A method of measuring the stereometric parameters of working units of mining machines equipped with conical picks

• Autorzy: Cheluszka P.

Warianty tytułu

PL

Metoda pomiaru parametrów stereometrycznych organów roboczych górniczych maszyn urabiających wyposażonych w noże stożkowe

• Języki publikacji: EN

Abstrakty

EN

The efficiency of mining the rock and other materials with mining machines used in the mining, construction and road industry is largely dependant upon the stereometry of their working units. The stereometry is determined at the design stage using dedicated software, individually for the mining machine's specific working conditions. Inspecting the conformity of pickboxes' arrangement and setting to the working documentation plays an important part in the manufacturing process of working units for mining machines. The inspection generally consists of measuring the stereometric parameters being a set of values determining a position on the side surface and spatial arrangement of each pickbox. The methods currently in use are very time-and work-consuming and feature poor accuracy, especially when measuring angles determining the spatial arrangement of individual pickboxes. The design and operation of the instruments used for this purpose is often complicated. The measurement method and mathematical measurement model established allow to determine, relatively easily, the spatial arrangement and setting of pickboxes at the side surface of working units in mining machines equipped with conical picks (tangential rotary) with the required measuring accuracy using typical measuring instruments used commonly in the metrology of geometric values and in the coordination measuring technique. It is an indirect method based on the measurement of translation coordinates of three non-collinear characteristic measuring points for the pickbox in the three-dimensional space of the measuring station.

PL

Skuteczność realizacji procesu urabiania skał kombajnami górniczymi determinowana jest w istotny sposób stereometrią ich organów roboczych - głowic urabiających - w przypadku kombajnów chodnikowych oraz organów urabiających - w przypadku kombajnów ścianowych. Parametry stereometryczne organów roboczych maszyn urabiających charakteryzujące sposób rozmieszczenia i ustawienia w przestrzeni uchwytów nożowych przyspawanych do ich pobocznicy oraz geometria osadzonych w nich noży mają bowiem istotny wpływ na przebieg procesu skrawania skał. Stereometria głowic (organów) urabiających decyduje w rezultacie w dużym stopniu o wydajności tego procesu, jego energochłonności oraz intensywności zużycia noży. Wpływa ona ponadto na stan obciążenia noży oraz wielkość i charakter obciążenia dynamicznego głównych podzespołów kombajnu, w tym przede wszystkim napędu w układzie urabiania oraz jego ustroju nośnego, decydującego w dużej mierze o trwałości i niezawodności działania tego rodzaju maszyn. Określana jest ona dlatego na etapie projektowania z wykorzystaniem dedykowanego oprogramowania komputerowego indywidualnie dla określonych warunków zastosowania maszyny urabiającej. Istotną rolę w procesie wytwarzania spełnia kontrola zgodności rozmieszczenia i ustawienia uchwytów nożowych z dokumentacją techniczną na każdym etapie produkcji organów roboczych maszyn urabiających, w szczególności zaś w trakcie sczepiania oraz po ich ostatecznym przyspawaniu. Błędy montażowe, czy zastosowanie niewłaściwej technologii spawania uchwytów nożowych mogą bowiem być przyczyną nawet dużych rozbieżności rzeczywistego i nominalnego ich położenia. Skutkować to może nieprawidłowym działaniem organów roboczych, co w rezultacie prowadzić będzie do niskiej skuteczności działania maszyny urabiającej, przeciążania jej napędów i niepożądanych drgań, nadmiernego zużycia energii oraz materiałów eksploatacyjnych, a także zwiększonej awaryjności. Kontrola prawidłowości położenia uchwytów nożowych sprowadza się do pomiaru parametrów stereometrycznych organów roboczych, stanowiących zbiór wielkości opisujących rozmieszczenie na pobocznicy oraz ustawienie w przestrzeni każdego uchwytu nożowego. Pomiar parametrów stereometrycznych organu roboczego maszyny urabiającej polega więc na wyznaczeniu wartości co najmniej sześciu parametrów geometrycznych dla każdego zamocowanego na nim uchwytu nożowego. Parametrami tymi są przy tym (rys. 1): odległość wierzchołka ostrza noża (punktu S) od osi obrotu organu roboczego mierzona w płaszczyźnie obrotu - r, odległość wierzchołka ostrza noża S od płaszczyzny bazowej XY - z, kąt zawarty pomiędzy prostą przechodzącą przez wierzchołek ostrza noża S i punkt T oraz prostą równoległą do osi X leżącą w płaszczyźnie obrotu rozpatrywanego noża - […], oraz trzy kąty charakteryzujące usytuowanie w przestrzeni osi noża (osi gniazda w uchwycie nożowym) oraz płaszczyzny symetrii uchwytu nożowego przechodzącej przez tę oś, to znaczy (rys. 2): kąt ustawienia osi noża [...] - będący kątem nachylenia osi noża (SQ) do płaszczyzny przyłożenia (CFES), mierzony w umownej płaszczyźnie symetrii noża (AQFS), ? kąt odchylenia osi noża […] - określający odchylenie umownej płaszczyzny symetrii noża (AQFS) od płaszczyzny obrotu (ABCS), kąt wychylenia uchwytu nożowego […] - zdefiniowany jako kąt obrotu płaszczyzny symetrii uchwytu nożowego wokół osi noża (SQ) mierzony od umownej płaszczyzny symetrii noża (AQFS).

