Пример расчета
Таблица 4.1- Исходные данные для расчета
Сопротивляемость угля резанию, кН/м | Ā = 200 |
Плотность угля, т/м3 | γ = 1,3 |
Характеристика угля | вязкий антрацит марок Г и Ж |
Коэффициент сопротивления резанию | f΄ = 0,42 |
Угол падения пласта, …о | α = 27 |
Мощность вынимаемого пласта угля, м | m = 1,2 |
Длина лавы, м | L = 120 |
Предварительно комбайн выбирается с учетом исходных данных и в соответствие с технической характеристикой.
Таблица 4.2 - Технические характеристики комбайна KWS-460N
Ширина захвата исполнительного органа, м | В = 80 |
Скорость резания, м/с | Vр = 2,44 |
Часовая мощность двигателя, кВт | Рч = 125 |
Ширина режущей кромки резца, м | в = 2 |
Сила тяжести комбайна, кН | G = 91,8 |
Диаметр шнека по резцам, м: верхнего нижнего | D = 0,7 D1 = 0,8 |
Таблица 4.3- Справочные данные для расчета
Число смен работы в сутки | n = 3 |
Продолжительность смены, ч | Тсм = 6 |
Затраты времени на подготовительные, заключительные работы в начале и конце смены, мин | Тпз = 20 |
Затраты времени на простои по организационно-техническим факторам (отсутствие порожняка и остановка конвейера, отсутствие электроэнергии, задержки в креплении и пр.), мин | Торг = 30 |
Коэффициент готовности | Кг = 0,88 |
Затраты времени на маневровые операции, мин | Тмо = 0 |
Затраты времени на концевые операции, мин | Тко = 25 |
Время замены одного резца, мин | tз = 1 |
Удельный расход резцов, шт/1000 т | Z = 8,2 |
Средняя ширина среза, см | tср = 3 |
Угол наклона резца к направлению подачи, …о | β = 45 |
Число линий резания кутковыми резцами | nлк - 1 |
Число забойных резцов в одной линии резания | mз = 2 |
Число кутковых резцов в одной линии резания | mк = 5 |
Коэффициент влияния угла резания на усилие резания на передней грани резца | Ку = 0,9 |
Коэффициент влияния формы передней грани резца (выпуклая) на усилие резания | Кф = 0,92 |
Ширина режущей кромки резца, м | в = 0,022 |
Постоянные для расчета усилия шнекового комбайна при работе со щитком | С – 0 |
Коэффициент объемного состояния угля под резцом | D1 = 35000 |
Коэффициент трения при перемещении комбайна по ставу конвейера | а΄ = 0,3 f΄΄ = 0,21 |
Коэффициент влияния формы режущей кромки резца на площадку затупления | Кфр = 0,8 |
Величина линейного износа резца по задней грани, м | Δи = 0,003 |
Коэффициент, учитывающий дополнительные сопротивления перемещению комбайна | Кс = 1,5 |
Устойчивая мощность двигателя, кВт:
|
максимальная ;
минимальная .
Скорость подачи комбайна, м/с:
максимальная ;
минимальная .
Средняя глубина стружки, снимаемая одним резцом, м:
.
Средняя ширина среза одного резца, м:
tср = tуhср = 1,9 · 0,0155 = 0,03.
Общее число линий резания
.
Число линий резания забойными резцами
nлз = nл – nлк = 21 – 1 = 20.
Общее число резцов исполнительного органа:
верхнего n = nлзmз + nлкmк = 20 · 2 + 1· 5 = 45;
нижнего n΄ = n = 45
Число резцов, находящихся в постоянном контакте с углем:
верхнего исполнительного органа
np = 0,5n = 0,5 · 45 = 22,5 (принимается nр = 29);
нижнего исполнительного органа
(nр = 5).
Расчет коэффициентов
р = 126 hср + 2,26 = 126 · 0,0155 + 2,26 = 4,21;
q = 1,36 – 22 hср = 1,36 – 22 · 0,0165 = 1,02;
r=0,33+
=0,33+
=0,453
Коэффициент обнажения забоя
К=
Коэффициент отжима вязкого антрацита и углей марок Г и Ж
.
В случае применения механизированной крепи Кот увеличивается на 10-15 %, т.е.
|
Кот = 1,1 · 0,735 = 0,808.
Угол бокового развала борозды резания вязких антрацитов, …о
.
Среднее значение силы резания на передней грани резца, кН:
Коэффициент влияния глубины стружки на усилие подачи
.
Временное сопротивление антрацита одноосному сжатию, кН/м2
Рсж = 11772 + 26,5 Ā = 11772 + 26,5 · 200 = 17072.
Проекция площадки затупления резца Sз на плоскость резания, м2
Sз = КфрΔи в = 0,8 · 0,003 · 0,022 = 0,53 · 10-4.
Коэффициент влияния объемного состояния угля под задней гранью резца на величину усилия подачи
.
