Автор работы: Пользователь скрыл имя, 22 Декабря 2013 в 10:16, курсовая работа
Парк горных и транспортных машин, занятых в сфере горного производства открытым способом, требует качественных изменений за счет увеличения единичной мощности машин и грузоподъемности работающих с ними в технологической цепочке средств транспорта, создания более безопасного, надёжного в эксплуатации и ремонтопригодного оборудования, обладающего повышенной комфортностью для экипажа и удобством в управлении, и, наконец, создания и внедрения принципиально новых средств труда, превосходящих по своим технико-экономическим показателям лучшие отечественные и зарубежные образцы техники.
По величине массы экскаватора и коэффициентам kL находим линейные размеры отдельных конструктивных элементов.
Длина стрелы:
Lс = kL ∙ = 7,1 ∙ = 49,5 м, (42)
где kL – линейный коэффициент длины стрелы (табл. 8).
Высота пяты стрелы:
Нп.с. = kL ∙ = 0,2 ∙ = 1,4 м, (43)
где kL – линейный коэффициент высоты пяты стрелы (табл. 8).
Максимальная глубина черпания:
Нк.max = kL ∙ = 4,6 ∙ = 32 м, (44)
где kL – линейный коэффициент максимальной глубины черпания (табл. 8).
Максимальная высота разгрузки:
Нр.max = kL ∙ = 2,5 ∙ = 17,4 м, (45)
где kL – линейный коэффициент максимальной высоты разгрузки (табл. 8).
Максимальный радиус черпания:
Rч.max = kL ∙ = 7,55 ∙ = 52,6 м, (46)
где kL – линейный коэффициент максимального радиуса черпания (табл. 8).
Максимальный радиус разгрузки:
Rр.max = kL ∙ = 7,48 ∙ = 52,1 м, (47)
где kL – линейный коэффициент максимального радиуса разгрузки (табл. 8).
Массу поворотной платформы с механизмами определяем по формуле:
mп = km ∙ mэкс = 0,7 ∙ 338 = 236,6 т, (48)
где km – коэффициент массы поворотной платформы с механизмами (табл. 9);
mэкс – масса экскаватора, т.
Также определяем массу стрелы с блоками:
mс = km ∙ mэкс = 0,06 ∙ 338 = 20,3 т, (49)
где km – коэффициент массы стрелы с блоками (табл. 9).
Таблица 9 – Коэффициенты
для определения отдельных
Узел экскаватора |
Коэффициент массы, km | ||
Механические лопаты |
Шагающие драглайны | ||
карьерные |
вскрышные | ||
Стрела с блоками |
0,070–0,060 |
0,075–0,065 |
0,07–0,06 |
Напорный механизм |
0,0255–0,028 |
0,023–0,0145 |
– |
Поворотная платформа с механизмами |
0,51–0,48 |
0,45–0,43 |
0,70–0,80 |
Находим линейные размеры ковша драглайна.
Ширина ковша:
bк.д. = 1,15 ∙ = 1,15 ∙ = 2,2 м. (50)
Длина ковша:
lк.д. = 1,2 ∙ bк.д. = 1,2 ∙ 2,2 = 2,6 м. (51)
Высота ковша:
hк.д. = 0,65 ∙ bк.д. = 0,65 ∙ 2,2 = 1,4 м. (52)
Массу ковша определяем по формуле:
mк.д. = 1,1 ∙ ск.д.1 ∙ (ск.д.2 + ск.д.3 ∙ Ед) ∙ =
(53)
= 1,1 ∙ 0,7 ∙ (2,4 + 0,12 ∙ 6,5) ∙ = 8,5 т,
где ск.д.1, ск.д.2, ск.д.3 – коэффициенты для определения массы ковша экскаватора (табл. 10);
Ед – вместимость ковша, м3.
Таблица 10 – Коэффициенты для определения массы ковшей экскаваторов
Условия работы |
ск.л. |
ск.д.1 |
ск.д.2 |
ск.д.3 |
Легкие |
0,7–1,2 |
1,0 |
1,25 |
0,13 |
Средние |
0,9–1,7 |
0,7 |
2,4 |
0,12 |
Тяжелые |
1,1–2,1 |
0,52 |
3,25 |
0,08 |
Масса породы в ковше:
mпор = = = 12 т, (54)
где γпор – плотность породы в целике, т/м3 (табл. 11);
kр – коэффициент разрыхления породы (табл. 11).
Таблица 11 – Расчетные коэффициенты
Показатели |
Категории породы | ||||
I |
II |
III |
IV | ||
Коэффициент пути kпут |
2,5–3,0 |
3,5 |
4,0 |
5,5 | |
Коэффициент разрыхления породы kр |
1,1–1,15 |
1,25 |
1,3 |
1,3–1,37 | |
Плотность породы в целике γпор, т/м3 |
1,5–1,8 |
1,8–2,5 |
2,5–3,0 |
3 |
2.1.2. Определение
нагрузок тягового и
По данным, полученным при расчете конструктивных параметров драглайна, строим в масштабе схемы расчетных положений рабочего оборудования. Силы, действующие на тяговый механизм драглайна в процессе черпания, можно определить по схеме на рис. 1.
Рисунок 1 – Схемы расположения ковша драглайна для определения усилий
(а – период копания; б – период поворота груженого ковша на разгрузку; в – период поворота порожнего ковша в забой)
Рисунок 2 – Нагрузочные диаграммы драглайна (а – механизм тяги; б – механизм подъема; в – механизм поворота)
Сопротивление породы копанию:
N1д = = = 74286 Н, (55)
где Ед – вместимость ковша драглайна, м3;
kвол – отношение объема призмы волочения к вместимости ковша драглайна (для легких пород kвол = 0,4; для средних пород kвол = 0,3; kвол = 0,2);
– сопротивление породы копанию, Па (табл. 12);
kпут – отношение пути наполнения ковша к длине ковша (табл. 11);
kр – коэффициент разрыхления (табл. 11).
Таблица 12 – Характеристики грунтов, разрабатываемых экскаваторами
Порода |
Категории породы |
Удельное сопротивление породы копанию, Па∙ | |
Лопата |
Драглайн | ||
Песок, суглинок легкий |
I |
0,16–0,69 |
0,27–1,77 |
Гравий, глина легкая |
II |
0,59–1,28 |
0,98–1,86 |
Глина средняя, суглинок тяжелый |
III |
1,08–1,86 |
1,57–2,55 |
Глина тяжелая, конгломерат слабосцементированный |
IV |
1,96–3,04 |
3,04–4,02 |
Усилие в тяговом канате определяем по формуле:
Nт.д. = N1д + Gк+п ∙ sinαот + ρтр ∙ Gк+п ∙ cosαот =
(56)
= 74286 + 200900 ∙ sin40 + 0,4 ∙ 200900 ∙ cos40 = 264981 Н,
где Gк+п – вес ковша с породой,
Gк+п = g ∙ (mк.д. + mпор) ∙ 103 = 9,8 ∙ (8,5 + 12) ∙ 103 = 200900 Н, (57)
где g – ускорение свободного падения, м/с;
mк.д. – масса ковша, т;
mпор – масса породы в ковше, т;
αот – предельный угол откоса (для легких несвязных пород αот = 45–50о; для средних пород αот = 40о; для тяжелых пород αот = 30–35о);
ρтр – коэффициент трения ковша о породу (ρ = 0,4).
