Главная
База знаний "Allbest"
Производство и технологии
Расчет эксплуатационных параметров проходческо-очистного комбайна Урал-20Р
Расчет эксплуатационных параметров проходческо-очистного комбайна Урал-20Р
Расчет силовых и энергетических показателей процессов отбойки калийных руд планетарно-дисковым и шнековым исполнительными органами, фрезой, режущим инструментом отбойного устройства. Основные параметры резания. Расчет производительности комбайна.
| Рубрика | Производство и технологии |
| Вид | курсовая работа |
| Язык | русский |
| Дата добавления | 24.06.2011 |
| Размер файла | 206,3 K |
Отправить свою хорошую работу в базу знаний просто. Используйте форму, расположенную ниже
Студенты, аспиранты, молодые ученые, использующие базу знаний в своей учебе и работе, будут вам очень благодарны.
Размещено на http://www.allbest.ru/
Содержание
- Исходные данные
- 1. Расчет силовых и энергетических показателей процессов отбойки калийных руд планетарно-дисковым исполнительным органом
- 1.1 Расчет параметров резания
- 1.2 Расчет энергетических показателей планетарно-дискового исполнительного органа
- 2. Расчет силовых и энергетических показателей процессов отбойки калийных руд шнековым исполнительным органом
- 2.1 Расчет параметров резания
- 2.2 Расчет энергетических показателей шнекового исполнительного органа
- 3. Расчет силовых и энергетических показателей процессов отбойки калийных руд фрезой
- 3.1 Расчет параметров резания
- 3.2 Расчет энергетических показателей бермовой фрезы
- 4. Расчет силовых и энергетических показателей процессов отбойки калийных руд режущим инструментом отбойного устройства
- 4.1 Расчет параметров резания
- 4.2 Расчет энергетических показателей бермовой фрезы
- 5. Расчет сил реакций забоя на исполнительные органы, тяговой способности, напорного усилия и мощности гусеничного органа перемещения
- 5.1 Определение сил реакций забоя
- 5.1.1 Определение сил реакций забоя для планетарно-дискового исполнительного органа
- 5.1.2 Определение сил реакций забоя для шнекового исполнительного органа
- 5.1.3 Определение сил реакций забоя для бермовых фрез
- 5.1.4 Определение сил реакций забоя для отбойного устройства
- 5.2 Расчет тяговой способности, напорного усилия и мощности гусеничного органа перемещения
- 6. Расчет производительности комбайна
- Литература
Исходные данные
Ар=3900 Н/см
Н=3,1 м
=2,08 т/м3
q=3 шт/1000т
=00
1. Расчет силовых и энергетических показателей процессов отбойки калийных руд планетарно-дисковым исполнительным органом
1.1 Расчет параметров резания
Средняя сила резания на поворотном затупленном резце
Ар - сопротивляемость резанию калийной руды, Н/см;
hср - средняя толщина реза, cм;
kt/h - коэффициент степени блокированности реза;
kB - коэффициент ширины режущей кромки;
k - коэффициент угла резания;
kф - коэффициент формы падения грани резца;
k - коэффициент ориентации резца;
kВР - коэффициент вращения резца.
Максимальное значение толщины стружки
Zд - число дисков на исполнительном органе;
nв - частота переносного движения исполнительного органа, об/мин;
Vк - скорость подачи комбайна, м/мин;
Скорость подачи комбайна равна:
Средняя толщина стружки
Hi - высота массива, разрушаемая исполнительным органом.
Так как Hi=Dд, то
Средний шаг резания
Zр - количество резцов на диске;
Dср - средний диаметр исполнительного органа, см;,
Dср=H-Dд
Dд - диаметр дисков по резцам, см
Dср=3100-1020=2080 мм
i - передаточное число
nпер - частота вращения исполнительного органа, nпер=4,2 об/мин
nотн - частота вращения резцовых дисков, nотн=40,7 об/мин
<7,2
Коэффициент степени блокированности реза при tср/hср<7,2
Коэффициент ширины режущей кромки
bр - расчетная ширина режущей кромки, см
а - высота конусной части
- высота контакта резца с массивом, см
Расчетная ширина режущей кромки bр в зависимости от ее формы, толщины среза и высоты контакта резца с массивом для поворотных резцов:
при <а
бз - угол заострения резца, бз =850
Коэффициент угла резания
бр - угол резания, бр =850
Коэффициент формы передней грани резца определяем по таблице
kф=0,57
Коэффициент ориентации
F - расчетная площадь контакта рабочей части резца с боковой поверхностью угла развала для неповоротного резца с плоской боковой гранью, мм2
dk - диаметр керна, см
бз - угол заострения резца, бз =850
ш - угол разворота резца относительно направления движении, средний, град.
ш = шуст - шк
шуст - угол разворота резца относительно плоскости диска, град.
шк - угол разворота резца относительно направления движений, средний, кинематический, град.
Dио - диаметр исполнительного органа,
Dд - диаметр диска по резцам,
А - смещение плоскости диска относительно оси вращения исполнительного органа, м
i - передаточное число
цВ - угол поворота водила, град.
Hi - высота массива, разрушаемая исполнительным органом, мм
Ш=20-17,41=2,580
Коэффициент вращения резца
Средняя сила резания
Коэффициент, учитывающий влияние разворота инструмента относительно направления движения
Сила резания острым неразвернутым резцом
Средняя сила подачи
1.2 Расчет энергетических показателей планетарно-дискового исполнительного органа
Мощность, расходуемая на резание исполнительным органом
Pz - средняя сила резания на поворотном резце, Н
зр - КПД редуктора зр=0,93
зио - КПД исполнительного органа зио=0,99
Zр - количество резцов на диске одновременно участвующих в резании
Vр - скорость резания, м/с
n - частота вращения резцовых дисков, об/мин
,
Расчетная мощность резания и погрузки планитарно - дискового исполнительного органа
Nр=N+Vk=136,65+12,78=149,43 кВт
Номинальная мощность двигателя 160 кВт, запас мощности составляет 7%.
2. Расчет силовых и энергетических показателей процессов отбойки калийных руд шнековым исполнительным органом
2.1 Расчет параметров резания
Средняя сила резания на поворотном затупленном резце
Ар - сопротивляемость резанию калийной руды, Н/см;
hср - средняя толщина реза, cм;
kt/h - коэффициент степени блокированности реза;
kB - коэффициент ширины режущей кромки;
k - коэффициент угла резания;
kф - коэффициент формы падения грани резца;
k - коэффициент ориентации резца;
kзат - коэффициент затупления резца;
Dш - диаметр шнеков по резцам, мм
Максимальное значение толщины стружки
m - количество линий резания
Vр - скорость резания, м/с
nш - частота вращения шнекового исполнительного органа, об/мин
,
Средняя толщина реза на шнековом исполнительном органе
Hi - высота массива, разрушаемая исполнительным органам, см
Sш - площадь, обрабатываемая шнеком, м2, lш - длина, обрабатываемая шнеком, см. Длина одного шнека
lш=L/2-Bф
L - длина обрабатываемая шнеками и фрезами, мм, Bф - ширина фрезы, мм
lш=5100/2-580=1970 мм =197 см
Количество резцов на шнеке
t - шаг резания, см
Найдем площади поверхности, которые обрабатываются только шнеком:
l - расстояние между центрами двух шнеков, мм
а=r-k1=1500-963,07=536,93 мм
Площадь большего участка (дальнего от фрезы):
Площадь меньшего участка (прилегающего к фрезе)
ак=r-k2=1500-1256,03=243,97 мм
Общая площадь, обрабатываемая шнеком
Sш=Sоб=S1+S2=0,31+0,1=0,409 м2
>7,2
Коэффициент степени блокированности реза при tср/hср>7,2
kt/h=1
Угол контакта
Коэффициент ширины режущей кромки
Коэффициент угла резания
бр - угол резания, бр = 750
Коэффициент формы передней грани резца
Выбирается в зависимости от формы режущей кромки (прямоугольная долотчатая) и формы передней грани резца (плоская)
кф=1
Коэффициент затупления резца
Sзат - площадь затупления, мм2
Коэффициент ориентации
F - расчетная площадь контакта рабочей части резца с боковой поверхностью угла развала для неповоротного резца с плоской боковой гранью, мм2
Ш - угол разворота резца относительно направления движения, Ш=00
в - задний угол резца, в=90
бз - угол заострения резца, бз=630
,
Коэффициент, учитывающий влияние разворота инструмента относительно направления движения
Сила резания острым неразвернутым резцом
Средняя сила подачи
2.2 Расчет энергетических показателей шнекового исполнительного органа
Мощность, расходуемая на резание исполнительным органом
Pz - средняя сила резания на неповоротном резце, Н
зр - КПД редуктора зр=0,84
зио - КПД исполнительного органа зио=0,99
Zр/ - количество резцов на диске одновременно участвующих в резании
Vр - скорость резания, м/с
комбайн параметр отбойка руда
3. Расчет силовых и энергетических показателей процессов отбойки калийных руд фрезой
3.1 Расчет параметров резания
Средняя сила резания на поворотном затупленном резце
Ар - сопротивляемость резанию калийной руды, Н/см;
hср - средняя толщина реза, cм;
kt/h - коэффициент степени блокированности реза;
kB - коэффициент ширины режущей кромки;
k - коэффициент угла резания;
kф - коэффициент формы падения грани резца;
k - коэффициент ориентации резца;
kзат - коэффициент затупления резца;
Dф - диаметр фрезы, мм
Максимальное значение толщины стружки
m - количество линий резания
Vр - скорость резания, м/с
nф - частота вращения фрезы, об/мин
Средняя толщина реза на шнековом исполнительном органе
Hi - высота массива, разрушаемая исполнительным органам, см
Найдем высоту массива, разрушаемого фрезами:
Угол контакта
<7,2
Коэффициент степени блокированности реза при tср/hср<7,2
Коэффициент ширины режущей кромки
Коэффициент угла резания
бр - угол резания, бр = 750
Коэффициент формы передней грани резца. Выбирается в зависимости от формы режущей кромки (прямоугольная долотчатая) и формы передней грани резца (плоская) кф=1. Коэффициент затупления резца
Sзат - площадь затупления, мм2
Коэффициент ориентации
F - расчетная площадь контакта рабочей части резца с боковой поверхностью угла, мм2
Ш - угол разворота резца относительно направления движения, Ш=00
в - задний угол резца, в=90
бз - угол заострения резца, бз=630
,
Коэффициент, учитывающий влияние разворота инструмента относительно направления движения
Сила резания острым неразвернутым резцом
Средняя сила подачи
Число резцов на фрезе
Вф - ширина фрезы, Вф=580 мм
t - шаг резания, t=4 см
Количество рабочих резцов
3.2 Расчет энергетических показателей бермовой фрезы
Мощность, расходуемая на резание исполнительным органом
Pz - средняя сила резания на поворотном резце, Н, зр - КПД редуктора зр=0,84, зио - КПД исполнительного органа зио=0,99, Zр - количество резцов на диске одновременно участвующих в резании, Vр - скорость резания, м/с
Мощность, расходуемая на погрузку отбитой массы
Расчетная мощность резания одной фрезой и одним шнеком
Nр= 28,18+5,28+29,63=63,09кВт
Номинальная мощность двигателя 75 кВт, запас мощности составляет 16%.
