2.1 Определение водопритока

Определяем расчетную часовую производительность насоса в карьере

1. На обеспечение расчетной подачи

Для карьера 265>214

Для шахты 615>580

2. На обеспечение расчетного напора

Для карьера 190>186

Для шахты 620>415

3. По экономичности

Для карьера 70,5>63,9

Для шахты 75>68,4

4. По числу часов работы насоса в сутки при откачке

По нормальному водопритоку

Для карьера

Для шахты

По максимальному водопритоку

Для карьера

Для шахты .

2.8 Расчет трубопровода на гидравлический удар

Повышенные давления в трубопроводе до величины при гидравлическом ударе определяем по выражению проф. Жуковского:

, МПа,

где =1,02-1,04 , кН/м³ - плотность перекачиваемой воды;

- фактическая скорость движения воды в трубопроводе, м/с;

- скорость распространения упругой волны давления (1200 м/с).

Максимальное давление, которое может выдержать трубопровод

, МПа,

где - нормальное расчетное давление воды в трубопроводе, МПа.

Минимальная по условиям прочности толщина стенки труб

,

где - допускаемое сопротивление разрыву стали, из которой изготовлены трубы (для Ст 6сп =590 МПа).

Толщина стенок, с учетом коррозионного износа

,

где 1,18 - коэффициент, учитывающий минусовой допуск толщины стенки труб;

- скорость коррозионного износа внутренней поверхности труб (для pH=5,9 =0,3 мм/год);

=1015 лет - срок службы трубопровода водоотливной установки.

Карьер

МПа,

МПа,

мм,

мм.

Шахта

МПа,

МПа,

мм,

мм.

2.9 Расчет и выбор типа электродвигателя

Резерв производительности вентилятора главного проветривания

1. В начале эксплуатации (при А_max)

,

.

2. В конце эксплуатации (при А_min)

,

.

3.3 Регулировка режима работы главного проветривания

Часовая производительность подъемной установки

, т/ч,

где - коэффициент резерва производительности (1,15-1,5);

- годовая производительность рудника, млн. т/год;

- число рабочих дней в году;

- продолжительность работы подъемной установки в сутки (20 часов);

т/ч.

Наивыгоднейшая грузоподъемность скиповой подъемной установки

, т,

где - высота подъема, м;

- продолжительность паузы между подъемами (10-25 с);

, м,

где - высота загружаемого бункера (18-20 м);

- глубина рудника, м;

- высота приемного бункера (18-24 м),

,

т.

По полученному значению принимаем ближайший по грузоподъемности сосуд на 10 т.

Техническая характеристика опрокидного скипа 1СО 6-1

5.3 Расчет и выбор подъемного каната

Разрывное усилие всех проволок каната

, кг,

где - кратность расчетного разрывного усилия к концевому грузу без учета собственного веса каната (=8,5 - для грузового подъема по ЕПБ ЭГР);

- собственный вес груза, кг;

, кг,

где - полезный вес груза в подъемном сосуде, кг;

- мертвый вес скипа, кг;

кг,

кг.

По значению выбираем канат ЛК-Р в соответствии с ГОСТ 3088-80

Техническая характеристика каната 52-Г-1-Ж-0-МК-Н-1960 ГОСТ 3088-80

Выбранный канат проверяем на фактический запас прочности

,

где - вес погонного метра каната, кг/м;

=6 - запас прочности каната по ЕПБ;

- длина отвеса каната, м;

, м,

где - высота копра, м

, м,

где - высота приемного бункера, м;

- превышение скипа над бункером (0,3 м);

- высота подъемного сосуда, м;

- высота переподъема (3 м);

- радиус копрового шкива (=2,475 м);

м,

м,

,

.

5.4 Расчет и выбор органа навивки

, м,

где - диаметр каната,

м.

Ширина барабана для 2-х барабанной машины

, м,

где - высота подъема, м;

- резервная длина каната (30-40 м);

- витки трения (3);

- зазор между витками каната (2-3);

м.

5.5 Выбор подъемной машины

Для расчета скорости подъема принимаем семипериодную симметричную диаграмму скорости

Для данной диаграммы зададимся величиной ускорения и замедления:

- в разгрузочных кривых м/с²;

- на основном участке трассы м/с².

Максимальная скорость движения подъемного сосуда, обеспечиваемая приводом подъемной системы

,

где - частота вращения выбранного подъемного двигателя, мин^-1,

м/с²,

период 1 (ускорение подъемной системы с перемещением порожнего скипа в разгрузочных кривых)-

; ;

с; м;

период 2 (равномерное движение с выходом порожнего скипа из разгрузочных кривых)-

; ;

м; с;

периоды 6и7 (равномерное движение и останов груженого скипа в разгрузочных кривых)-

; ; ; ;

м; с; с; м;

период 3 (разгон подъемной системы на основном участке трассы подъема)-

; ;

с; м;

период 5 (замедление подъемной системы на основном участке трассы подъема)-

; ;

с; м;

период 4 (равномерное движение с максимальной скоростью)-

; ;

 м; с.

Фактическая продолжительность движения подъемного сосуда

, м,

с.

5.9 Динамика подъемной установки

5.9.1 Определение массы движущихся элементов подъемной системы, приведенной к окружности навивки

Масса движущихся элементов подъемной системы, приведенная к окружности навивки

, кг,

где - приведенный к окружности навивки вес движущихся частей подъемной установки, Н,

, Н,

где - приведенный к окружности навивки вес движущихся частей, Н;

- вес линейно движущихся частей, Н;

, Н,

где - длина одной ветви головного каната, м,

, м,

м.

Н.

, Н,

где - приведенный к окружности органа навивки вес барабана, Н,

, Н,

где - маховый момент органа навивки, Н м²,

Н м²,

- приведенный к окружности органа навивки вес направляющего шкива, Н,

, Н,

где - маховый момент направляющего шкива ШК-5, Н/м²;

Н,

- коэффициент учитывающий вес редуктора (1,3);

- приведенный к окружности органа навивки вес ротора электродвигателя, Н,

, Н,

- маховый момент ротора электродвигателя, Н м²,

- передаточное число редуктора,

Для определения необходимо выбрать эл. двигатель.

Ориентировочная мощность электрического двигателя

, кВт,

где - коэффициент резерва (1,3);

- КПД зубчатой передачи (0,95);

- коэффициент, учитывающий динамический режим работы подъемного электрического двигателя для скипов (1,3-1,4);

кВт.

Выбираем 2 двигателя АКН2-16-57-8 с =222,5 кг м².

Н.

По числу оборотов рассчитанных ранее принимаем 2 двигателя АКН2-16-57-8.

Техническая характеристика двигателя АКН2-16-57-8

5.9.2 Расчет диаграммы усилий

начало периода 1

,

;

конец периода 1

,

начало периода 2

,

;

конец периода 2

,

;

начало периода 3

,

;

конец периода 3

,

;

начало периода 4

,

;

конец периода 4

,

;

начало периода 5

,

;

конец периода 5

,

;

начало периода 6

,

;

конец периода 6

,

начало периода 7

,

конец периода 7

,

.

6. Специальная часть

6.1 Технология ремонта и изготовления винта опрокидного скипа

На винте нарезана трапецеидальная резьба, по которой перемещается гайка, тем самым, приводя в движение скип. Винт имеет 6 ступеней, материал заготовки сталь 45, длина L = 945 мм. Тип производства - единичное.

- первая ступень: l₁ = 87 мм; диаметр D₁ = 30 мм. Ступень предназначена для посадки зубчатого колеса и полумуфты 30r6, R = 0,8 (поверхность 1) имеются два шпоночных паза: первый - глубина 5 мм, ширина 10u8 , радиус R = 5 мм , длина 40 мм, второй - глубина 5 мм, ширина 10u8 , радиус R = 5 мм , длина 30 мм.

Ступень имеет фаску 245^о.

- вторая ступень: l₂ = 36 мм, диаметр D₂ = 35 мм (поверхность 2). Ступень предназначена для посадки подшипника 35m6, R = 0,8; допуск цилиндричности равен 0,01.

-третья ступень: l₃ = 37 мм , диаметр D₃ = 37 мм , для посадки сальника 42d9, R=0,8 (поверхность 3). Служит для упора подшипника , шероховатость для упорных поверхностей 1,6 , допуск на радиальное биение относительно базы А равен 0,025.

