Добавил:

ivanov666 Опубликованный материал нарушает ваши авторские права? Сообщите нам.

Вуз:

Пермский национальный исследовательский политехнический университет

Предмет:

[НЕСОРТИРОВАННОЕ]

Файл:

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

..pdf

Скачиваний:

Добавлен:

12.11.2023

Размер:

768.35 Кб

Скачать

☆

1 / 41 2 3 4 > Следующая >>>

Министерство науки и высшего образования Российской Федерации

Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования «Пермский национальный исследовательский политехнический университет»

Кафедра «Горная электромеханика»

РАСЧЕТ ЭКСПЛУАТАЦИОННЫХ ПАРАМЕТРОВ ПРОХОДЧЕСКО-ОЧИСТНЫХ КОМБАЙНОВ ДЛЯ ДОБЫЧИ КАЛИЙНЫХ РУД

Методические указания

Издательство Пермского национального исследовательского

политехнического университета

2019

Составитель: Н.В. Чекмасов

УДК 622.72.001.6: 518.5.001.57 Р24

Рецензент канд. техн. наук, доцент Д.И. Шишлянников

(Пермский национальный исследовательский политехнический университет)

Расчет эксплуатационных параметров проходческоР24 очистных комбайнов для добычи калийных руд : метод.

указания / сост. Н.В. Чекмасов. – Пермь : Изд-во Перм. нац. исслед. политехн. ун-та, 2019. – 31 с.

Приведена методика расчета силовых и энергетических параметров исполнительных органов проходческо-очистных комбайнов для добычи калийных руд, сил реакции забоя на комбайн и тягового усилия гусеничного органа перемещения, а также производительностикомбайнадлявыполнениякурсовыхиконтрольныхработ.

Предназначены для студентов, обучающихся по специальности «Горное дело» (специализации «Горные машины и оборудование», «Разработка месторождений полезных ископаемых»).

УДК 622.72.001.6: 518.5.001.57

ПНИПУ, 2019

ОГЛАВЛЕНИЕ
1. Расчет основных параметров рабочих
органов комбайнов.......................................................................	4
1.1. Расчет параметров разрушения забоя ...................................	4
1.2. Расчет энергетических показателей
рабочих органов.....................................................................	13
1.3. Определение выхода труднообогатимого
класса руды............................................................................	16
2. Расчет сил реакции забоя на исполнительные органы,
тяговой способности, напорного усилия и мощности
гусеничного органа перемещения...........................................	16
2.1. Определение сил реакции забоя
на исполнительный орган.....................................................	17
2.2. Расчет тяговой способности, напорного усилия
и мощности гусеничного органа перемещения..................	20
3. Определение производительности комбайнов......................	23
3.1. Расчет производительности проходческо-очистного
комбайна бурового действия................................................	23
3.2. Расчет теоретической производительности
проходческо-очистного комбайна
непрерывного действия ........................................................	24
Список рекомендуемой литературы...........................................	28
Приложение.....................................................................................	29

1. РАСЧЕТ ОСНОВНЫХ ПАРАМЕТРОВ РАБОЧИХ ОРГАНОВ КОМБАЙНОВ

При разработке соляных месторождений наиболее широкое применение нашли выемочно-проходческие комбайновые комплексы. Проходческо-очистные комбайны обеспечивают механизацию технологических процессов по отбойке, погрузке руды и бурению шпуров.

Высокоэффективное разрушение калийных пластов проход- ческо-очистными комбайнами обеспечивается при правильном выборе параметров резания и геометрии рабочего инструмента.

Силовые и энергетические показатели процессов отбойки руды проходческо-очистными комбайнами зависят от параметров резания исполнительных органов, резцов и механических свойств разрушаемого массива. Необходимые для расчетов технические характеристики комбайна «Урал 20Р» приведены в приложении.

