горные машины. моя. Буровой станок 2сбуi0032

• Название: Буровой станок 2сбуi0032
• Анкор: горные машины
• Дата: 20.06.2022
• Размер: 404.73 Kb.
• Имя файла: моя.docx
• Тип: Документы; #605072

БУРОВОЙ СТАНОК 2СБУ-I00-32



Рис. 1. Буровой станок 2СБУ-100-32



Рис. 2. Рабочий орган бурового станка 2СБУ-I00-32

Буровой станок 2СБУ-I00-32 ударно-вращательного действия (несамоходный) предназначен для бурения вертикальных и наклонных взрывных скважин диаметром 100 мм, глубиной до 32 м в породах с коэффициентом крепости 6...20 при проведении открытых горных работ, на строительных объектах, стесненных рабочих площадках в условиях косогорья и труднодоступных местах.

Буровой станок 2СБУ-100-32 имеет следующее устройство (рис. 1).

Рабочий орган 1 шарнирно установлен на опоре 3, которая крепится на площадке анкерными болтами. К верхней части рабочего органа шарнирно крепится телескопическая тяга 2, являющаяся третьей точкой крепления станка. Подъем рабочего органа из транспортного положения производится вручную. Угол наклона скважины устанавливается изменением длины телескопической тяги по угломеру, находящемуся на рамке рабочего органа.

Управление работой станка осуществляется с дистанционного переносного пульта управления 4. На нем расположены: распределитель, манометр, регулятор давления.

Рабочий орган может быть установлен на салазках, при этом для устойчивости станка при бурении на салазки необходимо уложить груз.

Рабочий орган (рис. 2) выполняет все работы, связанные с процессом бурения:

– вращение бурового става;

– создание необходимого осевого усилия на забой;

– спуск и подъем бурового става;

– свинчивание и развинчивание штанг.

Он состоит из вращателя 2, пневмоцилиндра 3, каретки 6, угломера 4, рамы 5 и люнета 1.

Вращатель служит для вращения бурового става, свинчивания и развинчивания штанг, подвода сжатого воздуха к пневмоударнику. Вращение вала электродвигателя через планетарный редуктор передается на шпиндель.

Пневмоцилиндр предназначен для создания осевого усилия на забой при бурении, для сборки и разборки бурового става. Он состоит из корпуса 9, поршня со штоком и амортизатором 8, крышек 7.

Рама рабочего органа предназначена для монтажа на ней пневмоцилиндра, угломера, люнета и каретки.

Пневмосистема станка предназначена для обеспечения работы пневмоударника и пневмоцилиндра. Сжатый воздух поступает через автомасленку и распределитель на пневмоцилиндр подачи рабочего органа и пневмоударник.

Питание электрооборудования осуществляется от электросети 380 В 50 Гц.

БУРЕНИЕ УДАРНОГО И УДАРНО-ВРАЩАТЕЛЬНОГО ДЕЙСТВИЯ

Ударное разрушение прочных горных пород происходит в результате внедрения в них лезвия инструмента и в большинстве случаев носит хрупкий характер, поскольку преимущественно применяется на породах такого типа.

Расчет параметров бурения осуществляется в следующем порядке.

1. Сила сопротивления породы бурению, Н,

Р_у=2*10⁶dhσ_м.б.(tg(α/2)+μ₁)k₃

где d –диаметр долота,м;

h– глубина погружения лезвия, м;

_м.б – предел прочности породы при механическом способе бурения, МПа (табл. 1);

– угол заострения лезвия, …º;

₁ – коэффициент трения бурового инструмента о породу,

₁  0,5K 0,7 ;

k_з–коэффициент,учитывающий затупление лезвия долота,

k_з=1,2…1,3.

			Таблица 1
Горная порода	 ,т/м3	f	м.б , МПа
Мел, гипс	2,28..2,65	2…6	18,2…51,5
Песчаник, известняк	2,65…2,72	2…6	51,5…62,5
Гранит, мрамор, доломит	2,84…2,89	10…12	86,0…112,0
Плотный гранит	2,89…2,95	12…14	112,0…146,5
Крепкий гранит, очень крепкий	2,95…3,00	14…16	146,5…162,0
песчаник и известняки
Базальты	3,00…3,21	16…20	162,0…198,0

2. Потребная частота ударов на один оборот инструмента, уд./об:

,

где n – число перьев на долоте (n = 2 – для двухперьевого, n = 4 – для крестового);

3. Частота вращения бурового инструмента, с^–1:

n₁ Z Z_о,

где Z –частота ударов пневмоударника,с^–1, Z =20…25.