- четвертая ступень: длина l₄ = 730 мм (поверхность 4), предназначена для нарезания трапецеидальной резьбы Tr50Ч(2Ч12)-8g. Резьба трапецеидальная D₄= 50 мм двух заходная, с шагом 10, допуск 8g, имеются 2 фаски 1Ч45^о.

- пятая ступень: l₅ = 18 мм , диаметр D₅ = 37 мм , для посадки сальника 42s6, (поверхность 5). Служит для упора подшипника, шероховатость для упорных поверхностей 1,6 , допуск на радиальное биение относительно базы А равен 0,025.

- шестая ступень: l₆ = 37 мм, диаметр D₆ = 35 мм (поверхность 6). Ступень предназначена для посадки подшипника 35m6, R = 0,8; допуск цилиндричности равен 0,01.

6.2 Выбор вида и размера заготовки

В качестве заготовки для условия единичного производства наиболее рациональным является сортовой прокат круглого сечения обычной степени точности. Для максимального диаметра равного 50 мм, диаметр заготовки составляет 50. Из сортамента выпускаемого круглого проката выбираем в качестве заготовки сталь горячекатаную круглую (ГОСТ 2590-88) обычной точности прокатки

.

Длина заготовки:

L_З = 2z + L_Д , мм

где L_Д - длина детали, L_Д = 945 мм;

z - припуск на торцевую обработку детали, z = 2 [7];

L_З = 2М2 + 945 = 949 мм.

6.3 Выбор способа установки заготовки и выбор технологических баз

Применяем установку в центрах. При точении заготовку устанавливаем на плавающий передний центр с базированием заготовки по торцу, что обеспечивает высокую точность размеров по оси. Применение плавающего переднего центра исключит погрешность базирования при выдерживании длин ступеней от левого торца. Для уменьшения вибрации системы предусматривают стопорение центра вручную - винтом.

1 ступень вала: 30r6()

Число механических обработок

n=lgЕуж/0,46 ,

где Еуж - ужесточение точности

Еуж=Тзаг/Тдет ,

Тзаг = 1,4 мм - допуск поверхности заготовки согласно 16 квалитета;

Тдет = 0,022 мм - допуск поверхности детали;

Еуж1 = 1,4/0,022 = 53,6 ,

n1 = lg53,6/0,46 = 3,5.

принимаем n1 = 3.

2 и 6 ступени вала: 35m6()

n=lgЕуж/0,46 ,

где Тзаг = 1,4 мм - допуск поверхности заготовки согласно 16 квалитета;

Тдет = 0,016 мм - допуск поверхности детали;

Еуж1 = 1,4/0,022 = 87,5 ,

N2,6 = lg87,5/0,46 = 4,2.

принимаем n2,6 = 4.

3 и 5 ступени вала: 37s6()

n=lgЕуж/0,46 ,

где Тзаг = 1,4 мм - допуск поверхности заготовки согласно 16 квалитета;

Тдет = 0,016 мм - допуск поверхности детали;

Еуж3,5 = 1,4/0,062 = 87,5 ,

n3,5 = lg87,5/0,46 = 4,2.

принимаем n3,5 = 4.

4 ступень вала: Tr50Ч(2Ч12) - 8g()

n = lgЕуж/0,46 ,

где Тзаг = 1,4 мм - допуск поверхности заготовки согласно 16 квалитета;

Тдет = 0,031 мм - допуск поверхности детали;

Еуж4 = 1,4/0,031= 35,8 ,

n4 = lg35,8/0,46 = 3,3 ,

принимаем n4 = 3.

6.5 Расчет промежуточных размеров заготовки по стадиям механической обработки

При расчете промежуточных размеров заготовки по стадиям механической обработки, составляем расчетные таблицы соответствующие отдельным поверхностям заготовки.

