Выбор, обоснование и расчет бурового оборудования Курсовая работа. Курсовой проект предусматривает получить навыки предварительного расчета и выбора карьерного рабочего оборудования, а также после выбора и расчета обоснование данного выбора оборудования

• Название: Курсовой проект предусматривает получить навыки предварительного расчета и выбора карьерного рабочего оборудования, а также после выбора и расчета обоснование данного выбора оборудования
• Анкор: Выбор, обоснование и расчет бурового оборудования Курсовая работа
• Дата: 26.09.2022
• Размер: 0.68 Mb.
• Имя файла: KURSAK.doc
• Тип: Курсовой проект; #697476
• страница: 2 из 4

2. Выбор, обоснование и расчет выемочного оборудования

В практике открытых горных работ применяют различные виды выемочного оборудования с широким диапазоном технологических качеств. Техническая возможность использования того или иного вида выемочного оборудования определяется, в первую очередь, экскавируемостью пород, а также типом разрабатываемых месторождений, способом выемки (валовой или раздельной), механизацией сменных процессов (подготовка горных пород к выемке и транспортированию), климатическими условиями и другими факторами. Наиболее широкое распространение получили следующие виды выемочного оборудования: прямые мехлопаты (карьерные и гидравлические), драглайны, цепные и роторные многоковшовые экскаваторы, одноковшовые погрузчики, скреперы и бульдозеры.
2.1. Выемка пустой породы
Для вскрышных работ принимается экскаватор Драглайн ЭШ–6,5/45
2.1.1 Определение масс и линейных размеров конструктивных элементов драглайна.

Значения масс и линейных размеров конструктивных элементов экскаваторов, необходимые для определения усилий, возникающих при работе экскаватора, вычисляют по эмпирическим формулам.

Масса всего экскаватора
т, (43)

где k_экс– коэффициент удельной массы экскаватора, численно равный отношению массы экскаватора к вместимости ковша [1,табл. 3]; Е - вместимость ковша, м³.

т

По величине массы экскаватора и коэффициентам k_Lнаходятся линейные размеры отдельных конструктивных элементов:
длина стрелы

м (44)

где k_L – линейный коэффициент длины стрелы [1, табл. 3];

высота пяты стрелы

м

где k_L – линейный коэффициент высоты пяты стрелы [1, табл. 3];

максимальная глубина копания

м

где k_L – линейный коэффициент максимальной высоты копания [1, табл. 3];

максимальная высота разгрузки

м

где k_L – линейный коэффициент максимальной высоты разгрузки [1, табл. 3];

максимальный радиус копания

м

где k_L – линейный коэффициент максимального радиуса копания [1, табл. 3];

максимальный радиус разгрузки

м

где k_L – линейный коэффициент максимального радиуса разгрузки [1, табл. 3];

Массы поворотной платформы с механизмами, стрелы с блоками:

, т, (45)

где k_m– коэффициент массы; т_экс– масса экскаватора, т.

масса стрелы с блоками

т

где k_m– коэффициент массы стрелы с блоками [1, табл. 4];

масса поворотной платформы с механизмами

т

где k_m– коэффициент массы поворотной платформы с механизмами [1, табл. 4].

Линейные размеры (ширина, длина, высота, м) ковшей драглайнов:

ширина ковша

м (46)

длина ковша

м (47)

высота ковша

м (48)

Масса ковша

т, (49)

где т_кд, Е_д– массы, т, и вместимости, м³, ковша драглайна; с_кд1, с_кд2, c_кд3– коэффициенты для определения масс ковшей экскаваторов [1, табл. 5];

т

Масса породы в ковше

т, (50)

где γ_пор – плотность пород в целике, т/м³; k_р– коэффициент разрыхления породы [1,табл. 6].

т

2.1.2 Определение нагрузок тягового и подъёмного механизмов драглайна.

Силы, действующие на тяговый механизм драглайна в процессе копания, можно определить по схеме на рис. 1.1. Сопротивление породы копанию для драглайна

Н, (51)

где Е_д– вместимость ковша драглайна, м³; - отношение объёма призмы волочения к вместимости ковша драглайна. для лёгких, средних и тяжёлых пород k_вол принимают, соответственно, 0,4; 0,3; 0,2; k_д^F – сопротивление породы копанию [1, табл. 8] Па; - отношение пути наполнения ковша к длине ковша [1, табл. 6]; k_p– коэффициент разрыхления [1, табл. 6].

Н

Усилие в тяговом канате

Н, (52)

где G_к+n– вес ковша с породой; α_от– предельный угол откоса (для лёгких несвязных пород составляет 45÷50°, для средних – 40˚ и для тяжёлых – 30÷35°); ρ_тр – коэффициент трения ковша о породу (в среднем 0,4).
Н, (53)

где g– ускорение свободного падения, м/с; m_кд – масса ковша, т; m_пор – масса породы в ковше, т.


