Производительность очистных комбайнов для выемки полезных ископаемых подземным способом является одной из важных технических характеристик. Для выемки полезного ископаемого очистной комбайн совершает несколько простых, но энергоемких движений: вращение исполнительного органа для разрушения пласта полезного ископаемого, поступательное перемещение комбайна вдоль забоя (или на забой), для придания непрерывности процессу разрушения. Источником энергии для осуществления этих движений является один или несколько электрических двигателей. Для реализации поступательного движения очистного комбайна в настоящее время используют бесцепные системы перемещения (БСП), обладающие повышенной безопасностью, жесткостью, минимальными колебаниями скорости перемещения (рис. 1). Чаще всего такие системы перемещения выполнены в виде приводного колеса, расположенного на корпусе комбайна и взаимодействующего с неподвижной зубчатой (цевочной) рейкой, установленной на забойном конвейере.
Поскольку энергия общего источника перераспределяется на два движения, то можно сделать предположение, что уменьшение энергии, направленной на перемещение комбайна, можно использовать для более продуктивного разрушения массива полезного ископаемого. Такое перераспределение потока энергии может быть достигнуто выбором рациональных параметров зацепления колеснореечной передачи БСП.
Изменение минутной производительности очистного комбайна оценим исходя из условия пропорциональности производительности комбайна скорости его перемещения [1, 2].
где: Q2 и Q1 — минутная производительность очистного комбайна;
Vk2 и Vk1 — скорость перемещения комбайна с различными характеристиками зацепления приводных элементов БСП.
Уравнение баланса мощности очистного комбайна c учетом затрат механической энергии на разрушение пласта, погрузку разрушенного массива полезного ископаемого на забойный конвейер (актуально для комбайнов для выемки тонких пологих пластов) и перемещение очистного комбайна будет иметь вид: