4. Расчет технических параметров работы комбайна 1ГШ68Е

4.1 Расчетная скорость подачи комбайна

Устойчивая мощность привода комбайна 1ГШ68Е берется для электродвигателей с водяным охлаждением типа ЭКВ , т.к. комбайн оснащен с водяным охлаждением электродвигателя, кВт:

максимальная

минимальная

где Рдл - часовая мощность одного двигателя, Рч = 160 кВт

Скорость подачи комбайна, м/с:

максимальная

минимальная

где Нw - удельный расход электроэнергии - 1,59 МДж/т

m - мощность вынимаемого пласта угля - 2,5 м

В - ширина захвата исполнительного органа - 0,63 м

- плотность угля - 1,3 т/м3

4.1 Расчет средней глубины стружки, снимает одним резцом, м

где D - диаметр исполнительного органа - 1,25 м

mз=2 - число резцов в линии резания.

Vр - скорость резания - 3,01 м/с

4.2 Расчет средней ширины среза одного резцам, м

где tу - удельная ширина среза для хрупких углей - 2,5

4.3 Расчет количества резцов на исполнительном органе.

Общее число линий резания:

?8

Число линий резания забойными резцами:

где nлк - число линий резания кутковыми резцами - 1

Общее число резцов исполнительного органа:

верхнего

нижнего

где mк - число кутковых резцов в данной линии резания - 5

4.4 Определение количества резцов находящихся в контакте.

Число резцов, находящихся в постоянном контакте с углем:

верхнего исполнительного органа:

?9

нижнего исполнительного органа:

где D' - диаметр шнека по резцам, нижнего - 1,25 м

Расчет коэффициентов (эмпирических)

Коэффициент обнажения забоя:

Коэффициент отжима хрупкого угля марки Т и Ж;

В случае применения механизированной крепи kот увеличивается к 10-15%, то есть при 1,1

Угол бокового развала борозды резания хрупких бурых углей:

где В - сопротивляемость угля резанию - 250 кН/м

4.5 Расчет усилия резания на передней грани

Среднее значение силы резания на передней грани резца, кН:

где b - ширина режущей кромки резца - 0,011 м

kц - коэффициент учитывающий влияние хрупко-пластичных свойств угля - 1

kу - коэффициент учитывающий влияние угла резанию - 1

kф - коэффициент учитывающий влияние формы передней грани резца - 0,92

- угол наклона резца к направлению подачи - 0о

4.6 Расчет суммарного значения силы резания

Коэффициент влияние глубины стружки на усилие подачи:

Временное сопротивление антрацита одноосному сжатию, кН/м2

для 250?В>180

Проекция площадки затупления резца Sз на плоскость резания, м2

где kфр - коэффициент влияния формы режущей кромки на величину площадки затупления резца, равной для резцов с клиновидной режущей кромкой - 0,65

?и - линейный износ по задней грани резца - (0,001….0,0015)

Коэффициент влияния объемного состояния угля под задней гранью резца на величину усилия подачи:

где aґ - коэффициент учитывающий влияние хрупко-пластичных свойств на объемное состояние угля (для хрупких углей принимается 0,25)

Сила, отжимающая резец от забоя, кН:

Суммарное значение силы резания на резце, кН:

где f' - коэффициент сопротивления резанию (принимается в пределах 0,28 - 0,44, причем меньшее значение соответствует углям с высокой сопротивляемостью резанию).

4.7 Определение мощности привода на разрушение угля

Мощность затрачиваемая на резание, кВт:

опережающим шнеком:

отстающим шнеком:

4.8 Определение суммарной мощности, расходуемой на резание

Суммарная мощность, затрачиваемая на резание, кВт:

4.9 Расчет расхода мощности на подачу

Сила внедрения, кН:

для опережающего шнека:

для отстающего шнека:

Суммарное усилие внедрения резцов, кН:

Усилие подачи комбайна с учетом всех сопротивлений, кН:

где G - сила тяжести комбайна, кН:

б - угол падения пласта

mк - масса комбайна

f"- коэффициент трения при перемещении комбайна по конвейеру - 0,21

kс - коэффициент учитывающий дополнительные сопротивления перемещению комбайна (1,3 ч 1,5) - 1,5.

