Добавил:
Опубликованный материал нарушает ваши авторские права? Сообщите нам.
Вуз: Предмет: Файл:

книги / Расчет эксплуатационных параметров проходческо-очистных комбайнов для добычи калийных руд

..pdf
Скачиваний:
4
Добавлен:
12.11.2023
Размер:
768.35 Кб
Скачать

Коэффициент формы передней грани резца определяется по табл. 2.

 

 

 

Таблица 2

Коэффициент формы передней грани резца

 

 

 

 

Форма режущей

Форма передней грани резца

 

полукруглая

 

кромки

плоская

крышевидная

 

 

выпуклая

 

Полукруглая выпуклая

0,57–0,62

0,57

0,66–0,74

Прямоугольная

0,93–1,00

долотчатая

 

 

 

Треугольная

0,79–0,84

0,68–0,71

0,77–0,85

Коэффициент ориентации резца

kψ = 1 + 0,006Sк,

где Sк – расчетная площадь контакта рабочей части резца с боковой поверхностью угла развала, мм2, определяется из следующих выражений:

– для неповоротного резца с плоской боковой гранью

Sк

 

8,6 sin з

;

2sin

p 2,145sin cos sin р

 

 

– для неповоротных резцов с выпуклой боковой гранью

3,35 3,44 sin р 0,65 sin2 р Sк 0,47 1,41 sin р 0,86 sin2 р ;

– для поворотного резца

Sк = 5dк + 0,01· 2р – 0,1(αз – 50 ) – 3,

где dк – диаметр керна, мм; – задний угол резца, град.; ψp – угол разворота резца относительно направления движения (средний), град.

р уст к,

11

уст – угол установки резца относительно плоскости диска, град.;

к – угол разворота резца относительно направления движения (средний) кинематический, град.,

к arctg Dи.о Dд (1 cosi в ) ,

Dд i 2Asin i в

где в – угол поворота водила, град.,

в

arccos

 

2H

 

 

i

1

D

и

.

 

 

 

 

д

 

 

Коэффициент вращения резца

kвр

2,3 0,0024

р

93 2

.

0,021 р

0,04

 

 

Средняя сила подачи (H)

PY 0,8PZo k ,

где PZo – сила резания острым неразвернутым резцом, H,

PZo PZ , k

здесь k – коэффициент, учитывающий влияние разворота инструмента относительно направления движения,

k = 1 + 0,008Sк.

Средняя боковая нагрузка на резец (H)

PX 0,0246Sк k 0,0185 0,055 t1hсрt2 PZo ,

где t1, t2 – величина межрезцовых целиков, см,

12

t1 Dср

iZp

;

t2

Dср

iZp

 

 

,

k iZp

2 k iZp

где Dср – средний диаметр исполнительного органа, см.

1.2. Расчет энергетических показателей рабочих органов

Мощность (кВт), расходуемая на резание исполнительными органами от привода относительного движения,

 

 

N

Zр.р PZ vр

,

 

 

 

 

 

 

1000

р

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

и.о

 

 

 

 

 

где P

– сила резания;

v

– скорость резания,

v

 

Dд o

м/с;

 

Z

 

р

 

 

 

 

 

р

60

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

р, и.о – КПД редуктора и исполнительного органа; Zp.р – число

резцов, одновременно участвующих в резании; Dд – диаметр исполнительного органа (диска) по резцам; o – частота относи-

тельного вращения исполнительного органа, об/мин.

При общем количестве резцов на исполнительном органе Zи.о число резцов, находящихся в контакте с забоем, определяется следующим образом:

– для роторных исполнительных органов

Zp.р = Zи.о;

– для барабанных, шнековых и планетарно-дисковых исполнительных органов

 

 

 

2H

 

 

Zи.о arccos 1

D

и

 

 

 

 

 

Zр.р

 

д

.

360°

 

 

 

 

 

 

 

 

13

При расчете скорости резания для роторных исполнительных органов вместо Dд используют диаметр планшайбы (сред-

ний) D Dmax Dmin (Dmax, Dmin – наибольший и наименьший

п

2

 

диаметры планшайбы).

Средняя мощность (кВт), расходуемая на резание переносным движением планетарно-дискового исполнительного органа,

Nп

PX Zр.р Dср п

 

PZ Zр.р A

,

 

 

 

60 пер

99,5 и.о

где пер – КПД переносного движения исполнительного органа.