4. Теоретическая скорость бурения, м/ч, в зависимости от Z_о и n₁

υ_т3600 hn₁.

5. Энергия единичного удара пневмоударника, Дж:



6. Теоретическая скорость бурения, м/ч, в зависимости от A и Z



Таким образом, эффективность разрушения породы при ударном бурении определяется следующими основными параметрами процесса: энергией единичного удара, частотой ударов и углом поворота инструмента после каждого удара.

Вращательное бурение шарошечными долотами

Разрушение породы при шарошечном бурении происходит в результате перекатывания зубьев шарошек по забою.

Расчет параметров бурения осуществляется в следующем по-рядке.

1. 
   Потребное осевое усилие, кН,
   

P_ос10^2 k f D ,

где k –коэффициент,зависящий от размера долота, k =6…8(большеезначение для более крупных долот);

6. 
   – коэффициент крепости;
   

4. 
   – диаметр шарошечного долота, мм.
   

Причем P_ос < P_{ос max}, P_{ос max} – максимально допустимое осевое усилие, кН (табл. 2).

					Таблица 2
D,мм	169,0	200,0	250,0	269,9	350,0
Pосmax	135	200	280	325	455
fmax	11,40	14,28	16,00	17,25	18,56
nвр,с–1	1,330	1,160	1,000	0,916	0,660

В табл. 2 приведены усредненные рекомендации некоторых фирм-изготовителей долот по максимально допустимому усилию нагружения долота P_{ос mах} и соответствующей данному усилию пре-дельной частоте вращения долота n_вр, при которых обеспечиваются удовлетворительные условия их эксплуатации.

2. Глубина внедрения зуба шарошки, мм,



3. Потребный момент вращения долота при удовлетворительной очистке скважины, Н∙м,
M _кр2,8410^3 k₁D0,22P_осⁿ,

где k₁ – коэффициент, зависящий от крепости буримой породы (табл. 3);

n –показатель,зависящий от качества очистки скважины(n = 1,25									–
	для очень хорошей; n = 1,5 – для удовлетворительной; n = 1,75								–
	для плохой).
							Таблица 3
f	6…8	8…10	10…12	12…14	14…16	16…18	18…20	> 20
k1	12	11	10	9	8	6	4	2

4. 
   Мощность привода вращателя, кВт,
   

N_пр210^3 M _крn_вр_вр^1,

где n_вр – частота вращения бурового инструмента, с^–1 (см. табл. 2); _вр – кпд трансмиссии вращателя, _вр  0,7K 0,85 .

5. 
   Мощность привода подачи, кВт,
   

N_под P_осυ_под_под^1,

где υ_под – скорость подачи бурового става, м/с;

_под – кпд механизма подачи, _под  0,5K 0,7 .

6. 
   Теоретическая скорость бурения, м/ч:
   

υ_т10,8k_ск hn_вр

где k_ск – коэффициент, учитывающий уменьшение скорости бурения за счет неполного скола породы между зубьями k_ск = 0,3…0,5 (большее значение для мягких пород).

7. Потребный расход воздуха для скорости потока в затрубном пространстве, м³/мин.,

Q 0,25υ_вD² D_ш²,

где υ_в–требуемая скорость выноса разрушенных частиц породы в за-трубном пространстве, м/мин. ( υ_в 1500 – для тяжелых, плот-ных пород; υ_в  2100 – для среднеплотных; υ_в  2800 – для влажных тяжелых пород);

D –диаметр долота,м;

D_ш–диаметр штанги,м.

