Determination of workloads in cutting head of longwall tumble heading machine

The mining organ of the longwall heading machine KGS-320 with radial tools was the subject of the analysis. Cooperation of single knife with the mined solid rock was estimated in order to determine values of the forces and moments that might occur in the mining process and to estimate the energy consumption of the mining process. Analogous determination of forces and moments values as well as energy consumption of the mining process for the whole mining organ with regard to all the knives installed. Following the thorough analysis of the solid rock mining process with the longwall tumble heading machine mining head the PC computer program simulating such organ’s mode of action has been developed. This program presents the simulation of the mining process in the part regarding direct contact of the cutting tool (knife) with the rock mass. The result of this simulation is force and moments distribution, which are transmitted via the mining organ (head) during one full turn (360o) and, as consequence, via whole longwall heading machine.

Przedmiotem analizy jest organ urabiający ścianowego kombajnu bębnowego KGS-320 z umieszczonymi na nim nożami promieniowymi. Rozpatrzono współpracę jednego noża z urabianą calizną, aby wyznaczyć wartości sił oraz momentów jakie mogą wystąpić w procesie urabiania, a także w celu wyznaczenia energochłonności procesu urabiania. Następnie poprzez analogię wyznaczono wartości sił, momentów oraz energochłonność procesu urabiania dla całego organu urabiającego od wszystkich zainstalowanych na nim noży. Po prześledzeniu i przeanalizowaniu procesu urabiania calizny węglowej głowicą urabiającą ścianowego kombajnu bębnowego, opracowano program symulacyjny pracy takiego organu na komputer PC. Program ten, przedstawia symulację procesu urabiania w części dotyczącej bezpośredniego kontaktu narzędzia skrawającego (noża) z calizną węglową. Wynikiem tej symulacji, jest schemat urabiania który pozwala na wskazanie noży, które w procesie urabiania są przeciążone oraz na takie, które w procesie urabiania mają znikomy udział, lub nie biorą udziału w tym procesie. Na podstawie przeprowadzonych obliczeń możliwe jest wyznaczenie przebiegu sił i momentów, które są przenoszone przez organ urabiający (głowicę) w czasie jego jednego pełnego obrotu (360o) a w konsekwencji przez cały kombajn. Przebiegi te ukazują stopień dynamicznego obciążenia głowicy urabiającej ścianowego kombajnu bębnowego a tym samym całej maszyny.