И. К. Бейсембетов ректор Зам главного редактора

 

●

 Технические науки 

 

284                                                                                            

№2 2016 Вестник КазНИТУ

 

 

Бүгінгі күні роторлы экскавациялық машиналар [2] жасауда жоғары жылдамдықта жұмыс істей 

алатын жоғары тиімділікті жұмыс органдары қолданылуда. Бұл роторлы органдар құрылыс карьерле-

рінде,  тау-кен  саласында  және  тиеп-түсіру,  қоймалық-тасымалдау  жұмыстарында  кеңінен  пайдала-

нылуда. Осындай роторларға жоғарыдан төмен қарай қазатын инерциялы роторлар жатады. Олар то-

пырақтың барлық түрлерін жоғары жылдамдықпен қаза да, өнімділікті жоғарылата да алады. Қазіргі  

қолданыстағы  роторлардың  кемшіліктері  жаңа  инерциялы  роторда  жоқ  екендігі  дәлелденген.  Жаңа 

роторда  шөміштердің  орнына  екі  қатар  пышақтар  орналасқан  және  ол  материалды  «жоғарыдан  тө-

мен» қарай айналу арқылы өңдейді. 

Тиеп-түсіру  жағдайларына  байланысты  гравитациялық  [1]  түсірудегі  шөміштер  айналу  жыл-

дамдығымен  шектелген,  сондықтан  да  олар  жылдамдықты  өсіру  арқылы  өнімділікті  арттыра алмай-

ды.  Жылдамдықтың  шектеулі  мәндері  өлшемсіз  жылдамдық  коэффициентімен,  яғни  центрге  тар-

тқыш үдеудің ауырлық күші үдеуіне қатынасымен анықталады: 

 

,

2

2

g

R

gR

C

v











                                                            (1) 

 

Қазіргі  кезде  роторлы  экскаваторлардың  алдыңғы  қатарлы  конструкцияларының  жылдамдық 

коэффициенттері 0,41÷0,425 аралығында. Өлшемдері бірдей болса да, гравитациялық ротор жылдам-

дығының  шектеулі  мәндерінен  асатын  роторларды  жылдам  роторлар  деп  атайды.  Бұларды  түсіру 

процестерін жақсарту және қарқынды ету әр түрлі тәсілдермен жүреді.  

Бұл  роторлардың  барлығы  топырақты  «төменнен  жоғары»  қарай  өңдейді,  әрине  бұл  оларды 

қатты  топырақты  өңдеуде  қолдану  аясын  шектейді.  Жобалау  ғылыми  зерттеу  институттардың  зерт-

теулері  қатты  топырақты  өңдеу  барысында  металқұрылымының  қаттылығын,  экскаватордың  дина-

микалылығы  мен  орнықтылығын  қамтамасыз  ету  машинаның  жалпы  салмағының  өсе  түсетіндігін 

көрсетті. 

Бұл мәселелер ұңғыны «жоғарыдан төмен» қарай өңдейтін роторларды пайдалану арқылы ше-

шіледі. Мұнда жұмыс кезінде экскаватор металқұрылымына түсетін күш азаяды. Жұмыс органының 

орнықтылығы мен экскаватордың жалпы теңдестігі жақсарады. 

Кесу  қалақшалары  бар,  бірақ  түбі  жоқ  роторды  пайдалану  кезінде  де  конструкция  жақсарады, 

бірақ  бұл  жағдайда  шөміштің  бар  болуы  қосымша  энергия  шығындарының  пайда  болуына  септігін 

тигізеді. 

Өндірістегі жылдамдықты роторлардың көптеген кемшіліктерін «жоғарыдан төмен»  қарай қа-

затын    инерциялы  роторды  пайдаланғанда  жоюға болады.  Бұл  инерциялы  ротордың  негізгі  ерекше-

ліктері:  

1)  Төменгі де, жоғарғы да айналу жылдамдықтарында жұмыс істей алады, бұл кез келген ты-

ғыздықтағы топырақты өңдей беруге және қажетті өнімділікке қол жеткізуге мүмкіндік береді; 

2)  Топырақты  энергияны  ең  аз  қажет  ететін  сұлбамен  қазуы,  яғни  жоғарыдан  төмен  қарай 

жартылай еркін кесу тәсілімен, мұнда кесілген топырақ төмен қарай қопарылып түседі; 

3)  Ротор  өлшемдерінің кішілігі және массасының аздығы, жұмыс кезінде топырақ реакциясы 

күшті азайтады, бұл металқұрылымға түсетін күшті төмендетеді, динамиканы және жұмыс үдерісін-

