Выбор средств механизации горных работ

Горизонтальный ковочный молот (рис. 3, 6) крепится к верхней части станины и предназначен для осадки буровой стали, которая удерживается при этом вертикальным ковочным молотом. Горизонтальный молот представляет собой ударный механизм, состоящий из цилиндра 4, в котором под действием сжатого воздуха перемещается поршень 2 со штоком, Воздухораспределитель клапанного типа 1 помещается в задней части цилиндра и удерживается задней крышкой 5, в полость которой подается сжатый воздух. При рабочем ходе сжатый воздух проходит по каналу 6 и движет поршень вперед, а выхлоп происходит по каналу 8. При обратном ходе клапан 3 закрывает канал 6 и открывает канал 9, по которому сжатый воздух поступает в переднюю полость цилиндра. Передняя крышка 10 предназначена для направления ударника 7 со шлицами, удерживаемого пружиной 11. Горизонтальный ковочный молот включается в работу той же рукояткой, что и вертикальный молот.

Рисунок 3 - Бурозаправочный станок БЭС

Молоток-пробойник 11 (рис. 3, в) предназначен для восстановления отверстия в хвостовике или головке бура и размещается также на верхней части станины станка. Управление молотком-пробойником осуществляется с помощью золотника 8, перемещаемого ручкой 7. При включении в работу сжатый воздух поступает по рукаву 15 и, смешиваясь с маслом, вытекающим из масляной емкости 14, по каналу 13 подается в пневмоподатчик 1 (поршень 3 которого продвигает молоток вперед) и к молотку-пробойнику по каналу 2. Особенностью конструкции молотка является само-распределение воздуха. При движении поршня вперед сжатый воздух помимо давления на торец штока поршня 12 проходит по каналу 4 и давит на поршень. В конце рабочего хода поршень со штоком наносит удар по ударнику 9, соединенному с иглой 10, поправляющей отверстие в буре. При перемещении вперед буртик штока перекрывает канал 4 и открывает канал 6, по которому сжатый воздух начинает поступать в переднюю полость молотка-пробойника. Под действием разности давлений на площади поршня и хвостовика поршень со штоком совершают обратный ход. Выхлоп воздуха производится через канал 5.

В комплект инструмента бурозаправочного станка входят зажимные, формовочные и калибровочные матрицы, а также набойники. Большинство бурозаправочных станков отечественного производства, такие как БЗС-1, БСГ-1, Б-50, БсТ-1, рассчитаны на диаметры буровой стали до 32 мм и буровых головок до 48-50 мм. При давлении сжатого воздуха 5-7 кгс/см2 и расходе 3-4 м³/мин они обеспечивают производительность заправки. до 60-70 буров в час. Ход вертикального молота достигает 90-100 мм, а длина, ширина и высота стакана соответственно составляют 1,5-1,6; 1-1,2 и 1,3-1,5 м при массе 1,8-2,2 т.

Рисунок 4 - Закалочные ванны

Закалка буров производится в закалочных ваннах, которые изготовляются обычно в мастерских рудника и подразделяются на водяные - для закалки головок буров и масляные - для закалки хвостовиков. Водяная закалочная ванна состоит из металлического ящика 4 (рис. 4, а), заполняемого проточной водой, и перфорированного листа или сетки 2, уложенной в ящике на определенной глубине от поверхности воды, соответствующей длине закаливаемой поверхности. Закаливаемые буры устанавливаются на сетку и опираются на стойки 3, удерживающие буры. В ванну обычно подводятся холодная вода и сжатый воздух для лучшего перемешивания воды и сохранения ее постоянной температуры (18-20° С). Труба 1 предназначена для стока воды. Аналогична конструкция масляных закалочных ванн, но в водяной бак 1 (рис. 4, 6) помещается масляный бак 2, оборудованный змеевиком с проточной водой для дополнительного охлаждения масла. Помимо этого бак может охлаждаться вентилятором 3. Буры устанавливаются на сетку, подвешенную на лапах 5, и опираются на стойки 4. Обычно производительность ванны составляет 60-70 буров в час.

Заточка буровых коронок и головок буров, армированных твердым сплавом, производится на специальных заточных станках, подразделяемых на абразивные и анодно-механические. Большое распространение пока получили станки для абразивной заточки ЗС-1. Станок состоит из станины 1 (рис. 5) с укрепленным на ней шпинделем 2, оборудованным двумя заточными кругами 4 и 5, двигателем 6 и приспособлениями 7 для установки коронок. Управление производится штурвалами 3. Черновая заточка происходит при окружной скорости 15-20 м/с на абразивных кругах зелёного 2 карбида кремния зернистостью 36-46 и твердостью М3-СМ1, чистовая - при окружной скорости 20-25 м/с на абразивных кругах из черного карборунда. Заточка должна вестись а обильным (не менее 10 л/мин) охлаждением лезвия коронки охлаждающим раствором, состоящим из эмульсола К (3-5%), раствора мыла (3-3,5%), раствора соды (1-2°/о) с добавлением масла (2%) или всухую с отсосом пыли. Станки с анодно-механической заточкой инструмента основаны на тепловом режиме, при котором съем слоя металла происходит за счет оплавления. При этом затачиваемый инструмент включается как анод, а вращающийся (вместо абразивного круга) металлический диск включается катодом. Подав напряжение и пропуская электролит (жидкое стекло) между анодом и катодом доводят расстояние между ними до такой величины, при которой происходит электрический разряд, оплавляющий анод. Величина съема металла и чистота обработки зависят от режима работы

Для обеспечения перпендикулярности хвостовиков бурового инструмента их шлифуют на шлифовальных станках типа ПТШ. Заточные и шлифовальные станки рассчитаны на диаметр буровой стали до 32 мм и диаметр затачиваемых коронок до 56 мм, а их производительность достигает 200-300 шт. в смену. Станки оборудуются электро- или пневмоприводном и гидронасосом для подачи жидкости. Контроль качества изготовления буровых коронок заключается в проверке основных их размеров с помощью шаблонов и калибров и пайки пластин твердого сплава.

