ЗАДАНИЯ И МЕТОДИЧЕСКИЕ УКАЗАНИЯ по выполнению практических и лабораторных работ. Методичка ГОРНЫЕ МАШИНЫ И ОБОРУДОВАНИЕ СЕРГИЕНКО. Методические указания по выполнению практических и лабораторных работ по курсу
 Скачать 7.26 Mb.
|
|
Практическое занятие № 2: «Изучение конструкции стругов». Цель занятия: 1. Закрепить и углубить теоретические знания в изучении конструкции струговых установок для очистных работ в угольных шахтах. 2. Научить студентов определять принцип работы струговых установок, взаимодействие ее механизмов. 3.Выработать практические навыки в расчёте параметров струговых установок при конкретных горно-геологических условиях. Рассматриваемые вопросы занятия: 1.Изучение конструкции стругов. 2.Расчет мощности электропривода струга 3. Выбор струга в зависимости от мощности пласта Расчет мощности электропривода струга Мощность электропривода струга может быть определена двумя методами: энергетическим и силовым. Энергетический метод. Мощность Р определяется из выражения: P=3600•v•h•H•q, кВт, (2.1) где: v – скорость перемещения струга, м/с; h - толщина среза угля, м; H- вынимаемая мощность пласта с учетом самообрушающейся верхней пачки, м; q- удельный расход электроэнергии, кВт-ч/м3. Удельный расход электроэнергии определяется обычно эмпирическим путем и составляет 0,15-0,6 кВт-ч/м3. Он зависит от сопротивляемости угля резанию, параметров снимаемого стругом среза угля (его высоты, толщины), конструкции струга и от других факторов. 2. Силовой метод. Необходимая мощность Р электропривода струга определяется из выражения P = F•ν/102•η, кВт (2.2) где F - тяговое усилие при рабочем ходе струга, кгс; v - скорость перемещения струга, м/с; ηуст - к. п. д. установки, ηуст = ηмех= ηдв = 0,3-0,6; ηмех - к.п.д.- механической передачи; ηдв - к. п. д. электродвигателя. Необходимая мощность электродвигателя струга прямо пропорциональна тяговому усилию и скорости резания. Как показали исследования, при работе струговой установки УСБ-67 при сопротивляемости угля резанию А = 160 кгс/см по прибору ДКС-2 и давлении в гидродомкратах 30 кгс/см на полезную работу (резание и погрузка угля) затрачивалось 58% всей мощности электродвигателей струга, а на преодоление вредных сопротивлений (трение струга о направляющие конвейера и о почву пласта, потери в приводах струга и пр.) - 42%. В некоторых случаях эти потери достигали 60-70% Мощность Р электропривода струга может быть определена также из следующего выражения: P = Po + ah, кВт, (2.3) где Р0 - мощность электропривода, необходимая для перемещения струга вхолостую, кВт; а - коэффициент, зависящий от сопротивляемости угля резанию, геометрических параметров режущего инструмента и его состояния, а также от скорости струга и других факторов; устанавливается опытным путем. Усилие в рабочей ветви тяговой цепи в зависимости от толщины снимаемого среза угля изменяется линейно по такой же зависимости. Выбор струговой установки Струговая выемка обладает рядом преимуществ, к которым относятся снижение трудоемкости управления из-за отсутствия необходимости нахождения обслуживающего персонала у выемочной машины (струга) во время ее работы, высокие технико-экономические показатели работы. Поэтому при выборе выемочной машины для пластов мощностью т < 1,5-1,6 м предпочтение следует отдавать струговым установкам. Струговую установку выбирают при условии спокойного залегания угольного пласта, т.е. колебание угла падения пласта не более 2°, устойчивой кровле (не ниже средней) и хорошо отделяющейся подкровельной пачке угля, а также при сопротивляемости резанию Ayг < 180 Н/мм . На более крепких углях рекомендуется применять струги скользящего действия, а на мягких - отрывного действия. Кроме отечественных конструкций струговых установок имеется несколько разработок зарубежных производителей, наиболее известные из которых струги компании ДБТ: «Гляйтхобель», «Гляйтшвертхобель», «Райсхакенхобель» и др. ОПРЕДЕЛЕНИЕ ПРОИЗВОДИТЕЛЬНОСТИ СТРУГОВОЙ УСТАНОВКИ Теоретическая производительность струговой установки (т/мин.) определяется из выражения Qтеор = h•H•νс•γ (2.4) где h- средняя толщина стружки за один проход струга, м; H- вынимаемая мощность пласта с учетом самообрушающейся верхней пачки, м; vc- скорость