Мощность, расходуемая на подачу комбайна, кВт:

4.10 Расчет мощности на погрузку

Скорость вращения шнеков, с-1

опережающего:

отстающего:

Подача за один оборот, м/об:

Усилие сопротивление погрузке, кН:

где С и D - Для шнекового исполнительного органа при работе комбайна с погрузочным щитком, С = 0, Д2 = 35000 Н/м.

Мощность, расходуемая на погрузку угля, кВт:

отстающим шнеком:

Суммарная мощность, расходуемая на погрузку, кВт:

4.11 Расчет мощности на выемку

Суммарная мощность, затрачиваемая на выемку угля, кВт:

Сравнивая суммарную мощность привода затрачиваемую на выемку угля с установленной на комбайне мы видим что комбайн 1ГШ68Е с максимальной мощностью одного электродвигателя равной 160 кВт и технической характеристикой подходит под выемку угля Печерского бассейна.

5. Расчет производительности комбайна

5.1 Расчет теоретической производительности

Теоретическая производительность комбайна, т/мин:

5.2 Расчет технической производительности

Время работы комбайна по выемке заходки, мин:

L - Умножаем на два потому, что комбайн работает по челноковой схеме.

Время устранения отказов за цикл, мин:

где Кг - коэффициент готовности выемочного комплекса -0,90

Время замены инструмента за цикл, мин:

где Z - величина удельного расходов резцов - 8,2 шт/т

tз - время на замену одного резца - 1 мин.

Время вспомогательных операций, мин:

где Тм - время маневренных операций для челноковой работы - 0

Тко - время концевых операций - 25 мин

Коэффициент технически возможной непрерывной работы комбайна:

Техническая производительность комбайна, т/мин:

Коэффициент непрерывной работы комбайна в конкретных условиях эксплуатации:

Торг - простои по организационным причинам. Они включают в себя: простои по причине отсутствия транспорта, электроэнергии; выполнения дополнительных мероприятий по нагнетанию воды в угольных пластах, дегазации пласта и других простоев, обусловленных технологией ведения горных работ, берем 30 минут.

5.3 Расчет эксплуатационной производительности

Суточная производительность (комбайна) выемочного комплекта, т/сут:

n - число рабочих смен в сутки

Тпз - время выполнения подготовительно-заключительных операций 24 мин надо перевести в часы .

По расчетам комбайн за три смены должен делать 5 циклов

6. Выбор механизированного комплекса

С учетом того, что выбранный комбайн наиболее оптимальный я выбираю очистной комплекс 1КМ88,кмк97м,1КМТ,КД80. Так как 1КМ88 предназначен для механизации очистных работ в лавах на тонкой и средней мощности пластах пологого и наклонного (до 35о) падения.

В состав комплексов 1КМ88 и 2КМ87УМН входят механизированная крепь 1М88; забойный конвейер 2 типа СП87ПМ с навесным оборудованием; комбайн 1ГШ68Е с кабелеукладчиком; насосные станции СНТ32.

При работе с углом падения пласта свыше 9° комбайны удерживаются предохранительной лебедкой.

Крепи 1М88, 2М87УМН -- поддерживающего типа, агрегатированный, состоит из двухстоечного двойного гидравлической раздвижности рамных секций. Имеет один гидродомкрат передвижения и соединяются с забойным конвейером с помощью цилиндра этого гидродомкрата.

Применение в крепи 1М88 стоек 2 двойной гидравлической раздвижности, вместо гидровинтовых стоек, в данных модификациях этих крепей увеличило гидравлическую раздвижность крепи -- обеспечило лучшую при спосабливаемость ее к изменениям пласта; сварные перекрытия 3 крепи сплошные, что позволило повысить коэффициент затяжки кровли до 0,9; увеличена ширина при забойной консоли I секции и ее несущей способности, благодаря чему надежнее поддерживается при забойная полоса кровли; повышены надежность и ресурс стоек секций до первого капитального ремонта за счет снабжения уплотнительных колец между цилиндром и поршнем подкладными защитными кольцами; предусмотрена возможность применения для каждой стойки индикаторов давления рабочей жидкости в рабочей полости.

Между секциями крепи имеются направляющие балки, которые, через специальный кронштейн связаны с конвейером, обеспечивают направленное движение секции и удерживают конвейер от сползания вниз.