Значения R_z , h характеризуют качество заготовок, полученных прокатом, принимаем из табл. 4 стр. 166 7 для проката периодического профиля. Так как обработка ведется в центрах детали, погрешность установки заготовки в радиальном направлении равна нулю. Суммарную пространственную погрешность ее установки определяем по формуле:

, мкм

где _к - общая кривизна заготовки

_к = _кL_Д, мкм

_к = 1,3 мкм/мм - удельная кривизна заготовки на 1 мм длины после

проката, табл. 2 стр. 166 [7];

_к = 1,3945 = 1228,5 мкм,

_ц - погрешность зацентровки

, мкм

где = 0,54 мм - допуск на диаметр базовой поверхности заготовки, используемой при зацентровке ( по ГОСТ 7505 - 74 ) табл. 32 стр. 192 7 ;

,

Остаточные пространственные отклонения:

₁ = 0,06 = 12600,06 = 75,6 мкм,

₂ = ₁0,04 = 75,60,04 =3,024 мкм,

₃ = ₂0,02 = 3,0240,02 = 0,06 мкм.

Расчет минимальных значений припусков ведем по формуле:

, мкм

Графу «расчетный размер» заполняем, начиная с конечного (чертежного) размера путем последовательного прибавления расчетного минимального припуска на каждом технологическом переходе. Наибольшие предельные размеры вычисляем прибавлением допуска к округленному наименьшему предельному размеру. Предельные значения припусков 2z_max определяем как разность наибольших предельных размеров, а 2z_min - как разность наименьших предельных размеров на предшествующем и выполняемом переходах.

Общие припуски z_omin и z_omax рассчитываем, суммируя промежуточные.

Таблица 6.5.1 Расчет припусков и предельных размеров по технологическим переходам обработки поверхности 1 30r6().

Таблица 6.5.2 Расчет припусков и предельных размеров по технологическим переходам обработки поверхности 2 и 6 35m6().

Таблица 6.5.3 Расчет припусков и предельных размеров по технологическим переходам обработки поверхности 3 и 5 37s6().

Таблица 6.5.4 Расчет припусков и предельных размеров по технологическим переходам обработки поверхности 4 Tr50Ч(2Ч12) 8g().

Таблица 6.5.5 Расчет припусков и предельных размеров по технологическим переходам торцов вала поверхность 7 и 8.

6.6 Составление маршрута обработки детали

где Кv- поправочный коэффициент, равный произведению поправочных коэффициентов при различных условиях.

при черновом точении

К_v=Kmv •Kпv•Kиv •Kц КТи =0,73•1•1,4•1 = 1,022;

при чистовом и тонком точении

К_v=Kmv •Kпv•Kиv •Kц КТи =0,73•1•1,4•0,7 = 0,72;

K_mv - поправочный коэффициент учитывающий влияние физико-механических свойств обрабатываемого материала на скорость резания;

K_mv = КгМ (750/в)^nv =1М(750/900)^1,75 = 0,73 ;

К_г = 1 - коэффициент для материала инструмента (табл. 2 стр.262) 8;

nv=1,7-показатель степени зависит от инструмента (табл. 2 стр.262)8;

Kпv - поправочный коэффициент учитывающий влияние состояние поверхности заготовки на скорость резания. Kпv = 1 - для проката (табл. 5 стр.263) 8;

Kиv - поправочный коэффициент учитывающий влияние инструментального материала на скорость резания. Kuv =1,4 (для инструментальной стали Т30К4) (табл. 6 стр.263) 8;

Kц - поправочный коэффициент, учитывающий влияние параметров резца на скорость резания. Для черновой обработки Kц=1(ц = 45є), для последующих Kц = 0,7 (ц = 90є);

Т - стойкость резца станка, Т=150 мин.

при s > 0,7 Сv = 340; x=0,15; y=0,45; m=0,20

при s > 0,3 Сv = 350; x=0,15; y=0,35; m=0,20

при s 0,3 Сv = 420; x=0,15; y=0,20; m=0,20

.

Частота вращения

ni = 1000 ·Vi / ^.di ,

Точение черновое n1 =1000 ·146 / 3,14 ·50,465=920 об/мин,

принимаем n1=1000 об/мин.

2. Точить начерно в размер 37,308 на длине 11 и длине 8

Глубина резания

t1=(50,465 - 37,308)/2=6,5785 мм,

На данном участке имеется напуск 13,157 мм, т.к. t1> [t]d=5 мм, то напуск будем снимать в два захода, число рабочих ходов инструмента I =2,

где t1 и [t]d - расчетная и допустимая глубины резания.

Подача

Точение черновое S1=0,8 мм/об (таб11, стр266) 8 .

.

ni = 1000 ·Vi / ^.di ,

Точение черновое n1 =1000 ·117,6 / 3,14 ·37,308=1006 об/мин,

принимаем n1=1000 об/мин.

