Технологические схемы использования длинноходовых гидроцилиндров с гибким и гибко-упругим штоком
В настоящее время основным средством механизации тяговых операций являются лебедки. Лебедки, применяемые в горной промышленности, имеют канатоемкость барабана в пределах от 70 до 1400 м. Максимальные усилия лебедок используемых при механизации вспомогательных и монтажно-демонтажных работ на шахтах — до 150 кН (15тс) при канатоемкости 260 метров и массе 3900 кг.
Однако, большая канатоемкость перестает быть достоинством при длинах рабочих перемещений от 2 до 20 м, вследствие завышенных размеров и массы, а также значительной стоимости лебедки и пусковой аппаратуры во взрывозащищенном исполнении. Отметим, что при выполнении операций по сборке-разборке секций механизированных угледобывающих комплексов рабочие перемещения составляют 3 ÷ 7 м; при установке секций в рабочее положение или извлечении из выработанного пространства – 3 ÷ 5 м; при перемещении штрекового оборудования мехкомплексов – 2 ÷ 9 м; при извлечении металлокрепи и леса из выработанного пространства – 2 ÷ 4 м; при погрузке-разгрузке оборудования – 3 ÷ 5 м; при подъеме-спуске оборудования по внутрипластовым гезенкам и скатам – 4 ÷ 19 м.
В вышеотмеченной области относительно небольших перемещений предпочтительно использование силовых устройств линейного типа — длинноходовых гидроцилиндров.
Ниже приведены апробированные нами на шахтах технологические схемы применения длинноходовых гидроцилиндров.
При монтаже-демонтаже секций механизированных крепей тяжелого типа, а также секции крепей посаженных «нажестко» (рис.1.1), для демонтажа которых требовалась реализация тяговых усилий до 360 кН, было эффективным применение ГГШ-33/160-3,6. Гидроцилиндры с гибким штоком 1 располагались под секциями крепи 2 и закреплялись при помощи цепи, путем обвязки за гидростойку и рычаги разжатой секции. Затем, по мере извлечения секций, переносились по лаве, а также выносились на штрек для демонтажа последних секций. Гибкий шток соединялся с извлекаемой секцией при помощи цепи, которая обвязывалась за гидростойку и гидродомкрат конвейера и проходила через отклоняющую звездочку 3, прикрепляемую на козырьке соседней секции.
Рис.1.1. ГГШ на демонтаже секций крепи в демонтажной камере
Технологическая схема (рис. 1.2.) извлечения гидроцилиндром 1, закрепленным к опорной плите 2, арочной металлокрепи 3 или леса из выработанного пространства при ремонте и погашении выработок. Для этой цели использовались гидроцилиндры ГГШ-20/90-2,7 или ГГШ-33/160-2,7, размещенные на расстоянии 30-40 м от лавы.
Рис.1.2. ГГШ на извлечении арочной металлкрепи из выработанного пространства
Для выполнения вспомогательных работ по перемещению штрекового оборудования механизированного комплекса (рис.1.3.) использовались ГГШ-33/160-3,6 или ГГШ-33/160-5,0. Два гидроцилиндра с гибким штоком 1 закреплялись хвостовиками корпусов к общей базе конвейерного перегружателя с двух сторон. Гибкие штоки посредством круглозвенных цепей связывались с опорными плитами 2, закрепляемыми в 30-40 м от конвейерного перегружателя 3. Гидроцилиндры включались в работу параллельно и обеспечивали непрерывное перемещение комплекта штрекового оборудования на длину 3,1 или 4,5 м. После этого гибкие штоки выдвигались, цепи пересоединялись и цикл повторялся.
Рис.1.3. ГГШ на перемещении штрекового оборудования мехкомплекса
При решении проблемы восстановления работоспособности угледобывающего механизированного комплекса «Пиома» в сложных горно-геологических условиях на наклонных пластах с нарушенной кровлей для выполнения операций по выравниванию секций крепи и последующего удержания их в требуемом положении применялись ГГШ-33/160-2,1. Четыре гидроцилиндра ГГШ-33/160-2,4 попарно разносились по длине лавы (рис. 1.4.) , размещались в пространстве между ставом конвейера и гидростойками секций крепи и закреплялись к кронштейнам основания секций, распертых в ненарушенную кровлю. Соединение гидроцилиндров с выравниваемыми секциями осуществлялось отрезками цепи. Гидроцилиндры включались в работу поочередно: пока с помощью одного цилиндра производилось выравнивание заваленной секции, другим удерживался блок из выровненных секций, после чего функции цилиндров менялись.