Таблица 3

Горнотехнические условия применения комплекса 1КМ 88

6.1 Конвейер скребковый СП87ПМ

Предназначен для доставки угля и горючего сланца из лав, оборудованных механизированными комплексами КМ87УМ, 1КМ88, КМТ и других на пластах мощностью 1,05-2 м с углами падения до 35° при подвигании по простиранию и до 10° при падении и восстании.

Конвейер СП87ПМ двухцепной, изгибающийся состоит из: головного 1 и концевого 5 приводных головок компонуемых для установки на них приводных блоков мощностью 110, а и 55, б кВт с их поперечным и продольным к ставу конвейера расположением, укороченного 3 и линейных 2 рештаков, скребковой цепи 8. В навесное оборудование входят: зачистные лемехи 4, желобы б и 7 для кабеле-укладчика и коммуникаций; трубчатый направляющий для комбайна; кронштейны для соединения с конвейером гидродомкратов передвижения конвейера и секции механизированных крепей.

Навесное оборудование конвейера имеет две модификации: с низкой направляющей для работы с комбайном 1К101У (К85) и с высокой направляющей для работы с комбайнами типа 1ГШ68Е (РКУ). Можно навесить на конвейер цевочный борт для безцепной подачи с комбайном 2ГШ68Б.

6.2 Насосная станция СНТ32

Предназначена для нагнетания рабочей жидкости в гидросистему очистных агрегатов и механизированных крепей в шахтах любой категории по газу и пыли. Места установки станций -- откаточные, вентиляционные штреки и просеки с углом наклона не более 10°. Станция может устанавливаться непосредственно на почву или на колесную платформу. Техническая характеристика приведена в таблице 6.2.

Станция универсальна, может применяться с любыми механизированными комплексами, обеспечена контролирующими устройствами и блокировками для защиты от работы в ненормальных условиях.

Станция состоит из следующих основных узлов: установки насосной 1, высоконапорного рукава 2, рукава 3, установки подпилочной 4 и бака 5 для рабочей жидкости.

Выпускается на напряжение 660, 1000 и 1140 В.

В насосной станции СНТ32 применен высоконапорный насос, плунжеры которого механически на связаны с приводным механизмом. В сочетании с управляющим работой станции клапаном дискретного действия, установленным на входе в силовой насос, обеспечивается разгрузка насоса путем перекрытия линии подпитки. При разгрузке (которая составляет 60-70 % общего времени работы станции) происходит полная остановка плунжеров и клапанов гидроблока насоса, уменьшается их износ, повышается срок службы. Взаимодействие с рабочей жидкостью низкого давления повышает надежность клапана, управляющего работой станции.

Переналадка станции на различные режимы работы осуществляется за короткое время.

Таблица 4

Техническая характеристика станции СНТ32

6.3 Система орошения в комбайновых лавах ТКО-СО

Предназначен для снабжения под давлением оросительной рабочей жидкости (воды, водных растворов поверхностно-активных веществ) к оросителям на очистных комбайнах, работающих на пластах пологого, наклонного и крутого падения.

В состав ТКО-СО входят: насосная установка 2УЦНС13, электромагнитный вентиль, забойный водовод ВЗН-32 (встраиваемый в кабелеукладчик или используемый без кабелеукладчика), а также проходные краны, комбайновый фильтр, оросители.

Входящий в состав насосного агрегата фильтр штрековый самоочищающийся 2ФЩЦ имеет пропускную способность до 400 л/мин, рассчитан на рабочее давление до 4 МПа, удерживает частицы размерами от 0,1 до 0,5 мм, очищается автоматически промывкой обратным потоком воды через каждые 12 отключений насоса.

Вентиль электромагнитный ВЭГЗМ имеет условный проход 40 мм и диапазон рабочего давления 0,3-0,4 МПа, потребляет мощность не более 30 Вт при напряжении питания 36 В переменного тока.

В комплексе ТКО-СО могут применяться забойные водоводы с внутренним диаметром 25, 32 и 38 мм, расположенные в кабелеукладчиках, с пропускной способностью соответственно до 100-150, 150-250, 200-400 л/мин, при рабочем давлении 4 МПа. Водоводы поставляются отрезками рукавов длиной до 80-100 м.