Усилие в тяговом канате при повороте платформы драглайна с груженым ковшом:
= 0,5 ∙ Gк+п + Nц = 0,5 ∙ 200900 + 19900 = 120350 Н, (58)
где Nц – центростремительная сила,
Nц = mк+п ∙ ∙ Rр.max ∙ 103 = (8,5 + 12) ∙ 0,13652 ∙ 52,1 ∙ 103 = 19900 Н, (59)
где mк+п – масса ковша с породой, т;
ωв.д. – угловая скорость платформы драглайна,
ωв.д. = 0,105 ∙ nв.д. = 0,105 ∙ 1,3 = 0,1365 рад/с, (60)
где nв.д. – частота вращения платформы (табл. 13);
Rр.max – максимальный радиус разгрузки, м.
Таблица 13 – Значения скоростей движения главных механизмов одноковшовых экскаваторов
Экскаватор |
Скорость, м/с |
Частота вращения платформы n | ||
напора |
подъема |
тяги | ||
Карьерные |
0,4–0,75 |
0,65–1,0 |
– |
2,5–3,5 |
Вскрышные |
0,4–0,75 |
1,0–1,6 |
– |
2,5–3,5 |
Шагающие драглайны |
– |
2,0–3,5 |
1,4–2,6 |
1,0–1,5 |
При повороте платформы с порожним ковшом в забой основным усилием в тяговом канате является центростремительная сила, которая удерживает ковш на траектории движения вокруг оси вращения. Ввиду малого ее значения в расчете не учитывают.
Во время копания двигатель подъемного механизма драглайна не работает. При отрыве ковша в конце черпания от забоя, которое продолжается 2–3 с, усилие в подъемном канате будет равно:
Nп.д. = (1,5–1,7) ∙ Gк+п = 1,6 ∙ 200900 = 321440 Н. (61)
При дальнейшем подъеме ковша с породой и повороте его к месту разгрузки усилие в подъемном канате определяем весом ковша с породой:
= Gк+п = 200900 Н. (62)
При повороте платформы с порожним ковшом в забой усилие в подъемном канате определяется по формуле:
= Gк = 83300 Н, (63)
где Gк – вес порожнего ковша,
Gк = g ∙ mк.д. ∙ 103 = 9,8 ∙ 8,5 ∙ 103 = 83300 Н. (64)
2.1.3. Определение мощностей двигателей главных механизмов драглайна
Мощность двигателя тягового
механизма при копании
Рт.д. = ∙ 10-3 = ∙ 10-3 = 672 кВт, (65)
где Nт.д. – усилие в тяговом канате при копании, Н;
υт.д. – скорость перемещения тягового каната, м/с (табл. 13);
ηт.д. – КПД тягового механизма (ηт.д. = 0,8–0,85).
При повороте платформы с груженым ковшом на разгрузку требуется «травление» каната. При этом работа тягового механизма протекает при повышенных скоростях, превышающих номинальную на 10–20%. Мощность двигателя тягового механизма определяем по формуле:
= (1,1–1,2) ∙ ∙ 10-3 = 1,1 ∙ ∙ 10-3 = 331 кВт, (66)
где – усилие в тяговом механизме при повороте платформы на разгрузку, Н.
Мощность двигателя подъемного механизма в момент отрыва ковша от забоя определяем по формуле:
Рп.д. = ∙ 10-3 = ∙ 10-3 = 1085 кВт, (67)
где Nп.д. – усилие в подъемном канате в момент отрыва ковша от забоя, Н;
υп.д. – скорость перемещения подъемного каната, м/с (табл. 13);
ηп.д. – КПД подъемного механизма (ηп.д. = 0,8–0,85).
Мощность двигателя подъемного механизма при повороте платформы на разгрузку будет равна:
= ∙ 10-3 = ∙ 10-3 = 678 кВт, (68)
где – усилие в подъемном механизме при повороте платформы на разгрузку, Н.
Мощность двигателя при спуске порожнего ковша в забой:
= (1,1–1,2) ∙ ∙ 10-3 = 1,1 ∙ ∙ 10-3 = 309 кВт, (69)
где – усилие в подъемном механизме при повороте платформы с порожним ковшом в забое, Н.
Информация о работе Выбор, расчет и обоснование буровых и выемочно-погрузочных работ