1.1. Расчет параметров разрушения забоя

Для расчета силовых параметров процессов разрушения массива может быть использована адаптированная методика, учитывающая свойства калийных руд [1]. Эта методика имеет ограниченную область применения (по шагу и глубине реза) и не учитывает конструктивных особенностейповоротных тангенциальных резцов.

На основании специальных исследований, выполненных специалистами институтов ВНИИГ и Гипроуглегормаш, разработана отраслевая методика по выбору и расчету параметров разрушения калийных руд проходческо-очистными комбайнами [2].

Средниесилы резания (H) определяются следующим образом:

– на неповоротном затупленном резце

PZ Ap hср k t		kb kα kзат kф kψ,
	h

– на поворотном затупленном резце

PZ Ap hср k t kb kα kф kψ kвр,

где	Ар – сопротивляемость резанию калийной руды, Н/см;
hср	– средняя толщина реза, см; k t – коэффициент степени бло-
		h

кированности реза; kb – коэффициент ширины режущей кромки; kα – коэффициент угла резания; kзат – коэффициент затупления резца; kф – коэффициент формы передней грани резца; kψ – коэф-

фициенториентациирезца; kвр		– коэффициент вращения резца.
Средняя толщина реза (см) планетарно-дисковых, шнековых
и барабанных исполнительных органов
hср hm		360° Hи		,
hср hm	D	arccos 1	2Hи	,
			2Hи
			D
	д		D
			д

где hm – максимальное значение толщины стружки (реза), см; Hи – высота массива, разрушаемого исполнительным органом, см; Dд – диаметр диска, шнека или барабана по резцам, см.

Если Hи = Dд , то hср 2 hm .

Толщина реза (см) роторных исполнительных органов

h 100vк , np m

где vк – скорость подачи комбайна, м/мин; np – частота враще-

ния ротора, об/мин; m – число резцов в линии резания. Максимальное значение толщины стружки (см) рассчитыва-

ется по формулам:

– для планетарно-дискового исполнительного органа

h 100vк ;
m	Zд п

– для шнековых и барабанных исполнительных органов

hm 5,24Dшvк , vp m

где Zд – число дисков на исполнительном органе; п – частота переносного движения исполнительного органа (водила), об/мин;

Dш	– диаметр шнека, барабана по резцам, м; vp		– скорость реза-
ния,	м/с, v Dшnш ; nш – частота вращения исполнительного
	p	60

органа (шнека), об/мин.
	Высота массива (см), разрушаемого резцовыми дисками,
расположенными со смещением относительно			оси редуктора,

в соответствии с кинематической схемой, приведенной на рис. 1,

Hи	D	2	А2	D	2	А2 ,
	и.о			заб
	2
				2

где Dи.о – высота выработки по вертикальной оси редуктора исполнительного органа, см; А – смещение плоскости диска относительно оси вращения исполнительного органа, см; Dзаб – диаметр забурника, см,

Dзаб Dи.о 2Dд 2 ,

где δ – зазор между линиями резания забурника и планетарнодискового исполнительного органа, см.

При отсутствии смещения резцовых дисков (Ни Dд) высота массива (см)

		Hи	Dи.о	Dзаб .
		Hи	2	Dзаб .
			2	2
При	t	7, 2 коэффициент степени блокированности реза
При	h	7, 2 коэффициент степени блокированности реза
	h
	ср

			t			2
		68,1			7,2		3, 25
		68,1	h		7,2		3, 25
kt			ср					,
kt				5				,
	h			5

где t – шаг резания, см.

Рис. 1. Кинематическая схема планетарно-дискового исполнительного органа комбайна «Урал 20А»

При	t	> 7,2 коэффициент kt = 1.
При	hср	> 7,2 коэффициент kt = 1.
	hср		h

Шаг резания находят следующим образом:

– для роторных исполнительных органов t nR 1 ,

где R – радиус ротора, см; n – число линий резания на радиусе;

– для шнековых и барабанных исполнительных органов t nBш1,

где Вш – ширина шнека или барабана, см; n – числолинийрезания.