Сила, отжимающая резец от забоя, кН:
У1 = КобRсжSз + КпZп = 1,366 · 17072 · 0,53 10-4+ 0,576 · 0,869 = 1,74.
Суммарное значение силы резания на резце, кН
Zср = Zп + f΄ У1 = 0,869 + 0,42 · 1,74 = 1,6.
Мощность.затрачиваемая на резание, кВт:
опережающим шнеком Рр = ZсрnpVp = 1,6 · 22 · 2,9 = 102,1;
отстающим шнеком Р΄р = Z΄срn΄pV΄p= 1,6 · 5 · 3,3 = 26,4.
Суммарная мощность, затрачиваемая на резание, кВт
Ррз = Рр + Р΄р = 102,1 + 26,4 = 128,5.
Расчет расхода мощности на подачу
Сила внедрения, кН:
для опережающего шнека ;
для отстающего шнека .
Суммарное усилие внедрения резцов, кН
УΣ = У + У΄ = 24,4 + 3,2 = 27,6.
Усилие подачи комбайна с учетом всех сопротивлений, кН
.
Мощность, расходуемая на подачу комбайна, кВт:
Рп = УпVп = 89,4 · 0,0409 = 3,7.
Расчет мощности на погрузку
Скорость вращения шнеков, с-1:
опережающего ;
отстающего .
Подача за один оборот, м/об:
.
Усилие сопротивления погрузке, кН
Fпог = F΄пог = (С +Dzhоб) 10-3 = (0 + 35000 · 0,031) 10-3 = 1,085.
Мощность, расходуемая на погрузку угля.кВт:
опережающим шнеком Рпог = FпогVр = 1,085 · 2,9 = 3,15;
отстающим шнеком Р΄пог = FпогV΄р = 1,085 · 3,3 = 3,58.
|
Суммарная мощность, расходуемая на погрузку, кВт
Рпог Σ = Рпог + Р΄пог = 3,15 + 3,58 = 6,73.
Суммарная мощность, затрачиваемая на выемку угля, кВт
Р = Рр + Рпог + Рп = 128,5 + 3,7 + 5,1 = 131,3.
Сравнивая полученную мощность с максимальной устойчивой мощностью привода комбайна 1К101, равной 94,5 кВт видим, что такую расчетную скорость подачи 0,0409 м/с комбайн не может обеспечить. Уменьшаем скорость подачи и производим перерасчет мощности привода. Последовательно изменяя скорость подачи и производя перерасчет мощности привода необходимо получить ее значение, не превышающее значение максимальной устойчивости мощности, равной 94,5 кВт. Конечным результатом перерасчета является: Р = 93,6 кВт, Vп = 0,031 м/с.
Теоретическая производительность комбайна (т/мин)
Q = 60 mBVпγ = 60 · 0,8· 0,63 · 0,031 · 1,3 = 1,22
Время работы комбайна по выемке заходки, мин
.
Время устранения отказов за цикл, мин.
.
Время замены инструмента за цикл, мин.
Тзи = ВmL γ Ztз = 0,63 · 0,8 · 120 · 1,3 · 8,2 10-3· 1 = 0,646.
Время вспомогательных операций, мин.
Тво = Тм + Тко + Тзи + Тв = 0 + 25 + 0,646 + 8,8 = 34,4.
Коэффициент технически возможной непрерывной работы комбайна
.
Техническая производительность комбайна, т/мин.
Qт = QКт = 1,22 · 0,65 = 0,796.
Коэффициент непрерывной работы комбайна в конкретных условиях эксплуатации
.
Эксплуатационная производительность комбайна, т/мин.
Qэ = QКэ = 1,22· 0,5 = 0,61.
Суточная производительность выемочного комплекса, т/сут.
Qсут = 60n (Тсм – Тпз) Qэ = 60 · 3(6 – 0,333) 0,61 = 622,2.
Правила выполнения и оформление курсовой работы
Работа выполняется на листах формата А-4, сшитых в тетрадь. В работе приводится необходимый графический материал (лист формата А-3), иллюстрирующий выбранный тип оборудования и технические данные комплекса, схему организации очистных работ, схему передвижки секций крепи, укрупненный график монтажа оборудования и продолжительность монтажа с построением графика монтажа. Оформление работы должно соответствовать требованиям ГОСТ.
ПРИМЕР ОФОРМЛЕНИЯ
Титульный лист
Федеральное агентство по образованию РФ
Технический институт (филиал) в г.Нерюнгри
ГОУ ВПО Якутский государственный университет им.М.К.Аммосова
КУРСОВАЯ РАБОТА
по теме: Выбор очистного механизированного комплекса
для условий Южно-Якутского угольного бассейна
Студента_____курса, группы______
_____________________________
Проверил:_____________________
Уч. степень, должность и Ф.И.О. ППС
г.Нерюнгри.ю200__г.
ЗАДАНИЕ