3. Точить начерно в размер 35,274 на длине 10 и длине 7

Глубина резания

t1=(37,308 - 35,274)/2=1,02 мм,

т.к. t1 [t]d=5 мм, то число рабочих ходов инструмента I =1,

где t1 и [t]d - расчетная и допустимая глубины резания.

Подача

Точение черновое S1=0,8 мм/об (таб11, стр266) 8 .

.

ni = 1000 ·Vi / ^.di ,

Точение черновое n1 =1000 ·140,6 / 3,14 ·35,274=1269 об/мин,

принимаем n1=1250 об/мин.

4. Точить начерно в размер 30,541 на длине 9

Глубина резания

t1=(35,274 - 30,541)/2=2,36 мм,

т.к. t1 [t]d=5 мм, то число рабочих ходов инструмента I =1,

где t1 и [t]d - расчетная и допустимая глубины резания.

Подача

Точение черновое S1=0,8 мм/об (таб11, стр266) 8 .

.

ni = 1000 ·Vi / ^.di ,

Точение черновое n1 =1000 ·123 / 3,14 ·30,541=1280 об/мин,

принимаем n1=1250 об/мин.

Точение чистовое

1.Точить чисто в размер 50,068 на длине 9

Глубина резания

t2=(50,465-50,068)/2=0,4 мм,

т.к. t2 [t]d=5 мм, то число рабочих ходов инструмента I =1,

где t2 и [t]d - расчетная и допустимая глубины резания.

Подача

Точение чистовое S2=0,246 мм/об для обеспечения Rа=2,5 мкм при вершине резца 1,2 мм. (таб14, стр268) 8 (в паспортной характеристики станка 1К282 значение подачи находится в пределах 0,041 - 4,053 мм).

Точение чистовое n2=1000·168 /3,14·50,068=1065 об/мин,

принимаем n2=1000 об/мин.

2.Точить чисто в размер 37,097 на длине 12 и длине 8

Глубина резания

t2=(37,308 - 37,097)/2=0,1055мм,

т.к. t2 [t]d=5 мм, то число рабочих ходов инструмента I =1,

где t2 и [t]d - расчетная и допустимая глубины резания.

Подача

Точение чистовое S2=0,246 мм/об для обеспечения Rа=2,5 мкм при вершине резца 1,2 мм. (таб14, стр268) 8 (в паспортной характеристики станка 1К282 значение подачи находится в пределах 0,041 - 4,053 мм).

Точение чистовое n2=1000·205 /3,14·37,097=1759об/мин,

принимаем n2=1800 об/мин.

3.Точить чисто в размер 35,063 на длине 11 и длине 7

Глубина резания

t2=(35,274 - 35,063)/2=0,1055 мм,

т.к. t2 [t]d=5 мм, то число рабочих ходов инструмента I =1,

где t2 и [t]d - расчетная и допустимая глубины резания.

Подача

Точение чистовое S2=0,246 мм/об для обеспечения Rа=2,5 мкм при вершине резца 1,2 мм. (таб14, стр268) 8 .

Скорость резания

Точение чистовое n2=1000·205 /3,14·35,063=1861 об/мин,

принимаем n2=1800 об/мин.

4.Точить чисто в размер 30,144 на длине 10

Глубина резания

t2=(30,541 - 30,144)/2=0,1985 мм,

т.к. t2 [t]d=5 мм, то число рабочих ходов инструмента I =1,

где t2 и [t]d - расчетная и допустимая глубины резания.

Подача

Точение чистовое S2=0,246 мм/об для обеспечения Rа=2,5 мкм при вершине резца 1,2 мм. (таб14, стр268) 8 .

Скорость резания

Точение чистовое n2=1000·187/3,14·30,167=1859 об/мин,

принимаем n2=1800 об/мин.

Точение тонкое

1.Точить тонко в размер 49,952 на длине 11

Глубина резания

t3=(50,068 - 49,952)/2=0,058 мм,

т.к. t3 [t]d=5 мм, то число рабочих ходов инструмента I =1,

где: t3 и [t]d - расчетная и допустимая глубины резания.

Подача

Точение тонкое S3=0,09 мм/об (таб19, стр271) 8 .