дегі орнықтылықты жақсартады және төмендегілерге мүмкіндік береді: 

а) жоғары қазу күшін ала алады және экскаватор массасын жоғарылатпай-ақ қатты топырақты 

өңдей алады; 

ә) қалыпты қазу күшімен жұмыс істеу кезінде техника массасын едәуір азайтуға мүмкіндігі бе-

реді; 

б) жұмыс істеу кезінде пышақтардың қазылған топырақпен өзін-өзі тазалауы; 

в) топырақтың конвейерге лента қозғалысы бағытымен едәуір бастапқы жылдамдықпен берілуі; 

Жоғарыдан  төмен  қазатын  инерциялы  ротор  дөңгелегінен  тұрады,  оған  көлбеу  бұрышпен  екі 

қатарлы 6 жұп пышақ бекітілген. Егер шөмішті етіп жасау керек болса, онда пышақтар жұбының со-

ңына  табақша  қойылады.  Мұндай  ротордың  артықшылығы  –  кесу  қалқаншасының  жоқтығы,  мате-

риалды пышақпен кеседі.  Талдау нәтижелері көрсеткендей, егер роторда кесу қалқаншалары болса, 

онда қалқанша мен қалақ арасында материалдың жабысып қалу процесі жүреді  де, конструкцияның 

жұмыс  қабілеттілігіне  кері  әсерін  тигізеді.  Сонымен  қатар  шөмішті  роторлар  да  материалды  тасы-

малдау қабілеттілікті азайтады. 

 

●

 Техникалық ғылымдар 

 

ҚазҰТЗУ хабаршысы №2 2016                                          

285 

 

Ал болашақта инерциялы роторды пайдалану қолайлы, себебі ол ұрғықазбаны пышақпен кеседі 

де, тасымалданатын топырақ үздіксіз ағынмен жылжи бастайды. Мұндай конструкция ротордың кри-

тикалық жылдамдықтан да жоғары жылдамдықпен айналып, өнімділікті бірнеше есе өсіруге мүмкін-

дік береді. Оның тағы бір принципті артықшылығы – топырақты жоғарыдан төмен қарай қазып, ке-

сілген топырақтың қопарылып түсуі арқылы қазудың энергия сыйымдылығын төмендетуі. Ал топы-

рақтың кесуге қарсы күші төменнен жоғары қарай бағытталып, роторға, жұмыс жабдығы мен метал-

құрылымға түсетін күшті азайтады, бұл машинаның динамикалығы мен орнықтылығына оң әсер ете-

ді.  Шөмішсіз  инерциялы  ротордың  әрбір  пышағы жұмыс  барысында  массивтен  орақ  тәріздес  жоңқа 

кесіп алады (1-сурет). Жоңқаның келесідей өлшемдері бар: а

0 

- қалыңдығы, в

0 

- ені және һ - биіктігі. 

Пышақпен кесілетін жоңқаның қалыңдығы а

0

 өзгеріп отырады да пышақтың ротор осіне қатысты ал-

ғандағы кесу жетегінің (



 – бұрышы) және ротор жебесі жағдайына (көлбеу бұрыш 



 және жебенің 

бұрылуы 



 мен 



 ) байланысты болады. Жоңқа ені де кесу элементінің бұрылу бұрышынан алынған 

функция болып табылады, ол жебенің горизонталь жағдайында ротор осі деңгейінде өзінің максимал 

мәніне жетеді. 

Ал жоңқа биіктігі топырақтың физика-математикалық қасиеттеріне, жұмысты орындаудың оң-

тайлы сұлбасына байланысты болады. Инерциялы ротор үшін жоңқа қабатының биіктігі төменгі ара-

лықта алынады: 

 





,

4

,

1

2

,

1

p

R

h





                                                            (2) 

мұндағы 

p

R

- ротор радиусы, м. 

Пышақтар  ротор  дөңгелегінің    жиегіне  τ

0

  бұрышымен  орналастырылады,  ал  топырақты  кесу 

процесі кинематикалық кесу бұрышы τ арқылы жүзеге асады, себебі жұмыс процесіне ротордың ай-

налу  жылдамдығы  υ

0 

және  экскаватордың  вертикаль  осі  бойынша  айналу  жылдамдығы  υ

а 

қатысады. 

Сонымен қоса кесудің артқы бұрышы τ- τ

0 

тең. Жоңқаның бөліну процесі ең төмен энергиясыйымды-

лық жолымен жүреді, яғни Ғ

1 

және Ғ

2 

жазықтықта бір мезгілде жартылай еркін кесу тәсілімен өтеді. 