4. Расчет силовых и энергетических показателей процессов отбойки калийных руд режущим инструментом отбойного устройства
4.1 Расчет параметров резания
Средняя сила резания на неповоротном затупленном резце
Ар - сопротивляемость резанию калийной руды, Н/см;
hср - средняя толщина реза, cм;
kt/h - коэффициент степени блокированности реза;
kB - коэффициент ширины режущей кромки;
k - коэффициент угла резания;
kф - коэффициент формы падения грани резца;
k - коэффициент ориентации резца;
kзат - коэффициент затупления резца;
Dб - диаметр фрезы, мм
Максимальное значение толщины стружки
m - количество линий резания
Vр - скорость резания, м/с
nф - частота вращения барабана, об/мин
Средняя толщина реза на шнековом исполнительном органе
Hi - высота массива, разрушаемая исполнительным органам, см
l - расстояние между центрами двух шнеков, l=2300 мм
Находим площадь
Угол контакта
Коэффициент степени блокированности реза при tср/hср>7,2, kt/h=1
Коэффициент ширины режущей кромки
Коэффициент угла резания
бр - угол резания, бр = 750
Коэффициент формы передней грани резца
Выбирается в зависимости от формы режущей кромки (прямоугольная долотчатая) и формы передней грани резца (плоская). кф=1
Коэффициент затупления резца
Sзат - площадь затупления, мм2
Коэффициент ориентации
F - расчетная площадь контакта рабочей части резца с боковой поверхностью угла, мм2
Ш - угол разворота резца относительно направления движения, Ш=00
в - задний угол резца, в=90
бз - угол заострения резца, бз=630
,
Коэффициент, учитывающий влияние разворота инструмента относительно направления движения
Сила резания острым неразвернутым резцом
Средняя сила подачи
Число резцов на отбойном устройстве
Lб - ширина барабана, Lб=2300 мм
t - шаг резания, t=4 см
Количество рабочих резцов
4.2 Расчет энергетических показателей бермовой фрезы
Мощность, расходуемая на резание исполнительным органом
Pz - средняя сила резания на поворотном резце, Н
зр - КПД редуктора зр=0,84
зио - КПД исполнительного органа зио=0,99
Zр - количество резцов на диске одновременно участвующих в резании
Vр - скорость резания, м/с
Номинальная мощность двигателя 45 кВт, запас мощности составляет 50%.
5. Расчет сил реакций забоя на исполнительные органы, тяговой способности, напорного усилия и мощности гусеничного органа перемещения
5.1 Определение сил реакций забоя
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.
Для определения средней силы резания и подачи резца на забой в направлении перемещения и перпендикулярном направлении комбайна необходимо взять интеграл по углу контакта резца с забоем.
Средняя реакция в направлении подачи
Средняя реакция в перпендикулярном направлении
После интегрирования получим
5.1.1 Определение сил реакций забоя для планетарно-дискового исполнительного органа
Максимальная сила резания на поворотном затупленном резце планетарно - дискового исполнительного органа
Ар - сопротивляемость резанию калийной руды, Н/см;
hm - средняя толщина реза, cм;
kt/h - коэффициент степени блокированности реза;
kB - коэффициент ширины режущей кромки;
k - коэффициент угла резания;
kф - коэффициент формы падения грани резца;
k - коэффициент ориентации резца;
kВР - коэффициент вращения резца.
Максимальная сила подачи на поворотном затупленном резце планетарно-дискового исполнительного органа
При k= имеем
Полная реакция забоя на исполнительные органы в направлении подачи и перпендикулярном направлении
Zр - число рабочих резцов
5.1.2 Определение сил реакций забоя для шнекового исполнительного органа
Максимальная сила резания на неповоротном затупленном резце шнекового исполнительного органа
Ар - сопротивляемость резанию калийной руды, Н/см;
hm - средняя толщина реза, cм;
kt/h - коэффициент степени блокированности реза;
kB - коэффициент ширины режущей кромки;
k - коэффициент угла резания;
kф - коэффициент формы падения грани резца;
k - коэффициент ориентации резца;
kзат - коэффициент затупления резца;
Максимальная сила подачи на неповоротном затупленном резце шнекового исполнительного органа
Средняя реакция в направлении подачи и перпендикулярном направлении
,
к=63,470=1,11 рад. (1 рад. =570)
Полная реакция забоя на исполнительные органы в направлении подачи и перпендикулярном направлении
Zр - число рабочих резцов на одном шнеке
5.1.3 Определение сил реакций забоя для бермовых фрез
Максимальная сила резания на неповоротном затупленном резце бермовой фрезы
Ар - сопротивляемость резанию калийной руды, Н/см;
hm - средняя толщина реза, cм;
kt/h - коэффициент степени блокированности реза;
kB - коэффициент ширины режущей кромки;
k - коэффициент угла резания;
kф - коэффициент формы падения грани резца;
k - коэффициент ориентации резца;
kзат - коэффициент затупления резца;
Максимальная сила подачи на неповоротном затупленном резце бермовой фрезы
Средняя реакция в направлении подачи и перпендикулярном направлении
к=85,830=1,51 рад. (1 рад. =570)
Полная реакция забоя на исполнительные органы в направлении подачи и перпендикулярном направлении
Zр - число рабочих резцов на одной фрезе
5.1.4 Определение сил реакций забоя для отбойного устройства
Максимальная сила резания на неповоротном затупленном резце шнекового исполнительного органа
Ар - сопротивляемость резанию калийной руды, Н/см;
hm - средняя толщина реза, cм;
kt/h - коэффициент степени блокированности реза;
kB - коэффициент ширины режущей кромки;
k - коэффициент угла резания;
kф - коэффициент формы падения грани резца;
k - коэффициент ориентации резца;
kзат - коэффициент затупления резца;
Максимальная сила подачи на неповоротном затупленном резце отбойного устройства
Средняя реакция в направлении подачи и перпендикулярном направлении
,
к=75=1,32 рад. (1 рад. =570)
Полная реакция забоя на исполнительные органы в направлении подачи и перпендикулярном направлении
Zр - число рабочих резцов на отбойном устройстве.
