ПРАКТИЧЕСКАЯ РАБОТА № 6 РАСЧЕТ ПАРАМЕТРОВ ПОГРУЗОЧНЫХ МАШИН НЕПРЕРЫВНОГО ДЕЙСТВИЯ Задание предусматривает выполнение расчета параметров погрузочных машин непрерывного действия типа ПНБ. WЭ – сопротивление экскавации; WО – сопротивление движению; W - суммарное сопротивление при работе машины; Wрас - сопротивление расчетное; NХ – мощность двигателей хода; NЛ - мощность двигателей нагребающих лап; Nк - мощность двигателей конвейера; ∑N - суммарную мощность двигателей погрузмашины 1. Исходные данные для представлены в таблице 1. Расшифровка условных обозначений, приведенных в таблице №1 b - Ширина заборно-погрузочной части (ЗПЧ), м ∑l - Суммарная длина внедряемых частей (ЗПЧ и нагребающих лап), м КF - Удельное сопротивление внедрению ЗПЧ, отнесенное к 1 м длины этих кромок, Н/м2 δиз - Коэффициент износа ЗПЧ Gм - Полный вес машины Н ω - Коэффициент сопротивления движению гусениц по почве α - Угол наклона почвы выработки, град а - Ускорение машины в начале движения, м/с2 Кд - Коэффициент, учитывающий динамические нагрузки ψсц - Коэффициент сцепления гусениц с почвой Vр - Рабочая скорость машины, м/мин ηх - Коэффициент полезного действия гусеничного хода n - Частота колебаний лапы ЗПЧ, мин-1 Lр - Путь, проходимый лапой при отделении горной массы из отвала, м γ - Плотность погружаемой горной массы, кг/м3 hгр - Высота груза, захватываемого лапой, м h - Высота лапы погрузмашины, м Lк - Длина конвейера, м mo - Масса 1 т тягового органа конвейера, кг ƒk - Коэффициент сопротивления тяговому органу hп - Высота подъема груза конвейера, м L - Расстояние от носка ЗПЧ до конвейера, м αk - Угол наклона конвейера, град ωр - Коэффициент сопротивления движению горной массы Вк - Ширина желоба конвейера, м hк - Высота конвейера, м Vk - Скорость движения цепи конвейера, м/с Таблица №1 – Исходные данные для расчета к заданию № 1 № вар- b, ∑l, КF, δиз Gм, Н та м м Н/м2 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 2,7 2,0 2,8 2,5 2,6 2,0 2,7 2,1 2,5 2,6 2,2 2,5 2,4 2,3 2,0 2,5 2,3 2,7 2,5 2,6 0,3 8·103 0,25 10·103 0,2 7·103 0,2 9·103 0,3 10·103 0,2 7·103 0,25 8·103 0,3 9·103 0,3 10·103 0,2 10·103 0,25 8·103 0,2 9·103 0,25 7·103 0,3 7·103 0,2 9·103 0,2 8·103 0,25 7·103 0,2 9·103 0,3 10·103 0,3 9·103 1,0 1,2 1,3 1,1 1,2 1,2 1,0 1,1 1,2 1,3 1,2 1,0 1,1 1,2 1,3 1,0 1,1 1,1 1,0 1,3 33·104 23·104 20·104 25·104 30·104 50·104 25·104 45·104 40·104 20·104 25·104 35·104 40·104 45·104 20·104 23·104 45·104 50·104 35·104 40·104 ω 0,15 0,18 0,20 0,16 0,17 0,15 0,16 0,17 0,18 0,19 0,20 0,15 0,16 0,17 0,18 0,19 0,20 0,19 0,18 0,17 α, а, Кд град м/с2 6 8 10 9 7 15 7 11 9 5 8 10 12 14 3 4 13 15 10 11 0,5 0,3 0,2 0,4 0,5 0,5 1,1 0,4 1,2 0,5 0,3 1,1 1,2 1,1 0,3 1,0 0,6 0,5 0,4 0,4 1,7 1,7 1,7 1,7 1,7 1,7 1,7 1,7 1,7 1,7 1,7 1,7 1,7 1,7 1,7 1,7 1,7 1,7 1,7 1,7 Условные обозначения и исходные данные ψсц Vр, η n, Lр, γ, кг/м3 hгр, м h, м м/мин мин-1 м 0,5 0,5 0,5 0,5 0,5 0,5 0,5 0,5 0,5 0,5 0,5 0,5 0,5 0,5 0,5 0,5 0,5 0,5 0,5 0,5 10,0 11,0 12,0 13,0 12,0 10,5 9,5 8,5 10,0 15,5 10,0 13,0 11,0 12,0 15,5 15,0 14,0 10,5 11,0 12,0 0,7 0,8 0,8 0,7 0,75 0,7 0,75 0,8 0,8 0,7 0,75 