Осы  артықшылыққа  қарамастан,  ұрғықазба  бетінде  шығыңқы  элементтер  қалып  қояды,  олар 

топырақтың физика-механикалық қасиеттері мен жоңқа параметрлеріне байланысты болады. 

Кесілген  топырақты  екі  қатарлы  пышақтар  алып  келеді  де,  ұрғықазба  бетімен  тасымалданып, 

қабылдау қалағы арқылы үздіксіз ағынмен едәуір бастапқы жылдамдықпен центрге тартқыш, масса-

лық, шеңберлік күштер арқылы конвейерге келіп түседі. 

Экскавациялық–тиеу  машиналары  [4]  рудасыз  құрылыс  материалдары  және  отқа  төзімді  бұй-

ымдар жасайтын шикізат көздері карьерлерінде  соңғы кездері көптеп қолданылуда.  

Өңделетін  материалдың  физика-механикалық  қасиеттеріне  қарай  инерциялы  роторлардың  ке-

су-тасымалдау  элементтері  (КТЭ)  шөмішті  және  шөмішсіз  (пышақты)  етіп  жасалады.  Есептеулер 

көрсеткендей,  ротор  кескен  экскавациялық  материалдың  (ЭМ)  кинетикалық  энергия  қоры  топырақ-

тың  өздігінен  қабылдау  құрылғысынан  конвейерге  жеткізуге  толықтай  шамасы  келмейді.  Осыған 

байланысты  экскавациялық  материалдың  өзара  байланысы  және  ылғалдылығы  төмен  (5-6%-дан  аз) 

болған жағдайда көбінесе шөмішті конструкциялы ротор қолданылады. Мұндай жағдайда масштабты 

факторды,  яғни  материал  беруді  шектейтін  кесу-тасымалдау  элементтерінің  биіктігін  қолдану  мүм-

кіндігін ескерген жөн.  

Қазу  процесінің  меншікті  энергия  шығындарын  экспериментальді  зерттеулер  арқылы  бекітуге 

болады. Сонымен қатар әр түрлі топырақтарды өңдеуде жаңа инерциялы ротордың үйлесімді форма-

ларын, өлшемдерін және кесу режимдерін анықтау қажет. Бұл мәселе экскавациялық машинаның үй-

лесімді сызықтық, режимдік, энергетикалық және басқа да параметрлерін негіздеуде ең басты болып 

табылады.  

Жалпы  алғанда,  шөмішті  және  шөмішсіз  инерциялы  роторлы  жұмыс  жабдықтарының  негізгі 

параметрлерін талдау мен таңдауды қазу жұмыстарының технологиялық ерекшеліктерін ескере оты-

рып, осыған дейін профессор Р.Н.Таукелев [1,5] қарастырған. 

Шөмішсіз инерциялы роторлардың өздері екі қатарлы пышақты және үш қатарлы пышақты бо-

лып  бөлінеді.  Екі  қатарлы  пышақты  роторлар  жұмсақ  топырақты  және  сусымалы  жүктерді  өңдеуде 

қолданылса, үш қатарлы пышақты инерциялы роторлар мұзды және қатты топырақты өңдеуге арнал-

ған. 

 

 

●

 Технические науки 

 

286                                                                                            

№2 2016 Вестник КазНИТУ

 

 

 

 

1-сурет. Үйілмелі (б) және қатты (в) материалдарды өңдеуге арналған шөмішті (а) және шөмішсіз (б және в) 

инерциялы роторлар сұлбалары 

 

Кестеде  екі  қатарлы  пышақты  және  үш  қатарлы  пышақты  инерциялы  роторлардың  өлшемдік, 

пайдалану  және  режимдік  параметрлері  мен  роторлы-тасымалдау  элементтерінің  күштерін  есептеу 

формулалары мен олардың мәндері келтірілген: 

- жетектері 320, 500 және 1000 кВТ болатын, қатты топырақты өңдейтін ЭР-1250 Н экскаваторы үшін; 

- жетегі небәрі 3 кВТ болатын, үйілмелі жүктерге арналған ТТК тиеу – тасымалдау кешені үшін. 

Инерциялы ротордың негізгі параметрлерін анықтау үшін ұсынылған есептік байланыстар жо-

ғарыдағы кестеде толығымен көрсетілген. 