5.2 Расчет тяговой способности, напорного усилия и мощности гусеничного органа перемещения
Тяговая способность гусеничного органа перемещения зависит от сил прижатия гусениц к почве выработки (R1, R2) и от коэффициента сцепления (f).
Силы прижатия направлены по нормам к поверхности почвы выработки и определяются из уравнений моментов всех сил относительно О1 и О2
bi - расстояние от точки О2 (О1) до линии действия силы Tзi, м
В - расстояние между осями гусениц, м
Величина реактивного момента от действия сил резания для роторных исполнительных органов
Rni - радиус установки резца. Коэффициент сцепления
Тш - толщина штыбовой подушки, Тш = 3 см
Напорные усилия гусеничного органа перемещения также определяется из уравнения моментов сил, действующих в направлении перемещения комбайна
аi - расстояние от точки O2 (O1) до линии действия сил Rзi
- коэффициент сопротивления перекатыванию гусениц, 0,1
Условие движения комбайна без проскальзывания гусениц
F1, F2
Расчет на силы прижатия и на тяговую способность ведется для одной половины (для одного шнека, для половины отбойного устройства и т.д.)
Силы прижатия, направленные по нормали к поверхности почвы
Тзоу - реакция забоя на отбойное устройство, Тзоу=35669,2 Н, Тзш - реакция забоя на шнек, Тзш=35632,44 Н, Тзбер - реакция забоя на бермовою фрезу, Тзбер=26872,84 Н, Gk - вес комбайна, Н, - угол наклона выработки, =00.
Вес комбайна
m - масса комбайна, кг
Напорное усилие гусеничного органа перемещения
Rзд - реакция забоя на резцовые диски, Rзд=46214,61 Н
Rзоу - реакция забоя на отбойное устройство, Rзоу=36728,23 Н
Rзбер - реакция забоя на бермовые фрезы, Rзбер=27091,12 Н
Rзш - реакция забоя на шнек, Rзш=37549,35Н
Rзаб - реакция забоя на забурник, Rзаб=0
- угол наклона выработки, =00
Gk - вес комбайна, Н
Тп - тяговое усилие от прицепного устройства, Н
Тяговое усилие от прицепного устройства
QБП - грузоподъемность бункера - перегружателя, Н
п - коэффициент сопротивления перемещению бункера перегружателя, п=0,05
GБП - вес бункера - перегружателя, Н
Вес бункера - перегружателя
mп - масса бункера - перегружателя (пустой), mп=12000 кг
Грузоподъемность бункера-перегружателя
mп - масса бункера - перегружателя (полный), mп=15000 кг
Напорное усилие
Условие движения комбайна без проскальзывания
106956,86
P1, P2 - тяговая способность гусеничного органа перемещения, P1= P2=262281,38 Н. Мощность, необходимая для перемещения комбайна
пм - КПД механизма перемещения, пм=0,4-0,5, Vk - скорость комбайна, Vk=0,213 м/мин
6. Расчет производительности комбайна
Теоретическая производительность
- плотность руды, т/м3
Vk - скорость комбайна, Vk=0,213 м/мин
S - площадь обработки, S=15,8 м2
Техническая производительность
КТ - коэффициент технической производительности
Т - время работы комбайна, мин
Туо - потери времени на выявление и устранение неисправностей, мин
Тзи - потери времени на замену резцов, мин
Тм - время выполнения маневровых операций, мин
Тко - время концевых операций, Тко=15 мин.
