезерный рыхлитель открытого типа с криволинейными лопастями и с резцами, установленными по рабочим кромкам лопастей
Рис. 6.23. Цилиндрический рыхлитель с резцами иа поверхности лопастей
ского разрушения и гидротранспортирования по плавучему напорному пульпопроводу. При этом использовались специальные фрезерные рыхлители, разработанные и изготовленные в проблемной лаборатории подводной добычи МГИ (техническая характеристика рыхлителей приведена в табл. 6.7) и стандартные секции плавучего пульпопровода.
Лопасти фрезерных рыхлителей оснащены зубьями, режущая часть которых армирована твердосплавным металлом (рис. 6.22, 6.23).
Применение резцов в качестве режущих элементов было обусловлено предпосылкой о хрупком характере разрушения мираби-
Таблица 6.7
Техническая характеристика фрезерных рыхлителей с резцами
Параметры Модель I Модель II
Диаметр рыхлителя -по лопастям Вф, 440 490
мм
Длина по резцам /, мм 345 357
Число лопастей т 4 6
Частота вращения рыхлителя Пф, 37,5 37,5
об/мин
Скорость папильонироваиия оп, м/мин 4,1 4Д
Скорость резания ур, м/с 0,9 1,3
Ширина резания 6, мм 22 9
Высота контакта резца с породой а, мм 18 22
Статический угол резаиия 6, градус 82---85 70---72°
Кинематический параметр рыхлителя 13,8 19,3
лита-стеклеца. Предварительно лабораторные исследования по резанию образцов мирабилита-стеклеца одиночными резцами показали, что процесс внедрения инструмента в породу-сопровождается возникновением развала боковых стенок, развитием опережающей трещины и выколе отдельных элементов, т. е. наличием признаков хрупкого разрушения. Следовательно, установка резцов на лопастях фрезерных рыхлителей с перекрывающимся шагом резания приведет к концентрации напряжений в предрезцовом пространстве при внедрении последних в массив, развитию систем трещин и предварительного ослабления массива, что в свою очередь приведет к снижению энергоемкости рыхления породы. Исследование процесса резания с помощью математической модели показало необходимость учета изменения нагрузок на рыхлитель в зависимости от кинематических условий резания, которые нашли отображение в полученных теоретических зависимостях усилий резания Рг и подачи Рп:
KjA, (В+ВЪКг . KsD,
Рг =
Рп =
асж„аЬ
К,
Kt Ki 11 ‘3
6Сх 1 Ktccl ' 4 С
_ (В Вг) K'j . Pi sin Y 6Cj. Kt CCj + 4С
(6.1)
(6.2)
где Рг, Pn — усилия резания и подачи, кгс; асж„ — предел прочности на одноосное сжатие, кгс/см2; а, b — текущая толщина и ширина резания; К{\ Кг’, К'3\ КЬ Kh Аг; В; Вй Cx\Di,Ku, Kt, Kt, — коэффициенты, характеризующие изменения углов резания б, заднего угла резания у, координатного угла поворота рыхлителя t, а также зависящие от коэффициента трения породы о резец и угла внутреннего трения породы р.
Экспериментальные исследования в натурных условиях Ку-чукского месторождения мирабилита-стеклеца показали высокую работоспособность фрезерных рыхлителей. В процессе опытной выемки изучались вопросы влияния геометрических параметров рыхлителя на изменение усилия резания, влияния гидродинамических сопротивлений рапы на энергоемкость рыхления. Устанавливалась взаимосвязь параметров забоя рыхлителя и энергоемкости резания. Для этого использовались тензометрические методы измерения нагрузок на валу рыхлителя с записью изменения крутящего момента сопротивления породы фрезерованию на осциллограмме и замеры активной составляющей мощности на электродвигателе рыхлителя.
Анализ экспериментальных величин активной составляющей мощности, расходуемой на резание, показал изменение коэффициента вариации в пределах /Свар = 0,29-т-0,3, что свидетельствует
об изменении технических условий резания (нарушение контакта рыхлителя с забоем, колебание прочности и т. д.).
Эти погрешности необходимо устранить при проведении опытно-промышленных работ по добыче мирабилита-стеклеца созда-
нием устройства, контролирующего и обеспечивающего прочный контакт рыхлителя с забоем. Средняя удельная энергоемкость рыхления, по полученным экспериментальным данным, составила
0,4 кВт-ч/м3. Вариации крутящего момента сопротивления породы резанию в подводных условиях составили: иМкр = 0,06 (для рыхлителя модели I) и иМкр = 0,038 (для рыхлителя модели II). Невысокие коэффициенты динамичности процесса &д = 1,01 + 1,06; kR = 1,11-*-1,18 — для рыхлителя модели I кд = 1,1, k'A = 1,3 — для рыхлителя модели I показывают, что заданные параметры рыхлителей хорошо сглаживают динамические нагрузки на рабочий орган и могут учитываться при расчете автоматического регулирования частоты вращения вала двигателя рыхлителя в зависимости от изменения крепости разрушаемого массива.