Рис. 1.4. ГГШ на удержании секций крепи от сползания на наклонных пластах
Длинноходовые гидроцилиндры с гибким штоком предложены к использованию в составе средств механизированной выемки полезных искапаемых, таких как скреперо-струговые установки и фронтальные агрегаты для лав небольшой протяженности. В частности ГГШ-33/160-19 были опровованы в качестве привода экспериментального фронтального агрегата в производственном объединении «Гидроуголь» Кузнецкого угольного бассейна.
Схематично такая скреперо-струговая установка (рис. 1.5.) включает в себя исполнительный орган 1,обводные утройства 2 с распорными домкратами и домкратами передвижки, привод в виде длинноходового гидроцилиндра 3 с поршнем 4 и гибкими штоками 5. Насосная станция 6 гидролиниями 7 и 8 сообщена с ГГШ. При подаче водомаслянной эмульсии под давлением по гидролинии 7 ГГШ с двухсторонним гибким штоком приводит в движение исполнительные органы 1 вправо и производится отделение стружки угля от массива. При подаче жидкости по гидролинии 8 исполнительные органы перемещаются влево, скреперуя отбитый уголь в транспортную выработку.
По мере выемки пласта проихводится перемещение обводных устройств, и поршень постепенно перемещается все дальше вправо. Когда поршень в процессе работы выбирает весь оставленнй запас хода производится перемещение гидроцилиндра и насосной станции на шаг передвижки.
Секционный гидроцилиндр с двухсторонни гибким штоком такой кинематической схемы может быть расположен и непосредственно в лаве.
Привод таких установок может быть также выполнен в виде двух гидроцилиндров с односторонним гибким штоком. Гидроцилиндры при этом могут быть размещены в одной или в двух прилегающих к лаве выработкам.
Рис.1.5. ГГШ для привода исполнительных органов скреперо-струговых установок и фротальных агрегатов
Схемы применения длинноходовых гидроцилиндров на монтажно-демонтажных и аварийно-восстановительных работах на поверхности и в цехах
Замена надшахтных копров – основная технологическая операция при реконструкции подъемных комплексов на шахтах. Замена копров методом надвижки до этого осуществлялась при помощи многониточных полиспастных систем и электроприводных лебедок.Применение полиспастных систем, особенно при нерегулируемом электроприводе, зачастую приводит к скачкообразному характеру перемещения копра с чрезмерными ускорениями, вызывающими остаточную деформацию его элементов и необходимость выполнения дополнительных работ по рихтовке подшкивной площадки.
С целью дальнейшего совершенствования процесса надвижки было предложено вместо лебедок с многониточными полиспастами использовать комплект гидроцилиндров с гибким штоком (рис. 2.1.).
С помощью гидроцилиндров с гибким штоком 1, закрепляемых к бетонированным трубным якорям 2, производилось смещение с устья ствола старого копра 3 (в зависимости от технологии разборки) и надвижка нового копра 4 по направляющим путям 5 на рельсовом основании. Гидропульт 6 управления гидроцилиндрами от насосной станции 7 позволял обеспечивать плавное страгивание, а также синхронизацию скорости перемещения станка копра и укосины копра, несмотря на большую разницу в нагрузках, приложенных к ГГШ. При движении не возникало недопустимых вибраций и колебаний вершин копров.
Рис. 2.1. ГГШ на надвижке надшахных копров
Опыт применения комплектов ГГШ-33/160 с ходами 11 и 5,5 м для перемещения копров массой до 320 т и высотой до 66 м на расстояние до 19 м на карагандинских шахтах им. Калинина, «Актасская» и им. Костенко подтвердил высокую эффективность применения ГГШ.