Lк - длина камеры, Lк=200 м
,
КГ - коэффициент готовности, КГ=0,6-0,8
t - время замены одного резца, t=2-3 мин.
np - количество заменяемых резцов
,
,
l - расстояние отгона комбайна для замены резцов, l=5 м
а - количество отгонов комбайна для замены резцов, а=1 раз
VM - маневровая скорость комбайна, VM=3,0 м/мин
,
Литература
1. Бреннер В.А. Режимы работы комбайнов для добычи калийных руд, М.: Недра, 1978
2. Проходческо-очистные комбайновые комплексы калийных рудников. Сост.: Васильев Б.В. и др., Пермь, РИО ПГТУ, ЗАО НИПО, ч.1, 1998, ч.2, 1999
Размещено на Allbest.ru
Подобные документы
Расчет эксплуатационной нагруженности, производительности проходческих комбайнов стрелового типа. Выбор оптимальных режимов работы. Определение силовых и энергетических параметров машин комплекса. Формулировка ограничения по устойчивой мощности двигателя.
курсовая работа [905,4 K], добавлен 20.09.2016Расчет гидравлических двигателей и регулирующей аппаратуры. Варианты комплектации привода продольного перемещения буровых головок. Выбор гидромотора для привода шестерни комбайна. Подбор насоса и гидробака. Расчет потребляемой электрической мощности.
курсовая работа [1,4 M], добавлен 28.12.2016Выбор очистного комбайна, механизированного комплекса. Расчетная скорость подачи комбайна. Теоретическая производительность комбайна. Организация работ в лаве и планограмма работ в течение рабочей смены. Определение продолжительности монтажа оборудования.
курсовая работа [2,0 M], добавлен 19.05.2014Расчет режима резания растачивания отверстия. Выбор марки инструментального материала и геометрических параметров режущей части инструмента. Определение скорости, мощности, машинного времени сверления отверстия и фрезерования плоскости торцевой фрезой.
контрольная работа [933,7 K], добавлен 30.06.2011Характеристика и особенности применения гидроприводов, оценка их преимущества и недостатки. Выбор рабочей жидкости для очистного комбайна. Определение параметров гидросистемы, ее тепловой расчет. Способ регулирования скорости объемного гидродвигателя.
курсовая работа [111,3 K], добавлен 27.03.2011Методика расчета и особенности проектирования автоматической линии технологического оборудования для обработки основания гидрораспределителя очистного комбайна 2РКУ10. Общая характеристика транспортных систем загрузочных устройств промышленных роботов.
курсовая работа [450,2 K], добавлен 11.09.2010Описание основных деталей и узлов кухонного комбайна: электроприводов, подшипников, муфт, валов и осей, зубчатых и цепных передач. Определение допускаемых контактных напряжений. Геометрические параметры передачи. Проверочный расчет тихоходной ступени.
курсовая работа [897,1 K], добавлен 10.01.2012Расчет производительности и выбор проходческого оборудования. Техническая характеристика комбайна 1ПКЗР и проходческих щитов с исполнительным органом избирательного действия. Определение площади сечения выработки. Оборудование для транспортировки породы.
курсовая работа [136,9 K], добавлен 26.11.2013Горно-геологические условия участка проходки выработок. Способ и технология проходки. Расчет производительности проходческо-очистного комплекса и параметров крепления камеры продольного перегруза. Выбор комплекса оборудования для проведения выработок.
курсовая работа [1,8 M], добавлен 21.12.2015Обзор отечественных и зарубежных четырёхсторонних продольно-фрезерных станков. Техническое задание на модернизацию четырехстороннего продольно-фрезерного станка С26-2. Расчет режимов резания. Уход за режущим инструментом. Разборка и сборка при ремонте.
дипломная работа [4,1 M], добавлен 27.10.2017