Удельный расход энергии (кВт·ч/т) для каждого исполнительного органа

HW

 

N Nп

,

60

Sи.о об vк

 

 

где Sи.о – площадь забоя, обрабатываемая каждым исполнительным органом, м2; γоб – объемная плотность руды, т/м3.

Мощность, расходуемая на погрузку разными исполнительными органами, определяется по формулам:

– планетарным

Nпогр

 

1,0vк

;

 

0,054Qт

 

 

 

 

– роторным

 

 

 

 

Nпогр

 

1,5vк

;

 

0,057Qт

 

 

 

 

– шнековым

 

 

 

 

Nпогр

 

0, 21vк Lш

,

 

 

 

0,015Qт Lш

 

 

14

где κ – количество исполнительных органов; vк – скорость подачи комбайна, м/ч; Lш – длина шнека, м; Qт – техническая производительность комбайна, т/ч.

Мощность, расходуемая на погрузку переносным движением планетарно-дискового исполнительного органа,

Nпогр

0,5vк

.

 

 

0,027Qт

Площадь участка забоя, разрушаемого одним шнеком в

средней части камеры,

 

 

 

 

D

 

 

Lp

 

1

D2

2

 

 

 

S1

и.о 1

cos 1

 

 

 

 

 

и.о

 

1

sin 2 1

,

 

2

2

 

 

 

2

 

 

 

 

8

180°

 

 

где

arcsin

Lр

; L – расстояние между осями исполнитель-

 

 

1

 

Dи.о

р

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

ных органов.

Площадьучастказабоя, разрушаемогошнекомрядом сфрезой,

S2

где Lш

 

D

 

 

Lp

 

1

D2

 

 

2 α

 

 

 

и.о 1

cos α2

Lш

 

 

 

 

 

 

 

и.о

 

 

2

 

2

2

 

 

 

 

2

 

 

 

 

 

8

 

 

180°

 

– длина шнека;

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

L

0,5L

 

 

 

 

 

 

α2

arcsin

 

ш

 

 

 

 

p

.

 

 

 

 

 

 

0,5Dи.о

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Суммарная площадь двух участков забоя

Sc = S1 + S2.

sin α2 ,

Площадь забоя, обрабатываемая отбойным устройством,

So = 2S1.

15

При расчете приводов комбайнов с параллельноосевым расположением исполнительных органов необходимо учитывать снижение мощности, обусловленное наличием общей зоны разрушения забоя. У планетарно-дисковых органов, кроме того, снижению мощности способствует разрушение горного массива с открытой поверхности при движении резцов по новому следу.

1.3. Определение выхода труднообогатимого класса руды

При известных шаге резания (tср) и глубине резания (hср) удельный путь резания (км/м3)

L 10 .

уд

tср hср

 

От удельного пути резания зависит выход (%) труднообогатимых мелких классов руды (менее 0,25 мм), который определяется по формуле

J0,25 100

Lуд

 

1,2.

Lуд

32

 

 

2. РАСЧЕТ СИЛ РЕАКЦИИ ЗАБОЯ НА ИСПОЛНИТЕЛЬНЫЕ ОРГАНЫ, ТЯГОВОЙ

СПОСОБНОСТИ, НАПОРНОГО УСИЛИЯ И МОЩНОСТИ ГУСЕНИЧНОГО ОРГАНА ПЕРЕМЕЩЕНИЯ

Методика расчета сил реакции забоя на исполнительные органы, напорного усилия комбайна и тяговой способности гусениц предложена составителем методических указаний.

16

2.1.Определение сил реакции забоя на исполнительный орган

Для определения тяговой способности и напорного усилия гусеничного органа перемещения необходимо знать силы реакции забоя на исполнительный орган в направлении подачи комбайна и в перпендикулярном направлении. От суммы проекций сил резания и подачи на направление движения комбайна зависит напорное усилие, а от суммы проекций сил резания и подачи на перпендикулярное направление – тяговая способность гусеничного органа перемещения.

Схема реза с серповидной стружкой и сил, действующих на резец исполнительного органа, приведена на рис. 2, а характер изменения сил резания, подачи и их суммы в направлении перемещения комбайна в зависимости от угла поворота резца – на рис. 3.