струга (резания), м/мин; γ- плотность угля в массиве, т/м3. Производительность струга должна быть увязана с производительностью скребкового конвейера QK(т/мин), которая должна быть примерно на 20% выше и равна: QK = 60 •s•γн•νк (2.5) где S- допустимая площадь поперечного сечения грузопотока конвейера, м2 (для конвейеров СП202 ее можно принимать равной 0,22 м2, считая забой как второй борт); γн - плотность угля в насыпке, т/м3; νк - скорость скребковых цепей конвейера, м/с. При расчете производительности струговой установки необходимо учитывать принятый режим ее работы. Различают два основных режима: I - скорость струга меньше скорости конвейера (νс < νк причем νс / νк < 0,5). В этом случае имеет место силовой режим резания. Для полной загрузки конвейера необходимо увеличивать толщину стружки, учитывая сопротивляемость угля резанию, энерговооруженность и надежность струговой установки. На таком режиме работают, например, струговые установки УСТ2М и 1 УСБ67. При силовом режиме улучшается сортность угля, уменьшается число переключений привода и проходов струга. II - скорости струга и конвейера можно изменять путем переключения коробки скоростей в редукторах приводов, причем νс >νк и νс / νк > 1,0. Такой режим характерен для струговых установок С075, СН75 и УСВ. За счет переключения скоростей можно установить рациональное соотношение для конкретных горно- геологических условий, выдерживая условие νс/νк = 2/3. При этом скорость струга в 2-3 раза больше скорости скребковой цепи конвейера, то есть достигается скоростной или опережающий режим работы. При движении в одном направлении с движением скребковой цепи струг опережает ее и оставляет за собой на конвейере погруженный слой угля. При обратном ходе струг грузит уголь на уже загруженный им слой. Поэтому возможны случаи, когда на конвейере будут находиться два-три слоя угля. Преимущества скоростного режима - равномерный поток угля из лавы, высокая производительность, недостатки - увеличение удельных энергозатрат на резание, числа проходов струга и переключений привода. Техническая производительностьструговой установки (т/ч) определяется из выражения: Qтех = 60•kтех• Qтеор (2.6) или Qтех = 60•kтехh•H•νс•γ (2.7) где ктех- коэффициент технического совершенства установки (ктех <1), учитывающий затраты времени на вспомогательные операции и устранение неисправностей, которые зависят непосредственно от струговой установки и условий ее работы; ктехможно принимать равным 0,6-0,8. Эксплуатационная производительностьструговой установки (т/смену) определяется из выражения Qэ = kм •Т• Qтеор (2.8) где Т = 360 - продолжительность добычной смены, мин; kм - коэффициент машинного времени, определяемый на основе хронометражных наблюдений или расчетным путем, kм < 1. Коэффициент машинного времени kмимеет большое значение, характеризуя степень использования струговой установки в конкретных горно-геологических условиях, он учитывает затраты времени как на вспомогательные операции и устранение неполадок непосредственно в струговой установке, так и на организационные и технические мероприятия в лаве, не зависящие от струговой установки. К организационным потерям времени относятся: несвоевременная подача порожних вагонеток, маневровые операции на погрузочном пункте, отключение напряжения, вывал породы в лаве, не укомплектованность очистного забоя рабочими, неполадки с другой техникой в очистном забое и т.п. Коэффициент машинного времени работы струговых установок в среднем составляет 0,25-0,35, а у передовых бригад он достигает 0,5-0,6. Увеличение коэффициента машинного времени работы выемочных машин является основной задачей в повышении нагрузки на лаву и производительности труда. Эксплуатационная производительность струговой установки, определенная расчетным путем, должна быть проверена по газовому фактору. ЗАДАНИЕ. 1.На представленном рисунке 2.1 указать наименование узлов струговой установки по порядку номеров.  Рис.2.1. 2.Произвести необходимые расчёты параметров, позволяющих выбрать струговую установку, удовлетворяющих заданным горно-геологическим условиям. Выбор струговых установок произвести по каждому пласту варианта задания Варианты заданий представлены в таблице 1. |