Н

Н

Усилие в тяговом канате при повороте платформы драглайна с гружёным ковшом

Н, (54)

где N_ц – Центростремительная сила, Н.

Н (55)

где m_к+n– масса ковша с породой; ω_вд (n_вд)- угловая скорость платформы драглайна; ω_вд =0,105n_вд, рад/с (табл. 9); L_рас – максимальный радиус разгрузки из формулы (21), м.

Н

Н

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 её значения в расчёте не учитывают.
Во время копания двигатель подъёмного механизма драглайна не работает. При отрыве ковша в конце копания от забоя, которое продолжается 2÷3 с, усилие в подъёмном канате

Н, (56)

Н

При дальнейшем подъёме ковша с породой и повороте его к месту разгрузки усилие в подъёмном канате определяется весом ковша с породой

Н (57)

При повороте платформы с порожним ковшом в забой усилие в подъёмном канате

(58)

где - G_к – вес порожнего ковша, Н.

, Н, (59)

Н

Н

2.1.3 Определение мощности двигателей тягового и подъёмного механизмов драглайна.

Мощность двигателя тягового механизма при копании

кВт, (60)

где N_тд – усилие в тяговом канате при копании, Н; V_тд – скорость перемещения тягового каната [1, табл.9], м/с; η_тд– КПД тягового механизма 0,8÷0,85.

кВт

При повороте платформы с гружёным ковшом на разгрузку требуется «травление» каната. При этом работа тягового механизма протекает при повышенных скоростях, превышающих номинальную на 10÷20 %. Мощность двигателя тягового механизма:

кВт, (61)

где N_тд^’– усилие в тяговом механизме при повороте платформы на разгрузку, Н.

кВт

Мощность двигателя подъёмного механизма в момент отрыва ковша от забоя

кВт, (62)

где N_пд– усилие в подъёмном канате в момент отрыва ковша от забоя, Н; V_пд– скорость перемещения подъёмного каната [1, табл.9], м/с; η_тд – КПД подъёмного механизма 0,8÷0,85.

кВт

Мощность двигателя подъёмного механизма при повороте платформы на разгрузку

кВт, (63)

где N_пд^’ – усилие в подъёмном механизме при повороте платформы на разгрузку, Н.

кВт

Мощность двигателя при спуске порожнего ковша в забой

кВт, (64)

где N_пд^’’ – усилие в подъёмном механизме при повороте платформы с порожним ковшом в забое, Н.

кВт

Время цикла работы драглайна с (при угле поворота 135⁰), следует разбивать на следующие периоды: время копания с; время поворота платформы на разгрузку и возвращение в забой с. Время отрыва ковша от забоя в расчётах принимают равным с.
Средневзвешенные мощности двигателей тягового механизма

кВт, (65)

кВт

Средневзвешенная мощность двигателя подъёмного механизма

кВт, (66)

кВт

2.1.4 Расчёт производительности и парка драглайна

Под производительностью экскаватора понимают объём горной породы, отделяемый от массива и перемещаемый экскаватором на заданное расстояние, определяемое его рабочими параметрами, в единицу времени.
Различают теоретическую (паспортную), техническую и эксплуатационную производительности экскаватора.


Теоретическая производительность

м³/ч, (67)

где Е – вместимость ковша, м³; n_z – частота разгрузок ковшей, мин ^-1,

, мин ^-1, (68)

где t_ц – продолжительность цикла драглайна t_ц = 42 с

мин ^-1

м³/ч

Техническая производительность

м³/ч, (69)

где k_н = 0,8÷1,1 – коэффициент наполнения ковша; k_p=1,1÷1,5 – коэффициент разрыхления породы в ковше [1,табл. 10]; t_p – длительность непрерывной работы экскаватора с одного места установки, с; t_n– длительность одной передвижки, с. Для практических расчётов можно принимать

(70)

м³/ч

Эксплуатационную производительность

м³/смену, (71)

где Т_с– длительность смены, ч; k_в– коэффициент использования экскаватора во времени. Для экскаваторов, работающих с погрузкой в автосамосвалы k_в – 0,8÷0,9.

м³/смену

Годовая эксплуатационная производительность

м³/ч, (72)

где N =283 – число рабочих дней в году; n– число смен в сутки; n_p = 45÷60 - число ремонтных дней в году.

м³/год

Необходимое количество экскаваторов

, (73)

где А_г– годовой объём экскаваторных работ, м³; k_p– коэффициент резерва, учитывающий нахождение машины на капитальном ремонте, k_p=1,2÷1,3.

, м³, (74)

где К_в – коэффициент вскрытия; А_пи – годовая производительность по полезному ископаемому; γ_вп – плотность целике.

м³

ед

Принимается количество экскаваторов ЭШ–6,5/45 – 7 ед.