8. 
   Мощность привода компрессора, кВт,
   

где P₁–атмосферное давление,Па, P₁=1∙10⁵;

P₂–давление воздуха на выходе компрессора,Па, P₂=(6…9)∙10⁵;_к – кпд компрессора, _к  0,6K 0,7 ;

_п – кпд передачи компрессора, _п  0,92K 0,95

ВРАЩАТЕЛЬНОЕ БУРЕНИЕ РЕЗЦОВЫМИ ДОЛОТАМИ

При вращательном бурении порода разрушается под действием осевого усилия подачи и крутящего момента, передаваемого резцовому долоту. При этом осевое усилие должно преодолевать сопротивление породы внедрению торцовых площадок режущих лезвий долота, а крутящий момент должен превышать сопротивление сколу участков породы, прилегающих к передним режущим граням резца.

Расчет параметров бурения осуществляется в следующем порядке.

1. Потребное осевое усилие, кН,

P_ос0,2510³ k_з Dh_м.б,

где k_з – коэффициент, учитывающий затупление инструмента, k_з = 0,7…1,5 (большее значение для более тупого инструмента и меньших толщин стружки);

D –диаметр режущего инструмента,м; h –глубина внедрения лезвия долота,м;

_м.б – приведенный предел прочности породы,МПа(см.табл.1).

2. Момент вращения долота, кН∙м,

M₁62,5D²_м.б hZ1₁k_з,

где Z –число перьев долота.

3. Минимальная допустимая частота вращения шнека, с^–1,

где g –ускорение силы тяжести,м/с²;

• 
  – угол подъема винтовой линии, 18K 22;
  

₁ – коэффициент трения породы о сталь, ₁  0,5K 0,7 ;

• 
  ₂ – коэффициент трения породы о породу, ₂  0,7K 1,0 ; D₁–диаметр шнека,м.
  

4. Максимальная теоретическая производительность шнека, м³/ч,

υ_ш910²D₁² d ²k S  n_вр,

где d –диаметр вала шнека,м;

k –коэффициент просыпания породы в зазор между шнеком и стенка-ми скважины, k = 0,8…0,9;

S –шаг винта,м, S ≈ D₁;

• 
  – коэффициент заполнения объема шнека,  0,7 ;
  

n_вр–необходимая частота вращения бурового става,с^–1, n_вр≥ n_о.

5. Максимальная теоретическая скорость бурения, м/ч,

υ_max3600 Zhn_вр.

6. Момент подъема породы шнеком, кН∙м,

M ₂0,125₁D₁D₁² d ²Hk_р^1gtg₂,
где ₁–коэффициент трения шнека о стенки скважины,₁1,5K2,0;
H –глубина подъема,м;

• 
  – коэффициент заполнения объема шнека,  0,8K 0,9 ;  – плотность породы, т/м³ (см. табл. 1);
  

k_р–коэффициент разрыхления породы, k_р=1,1…1,3.

7. Мощность привода вращателя, кВт,

N_вр2M₁ M ₂n_вр^1,

где  – кпд механизма вращателя,  0,8K 0,9 .

ВЫЕМОЧНО-ПОГРУЗОЧНЫЕ МАШИНЫ (ЭКСКАВАТОРЫ)

На открытых горных работах наиболее часто применяют одно- и многоковшовые экскаваторы.

Экскаватором называется машина, предназначенная для зачерпывания (экскавации) горной массы, перемещения ее на относительно небольшие расстояния и погрузки на транспортные средства или в отвалы.

ОДНОКОВШОВЫЕ ЭКСКАВАТОРЫ

Одноковшовые экскаваторы являются машинами периодическо-го (циклического)действия. Цикл одноковшового экскаватора состоит из четырех последовательных операций: наполнения ковша (черпание), перемещения его к месту разгрузки (транспортирование), разгрузки и перемещения порожнего ковша к месту зачерпывания для воспроизведения нового цикла.

Основное рабочее оборудование одноковшовых экскаваторов, применяемых на открытых работах, – прямая напорная лопата, драглайн, гидравлические прямая и обратная лопаты.

Расчет линейных размеров и массы основных элементов рабочего оборудования

1. 
   Линейные размеры ковшей механических лопат приближенно могут быть определены через их вместимость E, м³:
   

– ширина ковша, м,		1,23		;
	B		E
	к.л
– длина ковша, м,	Lк.л0,77Bк.л;
– высота ковша, м,	hк.л0,75Bк.л;
– масса ковша, т,	mк.л kк E ,

где k_к–коэффициент тары ковша с подвеской в зависимости от породы,т/м³: 1,0…1,4 – для легких; 1,3…1,9 – для средних; 1,6…2,4 – для тяжелых пород.