Рис. 2. Схема реза и сил, действующих на резец исполнительного органа

Сила реакции забоя равна суммарной силе на резце (сумме сил резания и подачи). Для определения средней суммарной силы на резце в направлении перемещения комбайна Rср и перпендику-

17

лярном направлении Тср необходимо взять интеграл по углу контакта резца с забоем:

 

1

 

 

РY i

 

cos αi d i ;

Rср

 

к

sin αi PZi

к

 

0

 

 

 

 

1

 

 

 

 

 

Tср

 

к PYi

cos αi PZi

sin αi dαi ,

 

αк

 

 

 

0

 

 

 

где αк – средний угол контакта резца с забоем; αi – текущее значение угла контакта.

Рис. 3. Графики изменения силы резания, подачи

исуммарной силы на резце исполнительного органа

внаправлении подачи комбайна

После интегрирования получим:

R

 

1

 

P

1

cos α

к

P

sin α

;

 

αк

ср

 

 

Ym

 

Zm

 

 

к

T

 

1

 

P

1

cos α

к

P

sin α

 

,

αк

 

ср

 

Zm

 

Ym

 

к

где PZm , PYm – максимальные силы резания и подачи.

18

При α

 

 

R

 

2

Р ;

T 0, так как проекции сил в

 

 

 

 

 

ср

 

Ym

 

ср

обоих дисках направлены встречно.

Максимальные силы резания и подачи (см. подразд. 1.1) оп-

ределяются следующим образом:

– на неповоротном затупленном резце планетарно-дисковых,

шнековых, барабанных исполнительных органов

 

 

 

PZm Aр hm kt

kb kα kзат kф k ;

 

 

 

 

 

 

 

 

h

 

 

 

 

 

 

 

PYm 0,8РZm ;

– на неповоротном затупленном резце роторных исполни-

тельных органов

 

 

 

 

 

 

 

 

 

PZ Ap h kt

kb kα kзат kф k ;

 

 

 

 

 

 

 

h

 

 

 

 

 

 

 

 

PY

0,8РZ ;

– на поворотном затупленном резце планетарно-дисковых, шнековых и барабанных исполнительных органов

PZm Aр hm kt kb kα kвр kф kψ;

h

PYm 0,8РZm .

Полная реакция (H) забоя на исполнительные органы в направлении подачи Rз и в перпендикулярном направлении Тз определяется по формулам:

– для планетарно-дисковых исполнительных органов (на один диск)

Rз Rср Zр, Тз Тср Zр;

– для шнековых и барабанных исполнительных органов

Rз Rср Zр, Тз Тср Zр;

– для роторных исполнительных органов

Rз RZ Zи.о, Тз PY Zи.о.

19

2.2.Расчет тяговой способности, напорного усилия

имощности гусеничного органа перемещения

Схема расчетных сил и моментов, действующих на комбайн, при прямом ходе в выработке с углом приведена на рис. 4.

На схеме приняты следующие обозначения: Rз.д, Тз.д – реакция забоя на резцовые диски; Rзаб, Тзаб – реакция забоя на забурники; Rз.о.у, Тз.о.у – реакция забоя на отбойное устройство; Rз.ш, Тз.ш – реакция забоя на шнеки; Rз.б.ф, Тз.б.ф – реакция забоя на бермовые фрезы; Мр1, Мр2 – реактивные моменты реакции забоя; Gк – вес комбайна; Тпр – тяговое усилие от прицепного устройства; Т1, Т2 – сопротивления перемещению гусениц; F1, F2 – силы тяги гусениц; R1, R2 – силы прижатия гусениц к почве выработки.

Тяговая способность (H) гусеничного органа перемещения зависит от сил прижатия гусениц к почве выработки и от коэффициента сцепления f:

Р1 R1 f ;

Р2 R2 f .

Силы прижатия гусениц (H) направлены по нормали к поверхности почвы выработки и определяются из уравнений моментов всех сил относительно О1 и О2 (см. рис. 4):

m

Tзibi M1,2

1

 

R1,2 i

,

B

i

 

 

где bi – расстояние от точки О2 1) до линии действия силы Тзi, м; mi – количество резцов на исполнительном органе; В – расстояние между осями гусениц, м.

Величина реактивного момента (H·м) от действия сил резания для роторных исполнительных органов

mi

Мp РZi m Ri ,

i

где Ri – радиус установки резца.

20

Соседние файлы в папке книги