Ряд элементов ТКО-СО (насосная установка, забойные водоводы, фильтр, краны и т.д.) могут быть использованы также в системах орошения струговых установок проходческих комбайнов, а также для подавления пыли в погрузочных пунктах и при выемке ниш.

7. Организация работ в лаве и планограмма работ в течение рабочей смены

По полученным значениям времени цикла и его составляющих разрабатываются график организации и планограмма работ в течение рабочей смены.

График организации и планограмма работ в очистном забое, оснащенном комплексом 1КМ88. Сменное звено (10-11 человек) состоит из машиниста комбайна, семи горнорабочих и двух-трех электрослесарей.

1. Зарубка комбайна

Зарубка производится от конвейерного штрека. Зарубку выполняет машинист комбайна. Всего на зарубку комбайна затрачивается 3 мин. Передвижку привода конвейера и рештачного става конвейера длиной 6 м производит горнорабочий 8, работающий на крепи сопряжения.

2. Выемка угля комбайном на основном участке лавы

Управление комбайном осуществляет машинист 1, регулирующий режим работы комбайна. Горнорабочий 2 следит за своевременностью выдвижки секций крепи, работой крепеукладчика, системы орошения и состоянием кровли.

3. Передвижка секций крепи. Передвижку крепи производит машинисты крепи (горнорабочие 3, 4) вслед за проходом комбайна в соответствие с паспортом крепления. Поддерживающий козырек через блок управления принудительно опускается на 2-5 см. При выдвижке секций на полшага передвижки горнорабочий переводит рукоятку блока управления на раздвижку стойки, продолжая перемещение секции. Зазор между козырьком крепи и грудью забоя выдерживается в 15 см. После окончания передвижки секции крепи рукоятка управления домкратом передвижки ставится в нейтральное положение.

В процессе передвижки секций крепи горнорабочий 5 производит зачистку оснований секций крепи.

4. Передвижка конвейера.

Перед передвижкой конвейера горнорабочий 5 проверяет земник и при его наличии - разрушает. Передвижка конвейера ведется волной с отставанием от комбайна на 13-15 см. Схему включения домкратов на передвижку устанавливают в зависимости от сопротивления перемещению конвейерного става.

Операции по передвижке осуществляют горнорабочие 3 и 4 (машинисты крепи) по отдельным участкам конвейера. Горнорабочий 3 на первом участке конвейерного става производит переключение рукоятки гидрораспределителя в положение "Передвижка", а горнорабочий 4 в это время на участке (12-13 секций) ставит рукоятки гидрораспределителя в положение "слив". После этого горнорабочий 3 с ближнего лавного блока включает насосную группу - происходит передвижка конвейера на первом участке. Горнорабочий 4 следит за ходом передвижки и при необходимости регулирует прямолинейность става путем дополнительного включения или отключения домкратов.

После передвижки става на первом участке горнорабочий 3 ставит рукоятки гидрораспределителей на первом участке в нейтральное положение и переходит на 2-й участок. Горнорабочий 4 в это время ставит рукоятки гидрораспределителей на третьем участке в положение "слив". Цикл повторяется.

5. Работа на концевых участках лавы

Передвижку крепи сопряжения типа Т64 в вентиляционном штреке осуществляет горнорабочий 8, а в конвейерном штреке горнорабочие 6 и 7. Горнорабочий 7 во время зарубки комбайна и во время выемки угля также осуществляет расштыбовку конвейера под приводной станцией.

8. Список использованных источников

комбайн конвейер насосный угольный

1. Зайков В.И., Берлявский Г.П. Эксплуатация горных машин и оборудования. М.: МГГУ, 2000, 253 с.

2. Махно Д.Е., Страбыкин Н.Н., Кисурин В.Н. Горные машины и комплексы: Краткий курс лекции. - Иркутск: ИрГТУ, 1996. - 202с

3. Топчиева А.В. «Горные машины и комплексы», М., «Недра», 1971

4. Морозов В.И., Чуденков В.И., Сурина Н.В. Справочник Очистные комбайны. М.: 2006, 231 с.

5. www.mashserv.dоnetsk.ua

6. www.satilit1.siteеdit.ru

7. www.strоyinf.ru

Размещено на Allbest.ru