2. 
   Масса породы в ковше, т,
   

			m  Ek 1,
			п	р
где  – плотность породы, т/м3 (табл. 4);
kр–коэффициент разрыхления породы(табл.4).

				Таблuца4
Пока-		Категория породы
затель	I	II	III	IV
 , т/м3	1,5…1,8	1,8…2,5	2,5…3,5	3,0….3,5
kр	1,10…1,15	1,25	1,30	1,30…1,37

3. Масса одноковшового экскаватора, т,

m_э k_э E ,

где k_э – коэффициент металлоемкости, т/м³, для карьерных лопат

(E = 2…20 м³) k_э = 38…55.

4. Масса стрелы с блоками мехлопаты m_с, т, а также масса напорного механизма карьерной лопаты m_н, т, могут быть определены через массу экскаватора m_э, т:

m_i k_т m_э,

где k_т – коэффициент массы для механической лопаты (k_т = 0,06…0,07 – для стрелы с блоками; k_т = 0,025…0,026 – для механизма напора).

5. Масса рукояти механической лопаты, т,

^mрук ^{ k}рук^mк.л ^,

где k_pyк–коэффициент,зависящий от типа рукояти(k_pyк= 0,3…0,5–дляоднобалочной, k_pyк = 0,8…1,0 – для двухбалочной).
6. Масса поворотной платформы, т,

m_п.п k_п m_э,
где k_п – коэффициент, равный для карьерных лопат 0,43…0,45.

7. Линейные размеры L_i, м, конструктивных элементов могут быть определены в зависимости от массы экскаватора m_э, т, и коэффициента пропорциональности k_i (табл. 5) по эмпирическому выражению



Таблица 5

Параметр	Картерная лопата (Е=2,0…..20,0 м3)
Ширина платформы	0,85…0,95
Высота кузова	0,85…0,90
Радиус задней стенки кузова	0,95…1,00
Длина стрелы	1,80…1,95
Высота пяты стрелы	0,45
Радиус пяты стрелы	0,40…0,37
Длина рукояти	1,15…1,70
Высота черпания (max)	1,70…1,20
Высота разгрузки (max)	1,23…1,30
Высота напорного вала (высота рабочего забоя)	1,1
Радиус черпания (max)	2,60…2,70
Радиус разгрузки (max)	2,40…2,50

Статический расчет одноковшовых экскаваторов



Рис. 3. Схема к определению уравновешенности и устойчивости прямой лопаты: а – продольной, б – поперечной устойчивости

1 – ковш опущен на опорную поверхность (вес ковша и рукояти не создают момента);
2– груженый ковш выдвинут на 2/3 вылета рукояти

При первом расчетном положении, как правило, устойчивость экскаватора обеспечена. Для второго положения следует выполнить

расчет массы противовеса.

Предположим, что равнодействующая V_в весов поворотной ча-сти экскаватора проходит через точку B (рис. 3). Тогда масса противо-веса m_пр из уравнения моментов относительно точки B будет равна, т:

mII		Gсrс Rо Gр rр Gкп rк G1r1 Rо	.
пр		grпр Rо

где G_с–вес стрелы,кН;

G_р–вес рукояти,кН;

G_к+п–вес ковша с породой,кН;

G₁–вес поворотной платформы,кН;

r_с, r_р, r_к, r_l–плечи действия сил соответственно G_с, G_р, G_к+п, G₁,м; r_пр–плечо действия противовеса,м;

R_o–радиус круга катания механизма поворота,м,

Если m_пр^II  0, то это свидетельствует об излишне легком или ко-

ротком рабочем оборудовании. То же самое может быть и при чрезмерно сдвинутых назад механизмах.

Устойчивость экскаватора определяется коэффициентом устой-чивости ,



где M_у–удерживающий момент,Н∙м; M_о–опрокидывающий момент,Н∙м.

M _у G₁r₁ R_о; M _о G_сr_с R_о G_р r_р G_кп r_к.