Słowa kluczowe

EN

mining machine; working unit; pickboxes setting; stereometric parameters measurement; geometric values metrology

PL

maszyna urabiająca; organ roboczy; ustawienie uchwytów nożowych; pomiar parametrów stereometrycznych; metrologia wielkości geometrycznych

• Wydawca: Instytut Mechaniki Górotworu PAN
• Czasopismo: Archives of Mining Sciences
• Rocznik: 2010
• Tom: Vol. 55, no 4
• Strony: 747--760
• Opis fizyczny: Bibliogr. 18 poz., rys., wykr.

Twórcy

autor

Cheluszka P.

• Institute of Mining, Faculty of Mining and Geology, Technical University of Silesia, 44-100 Gliwice, ul. Akademicka 2, Poland

Bibliografia

• Dolipski M., Cheluszka P., 1999. Dynamic model of a roadheader's cutting system which incorporates transverse cutter heads. Archives of Mining Sciences, vol. 44, Iss. 1, p. 113-146.
• Dolipski M., Cheluszka P., 2002. Dynamika układu urabiania kombajnu chodnikowego. Wydawnictwo Politechniki Śląskiej, Gliwice.
• Dolipski M., Cheluszka P., Sobota P., 2007. Kryteria doboru głowic urabiających dla energooszczędnych kombajnów chodnikowych. Przegląd Górniczy, 63, Nr 7-8, s. 64-70.
• Hurt K.G., Morris C.J., 1985. Computer designed cutting heads improve roadheader performance. Tunnel & Tunnelling 17, Nr 3, p. 37-38.
• Jakubiec W., Malinowski J., 2004. Metrologia wielkości geometrycznych. Wydawnictwa Naukowo-Techniczne, Warszawa.
• Jonak J., 2001. Wybrane aspekty optymalizacji konstrukcji i eksploatacji głowic do urabiania kamienia. I Międzynarodowa Konferencja Techniki Urabiania, s. 383-404.
• Jonak J., 2002. Urabianie skał głowicami wielonarzędziowymi. Wydawnictwo Naukowe "Śląsk", Katowice.
• Kleinert H.-W., 1989. Entwicklungsstand der Schneidtechnik von Teilschnitt-Streckenvortriebsmaschinen. Glückauf, 125, Nr 15/16, p. 904-911.
• Kotwica K., Gospodarczyk P., 2007. Rozwiązanie organu kombajnu chodnikowego wyposażonego w narzędzia dyskowe. Monografia "Nowoczesne metody eksploatacji węgla i skał zwięzłych". Kraków, s. 395-410.
• Krauze K., 2000. Urabianie skał kombajnami ścianowymi: podstawy doboru i projektowania elementów frezujących. Wydawnictwo Naukowe "Śląsk", Katowice.
• Krauze K., Kotwica K., 2007. Selection and underground tests of the rotary tangential cutting picks used in cutting Hades of the longwall and roadway miners. Archives of Mining Sciences, vol. 52, Iss. 2, p. 195-217.
• Krauze K., Kotwica K., Rączka W., 2009. Laboratory and underground tests of cutting heads with disc cutters. Archives of Mining Sciences, vol. 54, Iss. 2, p. 239-260.
• Menzel W., Frenyo P., 1995. Zastosowanie kombajnów chodnikowych z głowicami skrawającymi wzdłużnie i poprzecznie do skrawania przekrojów cząstkowych. Wiadomości Górnicze, Nr 1, s. 16-20.
• Rostami J., Ozdemir L., Neil D.M., 1994. Roadheaders performance optimization for miting and civil construction. 13th Annual Technical Conference, Las Vegas.
• Rostami J., Ozdemir L., Asbury B., 1995. Mini-Disc Equipped Roadheader Technology for Hard Rock Mining. Third International Symposium on Mine Mechanization and Automation, Vol. II, Golden Colorado.
• Sikora W., Cheluszka P., Giza T., Sobota P., Mann R., Osadnik J., 2000. Określenie sił i energochłonności urabiania nożami stożkowymi. Wydawnictwo Politechniki Śląskiej, Gliwice.
• Speight H.E., 1997. Observations on drag tool excavation and the consequent performance of roadheaders in strong rock. The AusIMM Proc., 302, Nr. 1, p. 17-32.
• Tiryaki B., Ayhan M., Hekimoglu O.Z., 2001. A New computer program for cutting head design of roadheaders and drum shearers. 17th International Mining Congress and Exhibition of Turkey - IMCET, p. 655-662.