Для планетарных исполнительных органов шаг резания (средневзвешенный) (см) определяется по формулам соответственно при четном и нечетном целом числе количества резов за один оборот водила:


tсв	Dср 1			2Zр 1,5 iZр					;
tсв				k iZр					;
				k iZр
					2Zр 3	iZр	2
		Dср 1			2Zр 3	iZр
tсв								,
tсв			2	k iZр				,
			2	k iZр
где Dср – средний			диаметр		исполнительного органа, см,

Dср 2 С2 А2 (см. рис. 1); i – отношение относительной частоты

движения дисков к переносной; Zр – количество резцов на диске; iZр – количество резов за один оборот водила; iZр – дробная часть

количества резов диска за один оборот водила; k – целая часть количества резовдисказаодин оборот водила.

С достаточной точностью средний шаг резания для плане- тарно-дисковых органов может быть определен по формуле

tср Dср п ,

o Z р

где Dср – средний диаметр планетарного органа, см, Dср = Dи.о – Dд, см; o – частота относительного движения исполнительного ор-

гана, об/мин; Zр – количество резцов на одном диске.

Если расположить два блокированных реза рядом, то шаг резания

t b 2h tg ,

где b – ширина реза в основании, см; – угол развала реза, град.; h – толщина реза, см.

На основании экспериментальныхисследованийустановлено:

90 ° 9h3 ,

где ° – коэффициент вязкости, ° = 25 …30 .

Отсюда рациональное значение шага резания в зависимости от указанных выше параметров [3]

tрац b 1,8 2,8 h tg .

Коэффициент ширины режущей кромки

kb 0,16 0,42bp ,

где bp – расчетная ширина режущей кромки, см.

Расчетная ширина режущей кромки bp в зависимости от

ее формы, толщины среза и высоты поверхности контакта резца с массивом для неповоротных резцов устанавливается по ОСТ 12.47.001–73 (табл. 1), а для поворотных резцов определяется из следующих выражений:

– при < а	b	tg αз ;			0,45	h	;
	p		2			ср
			2			αд
				d 2 a tg		αд
– при а	b			d 2 a tg		2	,
						2

	p				2
					2

где а – высота конусной части твердосплавной вставки резца, см; αз – угол заострения резца, град.; d – диаметр конусной части

державки резца (меньший), см; αд – угол между образующими

конусной части державки, град.

Коэффициент угла резания определяется по выражению kα = 0,55+0,009αр,

где αр – угол резания, град.

Таблица 1 Определение расчетной ширины режущей части резца

Формы главной	Вид резца
и боковых режущих	по передней поверхно-			Расчетные формулы
кромок резца	сти режущей части
					bp 2 п 2r п
Овальная					при п			< п.к;
Овальная			bp		bк	2tg п п.к
с прямолинейными			bp		bк	2tg п п.к
с прямолинейными					при п			> п.к;
наклонными					при п			> п.к;
боковыми режущими							bp bк
кромками							bp bк
кромками				при < 0 и п > п.к;
				при < 0 и п > п.к;
				bк 2 п.к 2r п.к

					bp bп 2tg п;
					при п			< п.к;
Многоугольная			bp		bк	2tg п п.к
с прямолинейными					при п			> п.к;
боковыми режущими					при п			> п.к;
боковыми режущими							bp bк
кромками							bp bк
				при < 0 и п > п.к;
					bк bп
					bк bп			2tg п.к

	Вид сбоку
Коническая форма			2 sin
режущей части			2 sin
		b				2		cos sin ctg
		b						cos sin ctg
		p			sin
					sin

Коэффициент затупления резца

kзат 1 0,01Sзат,

где Sзат – площадь затупления задней грани неповоротного резца, мм2.

1 / 41 2 3 4 > Следующая >>>

Соседние файлы в папке книги