Рисунок 5 - Станок для заточки бурового инструмента

Технические характеристики станков для заточки бурового инструмента представлены в табл. 8

Таблица 8 - Технические характеристики станков для заточки бурового инструмента

Оборудование бурозаправочной мастерской должно быть расставлено с учетом последовательности выполняемых технологических операций, при которой исключались бы встречные потоки инструмента. Изготовление и восстановление бурового инструмента состоит из ряда последовательных операций, включающих разрубку и правку буровой стали, изготовление и термическую обработку хвостовиков и головок, а если применяется твердый сплав, то подготовку и армирование головки или коронки твердым сплавом. Буровая сталь из шахты подается на чистку и выравнивание, сортировку затупленных буров и комплектование наборов по длине и диаметру головок. В случае надобности производится обрубка буров, поступивших из шахты, до требуемой величины. Буровая сталь, полученная со склада, также рубится на заготовки определенной длины. Рубка стали может производиться на бурозаправочном станке в холодном состоянии, или нагретом до 550-600° С. Перед ковкой хвостовика или головки буровую сталь на длине 200 мм нагревают в печи до температуры 1000-1100° С.

Изготовление хвостовика бура и головки осуществляется на бурозаправочном станке с помощью горизонтального ковочного молотка и специальных матриц и набойника, а затем производится окончательная доводка в формировочных и калибровочных матрицах, пробивка и продувка центрального отверстия. Ковка буровой стали прекращается при снижении температуры до 830° С. После ковки головки буры могут проходить отжиг в печи с нагревом до температуры 740-850° С и последующее охлаждение в извести или песке в течение 2 ч. Иногда после отжига головки цементируют. Перед закалкой хвостовик или головку бура нагревают в печи до потери магнитных свойств, что соответствует температуре 800-850° С. Закалку хвостовиков осуществляют погружением в масляную ванну с индустриальным или трансформаторным маслом на глубину 30 мм, а головок - в водяную ванну на глубину 6-10 'мм. Температура масла или воды поддерживается равной 18-20° С. После закалки твердость должна составлять 38…45 НВС. В случае, если закалка оказалась слишком жесткой, применяют отпуск при температуре 320°. Пламя в печи поддерживается восстановительным.

Армирование бурового инструмента твердым сплавом также подразделяется на ряд последовательных операций. При этом после фрезерования, просечки или строгания паза его зачищают до металлического блеска и подгоняют по пластинке твердого сплава, которая предварительно зачищается на карборундовых кругах с зазором 0,1-0,15. Пластинку в пазе коронки закрепляют кернами и обезжиривают в течение 10-15 мин в 10-15%-ном растворе каустической соды, после чего тщательно промывают и просушивают. После обезжиривания закрывают отверстие для промывки асбестом и опускают головку бура или коронку с закрепленной в ней пластинкой твердого сплава в кипящую техническую буру на 3-5 мин.

Пайку пластинки проводят в печах при восстановительном коптящем пламени или токами высокой частоты. После того как пластинка и паз достаточно прогрелись и бура расплавилась, буровой инструмент извлекают из печи или индуктора, накладывают латунную пластинку (марки Л-62, Л-68), посыпают бурой и опять прогревают до полного расплавления припоя (900-9000° С). Затем буровую коронку или головку вынимают из печи, пластинку твердого сплава обжимают горячим стержнем и погружают на глубину 30 мм в горячий песок (200-300° С) или древесный уголь на 30-40 мин для охлаждения. После изготовления буровой инструмент подвергают грубой обдирке и затем заточке на карборундовых кругах или анодно-механическим способом, но мере заточки ведется контроль шаблонами.

Заключение

В данном курсовом проекте, опираясь на научную учебную литературу и знания, полученные во время изучения теоретического курса, произвел расчет и выполнил выбор средств механизации производственных процессов при ведении проходческих и очистных работ, позволяющих обеспечить с помощью более высоких технических и экономических показателей. По своей заданной производительностью и коэффициентом крепости породы я выбираю камерно - столбовую систему разработку. По ходу курсового проекта в качестве средств механизации были выбраны: погрузочно-доставочная машина я выбрал машину ПД-5 в количестве 3 единиц и буровую установку УБШ-532Д в количестве 8 единиц.

Литература

1. Горные машины и оборудование подземных разработок: Метод. указания к курсовому проектированию и практическим занятиям для студентов специальностей 170100, 090200 всех форм обучения /Сост. В.Т. Чесноков, КГАЦМиЗ.-Красноярск, 1999. - 28 с.

2. Скорняков Ю.Г. Подземная добыча руд комплексами самоходных машин.-М.: Недра, 1986. - 204 с.

3. Кальницкий Я.Б., Филимонов А.Т. Самоходное погрузочное и доставочное оборудование на подземных рудниках. - М.: Изд-во «Недра», 1974. - 304 с.

4. Машины и оборудование для шахт и рудников: Справочник /С.Х. Клорикьян, В.В. Старичнев, М.А. Сребный и др. - 7-е изд., репринтн., с матриц 5-го изд. (1994 г.). - М.: Издательство Московского государственного горного университета, 2002. - 471 с.

5. К.И. Иванов, М.С. Варич, В.И. Дусеев. Техника бурения при разработке месторождений полезных ископаемых. К.И. Иванов, М.С.

6. Чесноков В.Т. Лабораторные работы.

Размещено на Allbest.ru