 

Кесте. Инерциялы роторлы машиналардың негізгі параметрлері 

 

№ 

 

Параметрлер ата-

луы 

 

Өлшем 

бірлігі 

 

Есептік параметрлер 

формулалары 

Кесу элементтері әр түрлі саннан 

тұратын инерциялы ротор 

екі қа-

тарлы 

кешен 

ЭР-1250- И 

екі қа-

тарлы 

үш  

қатарлы 

1 

2 

3 

4 

5 

6 

7 

1 

Ротор диаметрі  

м 

5

,

0

)

110

(

p

э

теор

р

V

К

Q

Д





 

0,54 

4,0 

 

2 

 

Теориялық өнімділік  

саг

м /

3

 

э

p

р

I

теор

K

n

Д

Q





3

757

,

5

 

36 

1600 

 

саг

т /

 







I

теор

II

теор

Q

Q

 

65 

2900 

 

3 

Ротор жылдамдығы: 

 

 

 

 

 

- сызықтық 

 

м/с 

;

60

р

р

p

п

Д

V









 

 

1,78 

 

6,8 

 

3,6 

-айналу саны  

айн/мин 

р

p

p

Д

V

n







/

60

 

63 

22,70 

17, 2 

4 

Кесу 

элементтері 

биіктік коэффициенті 

- 

э

p

э

h

R

K 

 

1,8 

4 

2,2 

5 

Кесу элементтері 

размерлері: 

м 

 

 

 

 

биіктігі 

1







э

p

э

K

R

h

 

0,08 

0,5 

0,82 

ұзындығы 

Д

l

э

)

32

,

0

....

21

,

0

(



 

 

0,16 

0,84 

1,2 

 

●

 Техникалық ғылымдар 

 

ҚазҰТЗУ хабаршысы №2 2016                                          

287 

 

Кестенің жалғасы 

1 

2 

3 

4 

5 

6 

7 

6 

Пышақтар ара қа-

шықтығы: 

м 

 

 

 

 

а) орташа:   

-екі қатарлы              

 

Р

c

Д

B

)

31

,

0

...

21

,

0

(



 

 

0,11 

 

2

2

,

1

...

8

,

0



 

 

0,84..1,25 

-үш қатарлы 

Р

c

Д

B

)

32

,

0

...

22

,

0

(



 

- 

- 

- 

б) максимал:  

-екі қатарлы         

 

Р

Д

B

)

34

,

0

...

22

,

0

(

max



 

 

0,12 

 

0,86...1.32 

 

0,9 

-үш қатарлы 

Р

Д

B

)

35

,

0

...

23

,

0

(

max



 

- 

- 

1,36 

7 

 

Номин.  қазу 

күші 

қуат кезінде: 

кгс 

p

р

p

н

n

Д

N

P









1950

 

 

 

 

- 3 кВт,    

8

,

0





 

137,5 

- 

- 

-320 кВт, 

92

,

0





 

- 

6322,5 

- 

- 500кВт, 

92

,

0





 

- 

9880 

- 

- 1000кВт,

9

,

0





 

- 

- 

12000 

8 

 

Меншікті қазу күші 

номин.қуат кезінде: 

Н/см

2

 

теор

p

p

p

Q

K

N

K

323



 

 

 

 

-3 кВт,  

1

,

1



p

k

 

13,3..16,6 

- 

- 

-320 кВт,  

5

,

1



p

k

 

- 

97 

- 

-500 кВт,  

5

,

1



p

k

 

- 

152 

- 

1000кВт,  

5

,

1



p

k

 

- 

- 

302,8 

 

Есептік параметрлер формулалары екі қатарлы пышақты және үш қатарлы пышақты инерция-

лы  роторлардың  өлшемдік,  режимдік,  энергетикалық,  күштік  және  пайдалану  параметрлерін  анық-

тауға мүмкіндік береді. 

Жалпы алғанда, инерциялы ротордың жұмыс процесі машинаның жалпы массасын төмендету-

ге,  аударылу  моментін  азайтуға,  машина  орнықтылығын  жақсартуға  мүмкіндік  береді.  Жоғарыдан 

төмен қазатын инерциялы ротордың жұмыс процесінің тағы бір тиімділік жағы, ол қазу кезінде жұ-

мыс жабдығының консольді бөлігі массасының едәуір бөлігі ұрғықазбаға беріледі, оның қазу проце-

сіне қатысуы арқылы жұмыс процесінің энергия шығындарын төмендетуге септігін тигізеді. Ал қат-

ты топырақты өңдеу барысында бұл процестің тиімділігі өте жоғары болады. 

жүктеу/скачать 51,43 Mb.

Достарыңызбен бөлісу: