книги / Расчет эксплуатационных параметров проходческо-очистных комбайнов для добычи калийных руд
..pdf21
Рис. 4. Схема расчетных сил и моментов, действующих на комбайн
21
Значение коэффициента сцепления может быть принято в соответствии с рекомендациями отраслевой методики [2]:
3
f 0, 4 0,1Tш 2 , при Тш 7 см f = 1,
здесь Тш – толщина штыбовой подушки, см.
Напорные усилия (H) гусеничного органа перемещения также определяются из уравнения моментов сил, действующих в направлении перемещения комбайна, и вычисляются по формуле
m |
|
1 |
|
|
F1,2 i |
Rзi ai |
T1,2 , |
||
B |
||||
i |
|
|
где аi – расстояние от точки О2 (О1) до линии действия сил Rзi;
Т1,2 R1,2 ,
здесь – коэффициент сопротивления перекатыванию гусениц,
0,1.
Для того чтобы движение комбайна происходило без проскальзывания гусениц, необходимо выполнение следующих условий:
R1 f > F1; |
R2 f > F2. |
В соответствии с расчетной схемой, приведенной на рис. 4:
|
|
|
|
|
|
Tз.о.у |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
G |
|
|
|
||
|
|
R |
|
|
|
|
Т |
з.ш |
|
Т |
з.б.ф |
|
к |
cos T ; |
|
||||||
|
|
|
|
|
|
|
|||||||||||||||
|
|
|
1 |
|
2 |
|
|
|
|
2 |
|
|
заб |
|
|||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||||
F 2R |
|
|
Rз.о.у |
R |
|
R |
|
|
|
G |
sin |
Tпр |
R |
R ; |
|||||||
|
|
|
|
|
з.ш |
|
к |
|
|||||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|||||||||||||||
1 |
з.д |
|
|
2 |
|
з.б.ф |
|
|
|
|
2 |
|
|
2 |
заб |
пог |
|||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
Тпр Gб.п Qб.п п cos Gб.п Qб.п sin ,
где Rпог – сопротивление перемещению комбайна от погрузочного устройства; Gб.п – вес бункера-перегружателя, Н; Qб.п – грузоподъемность бункера-перегружателя, Н; п – коэффициент со-
противления перемещению бункера-перегружателя, п = 0,05.
22
Мощность (кВт), необходимая для перемещения комбайна,
Nпер |
F1 F2 |
vк |
, |
||
60 |
1000 |
п.м |
|||
|
|
где п.м – КПД механизма перемещения (для гусеничных органов перемещения с гидравлическим приводом п.м = 0,3…0,5).
3. ОПРЕДЕЛЕНИЕ ПРОИЗВОДИТЕЛЬНОСТИ КОМБАЙНОВ
3.1. Расчет производительности проходческо-очистного комбайна бурового действия
Для расчета производительности комбайна бурового действия используется классическая методика [3].
Теоретическая производительность комбайна
Q Sв об vк ,
где vк – расчетное значение скорости подачи комбайна, м/мин; Sв – площадь сечения выработки.
Техническая производительность комбайна (т/мин)
Qт Kт Q,
где Kт – коэффициент технической производительности, учитывающий потери времени на выполнение вспомогательныхопераций,
Kт tк tу tзt.ик tм tк.о ,
где tк – время производительной работы комбайна, мин; tу – потери времени на выявление и устранение неисправностей, мин; tз.и – потери времени на замену резцов, мин; tм – время выполнения маневровых операций (отгон комбайна от забоя для замены резцов, перегон комбайна), мин; tк.о – время на концевые операции, мин, tк.о = 10…30 мин.
23
Эти величины рассчитываются по следующим формулам:
tк Lк , vк
где Lк – длина камеры, м;
tу tк Kг1 1 ,
где Kг – коэффициент готовности, Kг = 0,6…0,8;
tз.и nрезц t,
где nрезц – количество резцов, вышедших из строя при прохождении камеры,
nрезц q Sв Lк об,
где q – удельный расход резцов, шт/т; t – время для замены одного резца, t = 2…3 мин;
tм Lк а 2l , vм vм
где vм – маневровая скорость комбайна, м/мин; а – количество отгонов комбайна из забоя для замены резцов, м; l – расстояние отгона комбайна для замены резцов, м.
3.2. Расчет теоретической производительности проходческо-очистного комбайна непрерывного действия
Данная методика расчета предложена автором.
Расчетная схема комбайна непрерывного действия представлена на рис. 5.
Объем отбитой руды (м3) за один цикл с холостым перегоном исполнительного органа (неполный цикл)
24
V1 l1 l2 h lи.о,
где l1, l2 – длины дуг, обрабатываемых исполнительным органом в вертикальной плоскости, м; h – толщина разрушаемого слоя, м; lи.о – длина барабана, м.
Рис. 5. Расчетная схема комбайна с регулируемым по высоте исполнительным органом
Объем отбитой руды (м3) за один полный цикл
V2 2V1.
Длины дуг рассчитываются по формулам:
l |
|
2π lрук r α4 |
; |
|
|
||||
1 |
|
360° |
|
|
|
|
|
|
|
l |
|
2π lрук r α3 |
|
, |
|
|
|||
2 |
|
360° |
|
|
|
|
|
|
где r – радиус барабана; lрук – расстояние между осью барабана и осью крепления рукояти; α3, α4 – углы перемещения барабана,
25
α3 |
arctg |
hрук |
; |
||
|
|||||
|
|
|
lрук cos α1 |
||
α4 |
arctg |
|
hв hрук |
|
, |
|
|
|
|||
|
|
|
lрук cos α2 |
где hрук – высота крепления рукояти исполнительного органа, м;
hв – высота выработки, м; α1, α2 – углы перемещения рукояти. Продолжительность неполного t1 (мин) и полного t2 (мин)
циклов при последовательном выполнении операций определяется следующим образом:
t1 tз tо tx.x tп; t2 2tз 2tо tп,
где tз – время движения комбайна при забуривании, мин; tо – продолжительность операций при отбойке горной массы, мин; tx.x – время холостого хода, мин; tп – продолжительность
простоев комбайна между операциями, мин. Время на забуривание
tз vhк ,
где vк – скорость подачи в направлении перемещения комбайна,
м/мин.
Время на отбойку руды
to l1 vоl2 ,
где vo – скорость перемещения исполнительного органа при отбойке руды, м/мин.
26
Время холостого хода
tx.x vl ,
x.x
где vx.x – скорость перемещения исполнительного органа при холо-
стом перегоне исполнительного органа, м/мин; l – перемещение рукояти исполнительногооргана ввертикальнойплоскости, м,
l 2 lрук α1 α2 , 360°
где α1 , α2 – углы перемещения рукояти исполнительного органа.
Производительность комбайна (м3/мин) за один неполный и один полный циклы рассчитывается по формулам:
q1 V1 , t1
q2 V2 . t2
Затем определяется количество неполных и полных циклов комбайна в минуту:
nц1 t1 ;
1
nц2 t1 .
2
Наконец, вычисляется минутная теоретическая производительность (т/мин) комбайна непрерывного действия при неполном и полном циклах работы:
Q1 nц1 V1 об;
Q2 nц2 V2 об.
27
СПИСОК РЕКОМЕНДУЕМОЙ ЛИТЕРАТУРЫ
1.Режимы работы комбайнов для добычи калийных руд /
В.А. Бреннер [и др.]. – М.: Недра, 1978. – 216 с.
2.Комбайны проходческо-очистные для добычи калийных руд. Выбор показателей назначения и расчет параметров разру-
шения горных пород. Отраслевая методика / В.Л. Пинский [и др.]; Всесоюзн. науч.-исслед. и проектный ин-т галургии, Гипроуглегормаш. – Л., 1986. – 38 с.
3. Деветьев В.З. Возможности снижения удельной энергоемкости разрушения калийных пород резцовым инструментом // Совершенствование технологии и механизации очистных работ на калийных рудниках комбината «Уралкалий»: сб. мат. отраслевого совещания (Березники, 11–14 апр. 1972 г.) / под ред.
Р.С. Пермякова. – Л., 1977. – 357с.
28
|
|
ПРИЛОЖЕНИЕ |
|
Технические характеристики комбайна |
|
|
|
Таблица П.1 |
|
Технические данные |
|
|
|
|
№ |
Наименование основных параметров и размеров |
Норма |
п/п |
||
1 |
Техническая производительность |
|
|
при сопротивляемости пород резанию |
|
|
Ар = 450 Н/мм (450 кгс/см), т/мин, не менее |
8 |
2 |
Размеры выработок: |
|
|
площадь сечения, м2 |
15,5 |
|
высота, м |
3,1 |
3 |
Габаритные размеры, мм, не более: |
|
|
длина |
12000 |
|
ширина |
5100 |
|
высота по рабочему органу |
3100 |
4 |
Суммарная номинальная мощность двигателей |
|
|
комбайна, кВт, не более |
710 |
|
Рабочее напряжение, В |
660 или 1140 |
5 |
Масса комбайна, т, не более |
110 |
6 |
Исполнительный орган: |
|
|
тип |
планетарно-дисковый |
|
количество резцовых дисков |
4 |
|
диаметр дисков по резцам, мм |
1283 |
|
частота вращения резцовых дисков, об/мин |
40,7 |
|
количество резцов на резцовом диске, шт |
17 |
|
тип резца |
РС-14УилиПС |
|
частотавращенияисполнительногооргана, об/мин |
4,2 |
7 |
Забурник: |
|
|
тип |
роторный |
|
количество забурников, шт |
2 |
|
диаметр забурника по резцам, мм |
460 |
|
количество резцов на забурнике, шт |
6 |
|
тип резца |
РС-14У |
8 |
Бермовый орган: |
|
|
тип |
шнековый |
|
тип резца |
РС-14 |
|
диаметр центрального шнека по резцам, мм |
750 |
|
частота вращения центрального шнека, об/мин |
40,5 |
|
диаметр боковых фрез по резцам, мм |
1300 |
|
частота вращения боковых фрез, об/мин |
23,6 |
29
Окончание табл. П.1
№ |
Наименование основных параметров и размеров |
Норма |
п/п |
||
9 |
Отбойное устройство: |
|
|
тип |
барабанный |
|
диаметр барабана по резцам, мм |
600 |
|
частота вращения, об/мин |
31,1 |
|
тип резца |
РС-14 |
|
количество резцов, шт |
51 |
10 |
Конвейер: |
|
|
тип |
скребковый |
|
скорость движения скребковой цепи, м/с |
1,24 |
|
наименование основных параметров и размеров |
норма |
|
ширина желоба конвейера, мм |
740 |
|
шаг установки скребков, мм |
516 |
Таблица П.2
Характеристики двигателей
|
Тип |
Мощность, |
Частота |
Количество, |
|
Назначение |
вращения, |
||||
|
двигателя |
кВт |
об/мин |
шт |
|
|
|
160 |
|
||
Привод резцовых дисков |
ВАО2-315 М6 |
1000 |
2 |
||
Привод переносного |
2ВР250 S4У5 |
75 |
1500 |
1 |
|
вращения |
|||||
|
|
|
|
||
Привод отбойного |
ВРПВ200 L4P |
45 |
1500 |
1 |
|
устройства |
|||||
|
|
|
|
||
Привод бермового |
2ВР250S4 У2 |
75 |
1500 |
2 |
|
органа |
|||||
|
22 |
|
|
||
Привод конвейера |
ВРПВ180S4 У2,5 |
1500 |
2 |
30