The anti-resonance criterion in selecting pick systems for fully operational cutting machinery used in mining

• Autorzy: Cheluszka P.

Identyfikatory

DOI

10.1515/amsc-2017-0054

Warianty tytułu

PL

Kryterium antyrezonansowe w doborze układu noży na organach roboczych górniczych maszyn urabiających

• Języki publikacji: EN

Abstrakty

EN

This article discusses the issue of selecting a pick system for cutting mining machinery, concerning the reduction of vibrations in the cutting system, particularly in a load-carrying structure at work. Numerical analysis was performed on a telescopic roadheader boom equipped with transverse heads. A frequency range of the boom’s free vibrations with a set structure and dynamic properties were determined based on a dynamic model. The main components excited by boom vibrations, generated through the process of cutting rock, were identified. This was closely associated with the stereometry of the cutting heads. The impact on the pick system (the number of picks and their arrangement along the side of the cutting head) was determined by the intensity of the external boom load elements, especially in resonance zones. In terms of the anti-resonance criterion, an advantageous system of cutting head picks was determined as a result of the analysis undertaken. The correct selection of the pick system was ascertained based on a computer simulation of the dynamic loads and vibrations of a roadheader telescopic boom.

PL

W artykule zajęto się zagadnieniem doboru układu noży organów roboczych maszyn urabiających w aspekcie redukcji drgań występujące w układzie urabiania, a w szczególności w jego ustroju nośnym podczas realizacji procesu roboczego. Badania numeryczne zrealizowane zostały na przykładzie wysięgnika teleskopowego kombajnu chodnikowego wyposażonego w głowice poprzeczne. W oparciu o model dynamiczny określone zostały zakresy częstości drgań własnych wysięgnika o zadanej strukturze i własnościach dynamicznych. Dokonana została identyfikacja głównych składowych wymuszenia drgań wysięgnika generowanych procesem urabiania skały, które powiązane zostały ze stereometrią głowic urabiających. Określono wpływ układu noży (liczby noży oraz ich sposobu rozmieszczenia na pobocznicy głowicy urabiającej) na intensywność składowych obciążenia zewnętrznego wysięgnika, szczególnie w jego obszarach rezonansowych. W efekcie zrealizowanych badań określony został korzystny, ze względu na kryterium antyrezonansowe, układ noży na głowicy urabiającej. Poprawność doboru układu noży potwierdzona została w oparciu o symulację komputerową obciążeń dynamicznych i drgań wysięgnika teleskopowego kombajnu chodnikowego.

Słowa kluczowe

EN

dynamics; roadheader; telescopic boom; pick system; excitation of vibrations; resonance vibrations

PL

rezonans; drgania; kombajn chodnikowy; wysięgnik teleskopowy; dynamika; układ noży

• Wydawca: Instytut Mechaniki Górotworu PAN
• Czasopismo: Archives of Mining Sciences
• Rocznik: 2017
• Tom: Vol. 62, no. 4
• Strony: 775--793
• Opis fizyczny: Bibliogr. 13 poz., rys., tab., wykr.

Twórcy

autor

Cheluszka P.

• Silesian University of Technology, Falculty of Mining and Geology, Department of Mining Mechanisation and Robotisation, Akademicka 2, 44-100 Gliwice, Poland

Bibliografia

• [1] Bartn icki A., Łopatka M.J., Krogul P., Muszyński T., 2010. Dynamic stability simulations basis on Ł34 wheel loader. In proceedings: TRANSCOMP - XIV International Conference Computer Systems Aide Science, Industry and Transport, Zakopane, 89-98.
• [2] Dolipski M ., Cheluszka P., 1998. Method for determining the curve profile of the cutting-force applied by the cone bit fitted to the cutter head of a roadheading machine. Glückauf-Forschungshefte, 59, 4, 123-127.
• [3] Dolipski M. , Cheluszka P., Sobota P., 2007. Criterions of cutting heads selecton for energy-saving heading machines. Polish Mining Review, 63, 7-8, 64-70.
• [4] Dolipski M. , Cheluszka P., Sobota P., 2014. Numerical tests of roadheader’s boom vibrations. Vibrations in physical systems XXVI, 65-72.
• [5] Findeisen D., 2000. System dynamics and mechanical vibrations. Springer-Verlag, Berlin, Heidelberg, New Yourk, 382.
• [6] Gehring K., 1973. Möglichkeiten zur Beurteilung des Arbeitsverhaltens von Werkzeuge zur schneidenden Gesteinsbearbeitung. Berg- und Hüttenmännische Monatshefte, 118, Nr. 10, p. 319-327.
• [7] Keleş S., 2005 . Cutting performance assessment of a medium weight roadheader at Çayirhan coal mine. Thesis presented in partial fulfillment of the requirements for the degree of Master of Science in the Department of Mining Engineering, Ankara, pp. 58.
• [8] Marchelek K., 199 1. Dynamics of machine tools. Scientific & Technical Publishing (WNT), Warsaw, pp. 405.
• [9] Rojek J., Oñate E., Labra C., Kazal H., Akerman J., 2009. Optimizing rock cutting through computer simulation. [In:] Technology Innovation in Underground Construction (Gernot Beer, Ed.), CRC Press Inc, 299-314.
• [10] Podsiadła B. (ed.) , 2000. Modelling and research into the dynamic phenomena of telescopic booms and mobile cranes. Scientific & Technical Publishing (WNT), Warsaw, pp. 155.
• [11] Vašek J., Pinka J, 2006. Research into the “critical state” of rock cutting tools. Archives of Mining Sciences, 51, 3, 355-369.
• [12] Van Wyk G., 2012. Simul ation of tribological interactions in bonded particle-solid contacts. Thesis presented in partial fulfilment of the requirements for the degree Master of Science in Engineering, Stellenbosch, 147.
• [13] Yu B., Khair A. W., 2007. Numerical modeling of rock ridge breakage in rotary cutting. ARMA General Meeting, Vancouver, Canada, 519-526.

Uwagi

PL

Opracowanie rekordu w ramach umowy 509/P-DUN/2018 ze środków MNiSW przeznaczonych na działalność upowszechniającą naukę (2018)