С помощью гидроцилиндров с гибким и гибко-упругим штоком также может производиться монтаж-демонтаж оборудования при ремонте или замене шахтных подъемных машин, вентиляторов главного проветривания, сушильных барабанов, дробилок и грохотов обогатительных фабрик, мощных трансформаторов, насосного и теплового оборудования ТЭЦ, буровых и дегазационных установок, карьерных экскаваторов и т.п.
Применение привода такого типа для механизации тяговых процессов позволяет выйти на новый уровень тяговых усилий с плавным регулированием скорости хода и большой точностью позиционирования.
На рисунках 3.1-3.4 представлены схемы применения длинноходовых гидроцилиндров для горизонтального, наклонного и вертикального перемещения тяжеловесного оборудования и крупногабаритных грузов на поверхности, внутри производственных зданий и сооружений.
Оборудование может перемещаться волоком непосредственно по грунту (рис. 3.1 а), либо по специально проложенным путям или настилу (рис. 3.1б, г). Перемещение груза может осуществляться одним (рис. 3.1) или несколькими гидроцилиндрами, работающими одновременно (рис. 3.2 и рис. 3.3в,г). Определенные преимущества дает возможное движение корпуса ГГШ совместно с перемещаемым объектом (рис. 3.1г).
Рис. 3.1. Схемы применения одиночных гидроцилиндров для горизонтального и наклонного перемещения
Для увеличения суммарного перемещения груза гидроцилиндры соединяются по последовательной схеме (рис. 3.2а,в), а для увеличения суммарного усилия — по параллельной (рис. 3.2б,г; рис. 3.3.г), либо с применением полиспастов (рис. 3.1в).
С помощью нескольких гидроцилиндров и блоков, возможно получение сложного пространственного перемещения (рис. 3.2в,г, 3.3в,г и 3.4б) и поворота конструкций (3.1е, 3.2г).
Рис. 3.2. Схемы совместного применения нескольких гидроцилиндров для горизонтального перемещения прямолинейно, под углом, поворота и разворота на месте
Заанкеренные в нескольких точках балки могут быть использованы как вынесенные якоря для крепления отводных блоков (рис. 3.3а-г и 3.4а), корпусов гидроцилиндров при разрушении и вытягивании обломков (рис. 4в,г), а также при подъеме и боковом смещении оборудования с помощью короткоходовых гидроцилиндров и роликовых тележек (рис. 4б).
Рис. 3.3. Схемы применения гидроцилиндров для подъема и отклонения в сторону поднимаемых грузов
Крепление балок на грунте, на бетонном или ином основании зданий и сооружений, производится с помощью клиновых, сталеполимерных и гибких канатных анкеров, либо гидрораспорных анкеров.
Рис. 3.4. Схемы применения мостовых балок для крепления гидроцилиндров, неподвижных и подвижных отводных блоков
Гидроцилиндры ГГШ и ГГУШ мгоут использоваться при ведении аварийно-восстановительных дорожно-строительных работ, например для удаления порушенного бетонного или асфальтного дорожного покрытия или разравнивания бугров крупнокаменистого грунта. Для таких операций может быть использована специальная трапециевидная траверса, которая имеет габариты пропорциональные фронту ведения работ, т.е. ширину дорожного полотна или специальной широкой площадки. С двух концов траверса соединяется при помощи цепей со специальным замком с гидроцилиндрами. При этом могут параллельно работать два гидроцилиндра или крепежная цепь может замыкаться в один гидроцилиндр.
Длинноходовые гидроцилиндры также могут быть применены для механического подтягивания к месту работ колесной и гусеничной спецтехники, которая из-за провала, размытия, заиливания, затопления дорог или больших углов наклона не может самостоятельно преодолеть проблемный участок.
Доставка гидроцилиндров и насосной установки в труднодоступные места может быть осуществлена вручную (в подвальные, лабиринтные, наклонные, подтопленные и подводные пространства, при отсутствии подъездных путей), а также при помощи грузоподъемных кранов или мобильных гусеничных кранов-манипуляторов (для обычных монтажных площадок), либо вертолетов (для высотных объектов).
121471, РФ, г.Москва, ул. Рябиновая 51А
www.flexrod.ru; E-mail: Flexrod@mail.ru тел. +7(977)299-02-09