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: 3 из 4

2.2 Выемка полезного ископаемого

Для добычи полезного ископаемого принимается экскаватор ЭКГ–5А.

2.2.1 Определение масс и линейных размеров конструктивных элементов одноковшовых экскаваторов.

Значения масс и линейных размеров конструктивных элементов экскаваторов, необходимые для определения усилий, возникающих при работе экскаватора, вычисляют по эмпирическим формулам.
Массу всего экскаватора
т (75)

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_L находят линейные размеры отдельных конструктивных элементов:

м (76)

длина стрелы

м

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];

длина рукояти

м

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

максимальная высота 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];

высота напорного вала

м

где k_L – линейный коэффициент высоты напорного вала [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 и напорного механизма:

, т (77)

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 напорного механизма

т

где k_m– коэффициент массы напорного механизма [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 мехлопаты:

ширина ковша

м (78)

длина ковша

м (79)

высота ковша

м (80)

Масса ковша мехлопаты

т, (81) где Е_л– вместимость ковша мехлопаты, м³; с_кл– коэффициент для определения массы ковша экскаватора [1, табл. 5].

т

Масса ПИ в ковше мехлопаты

т (82)

γ_пи – плотность ПИ в целике, т/м³; k_р– коэффициент разрыхления породы [1, табл. 6].

т

Масса рукояти мехлопаты

, т, (83)

где с_р – коэффициент для определения размеров рукояти экскаваторов [1, табл. 7].

т

2.2.2 Определение нагрузок подъёмного и напорного механизмов прямой лопаты.

Строится в масштабе схемы расчётных положений рабочего оборудования экскаватора (рис.2) по данным расчёта линейных размеров конструктивных элементов экскаватора. На схемах показываем векторы сил, действующих на рабочее оборудование прямой мехлопаты в процессе копания, поворота с гружёным ковшом и поворота с порожним в забой.

Усилие N_пл, Н, которое возникает в канате мехлопаты и обусловливает нагрузку двигателя подъёмного механизма при копании, вычисляется из уравнения моментов, создаваемых сопротивлением породы копанию N_1n,весом ковша с породой G_k+n,и весом рукоятки G_P относительно оси опорного вала.

Н, (84)

где l₁, l_к, l_р, l_n– длины плеч приложения сил относительно оси напорного вала, который расположен на середине стрелы, м; α – угол между рукоятью и горизонтом, град; β – угол между подъёмным канатом и рукоятью, град.

Сопротивление породы копанию

Н, (85)

где k_кл– удельное сопротивление породы копанию, зависящее от характера породы [1, табл. 8], Па; k_P – коэффициент разрыхления породы [1, табл. 6]; L_з– высота забоя, принимаемая равной высоте расположения напорного вала L_нотносительно уровня стояния экскаватора, м.

Н

Вес ковша с породой

, Н (85)

где g – ускорение свободного падения, м/с.

Н

Вес рукояти

, Н, (86)

Н

Н

Усилие, возникающее в напорном механизме при копании, обуславливается действующими вдоль оси рукояти силами: отжимающим усилием породы N_2л,составляющей усилия в подъёмном канате N_плcosβи составляющей веса рукояти и ковша с породой G_Psinαи G_к+nsinα. В общем случае при различных положениях рукояти и ковша во время копания усилие в напорном механизме лопаты

, Н, (87)

Отжимающее усилие напора N_2лпринято оценивать его отношением к сопротивлению породы копанию

, Н, (88)

Н

Н

Усилие N_пл, Н, возникающее в подъёмном механизме лопаты при повороте платформы на разгрузку

, Н, (89)

Н

При возвращении платформы с порожним ковшом в забой усилие в подъёмном механизме лопаты

, Н, (90)

где l_к^’, l_p^’, и l_n^’ – длины плеч при верхнем положении ковша и полностью выдвинутой рукояти, м.

Н (91)

Н

Двигатель напорного механизма при повороте платформы с гружёным ковшом на разгрузку будет работать большую часть времени в тормозном режиме, преодолевая сопротивления, создаваемые составляющими веса ковша с породой G_к+nsinα,Н, веса рукоятиG_psinα, Н, и усилия в подъёмном механизме N_ncosβ. Н. Усилие в напорном механизме лопаты при этом

, Н, (92)

Н

При повороте платформы с порожним ковшом в забой максимальное усилие в напорном механизме возникает при подъёме ковша и рукояти из вертикального положения

, Н, (93)

Н

2.2.3 Определение мощности двигателей подъёмного и напорного механизмов механической лопаты.

Мощность двигателя подъёмного механизма лопаты P_пл, кВт, при копании породы

кВт, (94)

где N_пл – усилие в подъёмном механизме лопаты при копании, Н; V_пл – скорость перемещения подъёмного каната [1, табл. 9], м/с; η_пл – КПД подъёмного механизма, равный 0,8÷0,85.

кВт

Мощность двигателя подъёмного механизма лопаты при повороте платформы на разгрузку

кВт, (95)

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

кВт

Мощность двигателя подъёмного механизма при повороте платформы с порожним ковшом в забой

кВт, (96)

где N_пл^’’- усилие в подъёмном механизме при повороте плат формы с порожним ковшом в забой, Н.

кВт

Мощность двигателя напорного механизма при копании

кВт, (97)

где N_нл –усилие в напорном механизме при копании, Н; V_нл – скорость перемещения рукояти [1, табл. 9], м/с; η_нл – КПД напорного механизма, равный 0.75÷0.85.

кВт

Мощность двигателя напорного механизма при повороте платформы на разгрузку

кВт, (98)

где N_нл^’ – усилие в напорном механизме при повороте платформы на разгрузку, Н.

кВт

При повороте платформы с порожним ковшом в забой работа напорного механизма происходит при номинальной частоте вращения двигателя. Мощность двигателя напорного механизма в этот период

, кВт, (99)

где N_нл^’’– усилие в напорном механизме при повороте платформы с порожним ковшом в забой, Н.

кВт

Продолжительность цикла

, с, (100)

где d_ср – средний линейный размер кусков горной массы, м; Е – вместимость ковша, м³.

Средний линейный размер куска горной массы

м, (101)

с

Для построения нагрузочных и скоростных диаграмм и определения средневзвешенной мощности двигателей подъёмного и напорного механизмов необходимо знать время выполнения отдельных операций за полный цикл работы экскаватора. Для предварительных расчётов время цикла, с‚ можно разбить натри равных периода: копания ,с, поворота платформы на разгрузку , с, поворота платформы с порожним ковшом в забой , с:

, с, (102)

с

Средневзвешенные мощности двигателей подъёмного механизма лопаты

кВт, (103)

кВт

Средневзвешенные мощности двигателей напорного механизма лопаты

, кВт, (104)

кВт

2.2.4 Расчёт производительности и парка мехлопат

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, (105)

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

, мин ^-1, (106)

где t_ц – продолжительность цикла мехлопаты t_ц = 27.

мин ^-1

м³/ч

Техническая производительность

м³/ч, (107)

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



м³/ч

Эксплуатационную производительность

м³/смену, (108)

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, (110)

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

м³/год

Необходимое количество экскаваторов

, (111)

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

ед

Принимается количество экскаваторов ЭКГ–5А – 3 ед.