0,8 0,75 0,7 0,8 0,8 0,75 0,75 0,7 0,7 30 32 30 31 32 30 31 30 32 32 30 30 31 31 45 40 35 35 30 31 1,23 1,30 1,32 1,35 1,25 1,23 1,25 1,30 1,26 1,32 1,27 1,28 1,33 1,35 1,31 1,33 1,35 1,35 1,23 1,27 3·103 3,2·103 3,3·103 3,1·103 3,4·103 3·103 3,1·103 3,4·103 3,1·103 3,3·103 3,2·103 3·103 3,1·103 3,5·103 3,3·103 3·103 3,2·103 3,4·103 3,5·103 3,3·103 2h 1,5h 1,2h 1,3h 1,4h 2h 1,6h 1,4h 1,3h 1,2h 1,7h 1,5h 1,4h 1,8h 1,4h 1,6h 2h 1,5h 2h 2h 0,250 0,220 0,230 0,210 0,240 0,220 0,250 0,240 0,210 0,220 0,250 0,230 0,240 0,210 0,220 0,210 0,240 0,230 0,210 0,220 Lк, mo, ƒk hп, м L,м αk, м кг гра д 9,4 20 0,3 0,2 0,6 30 8,0 15 0,4 0,3 0,5 32 7,6 12 0,5 0,4 0,4 33 8,5 13 0,5 0,35 0,45 31 9,0 14 0,4 0,25 0,55 34 10 20 0,4 0,25 0,6 30 8,0 14 0,5 0,35 0,45 35 9,0 20 0,3 0,4 0,55 34 7,6 12 0,3 0,25 0,5 31 8,5 13 0,5 0,4 0,4 32 9,4 15 0,4 0,4 0,5 35 10,5 20 0,4 0,35 0,55 30 9,0 13 0,5 0,2 0,6 31 8,5 14 0,3 0,25 0,55 34 9,0 14 0,4 0,3 0,45 32 7,6 16 0,5 0,35 0,4 30 8,5 13 0,3 0,25 0,5 34 8,6 14 0,5 0,2 0,45 35 9,5 17 0,3 0,35 0,6 33 10 20 0,3 0,4 0,45 34 ωр Вк, hк, м Vk, м м/с 0,7 0,9 0,8 0,75 0,85 0,7 0,9 0,8 0,75 0,9 0,8 0,8 0,75 0,9 0,75 0,8 0,85 0,9 0,85 0,7 0,85 0,72 0,65 0,75 0,8 0,72 0,65 0,75 0,8 0,85 0,72 0,7 0,65 0,7 0,72 0,8 0,85 0,85 0,72 0,72 0,4 0,3 0,2 0,25 0,35 0,4 0,2 0,35 0,2 0,4 0,25 0,2 0,3 0,4 0,35 0,25 0,4 0,3 0,2 0,35 1,0 1,1 1,2 1,25 1,15 1,0 1,1 1,25 1,2 1,1 1,25 1,15 1,25 1,0 1,1 1,0 1,25 1,1 1,2 1,15 2. Общие сведения Погрузочные машины непрерывного действия с нагребающими лапами (рис.1) находят примечание при проведении разнообразных подготовительных выработок по углю, руде и породам различной крепости и весьма распространены. Эти машины обычно оснащены одним скребковым одноцепным изгибающимся конвейером, иногда двумя конвейерами: скребковым и ленточным, расположенными последовательно. Привод, как правило, электрический, реже - пневматический. Мощность привода колеблется от 25 до 100 кВт, энерговооруженность - от 2,5 до 7,7 кВт/ (м3/мин). Удельная металлоемкость составляет 4,8 - 1,7 т / (м3/мин), а удельная мощность 2,9 - 6,0 кВт/Т. Достоинством погрузочных машин непрерывного действия является более высокая производительность, чем у ковшовых машин, недостатками - более сложная конструкция и большая стоимость. Рисунок 1. Погрузочные машины непрерывного действия типа ПНБ Различные погрузочные машины с исполнительными органами в виде нагребающих лап имеют в основном одну и ту же компоновку и отличаются друг от друга размерами и конструкцией отдельных узлов. Погрузочная машина (рис. 2) состоит из следующих основных узлов: нагребающей части 1, ходовой части 2, конвейера 3, электрооборудования 4, гидрооборудования 5, управления машиной 6, оросительной системы. Нагребающая часть 1 служит исполнительным органом машины, производящим погрузку материала на скребковый конвейер. На раме нагребающей части смонтированы приводы нагребающих лап, промежуточный редуктор и электродвигатель. Редуктор привода лап через зубчатую муфту связан с промежуточным редуктором. По бокам рамы закреплен стол нагребающей части, а впереди - носок машины. Нагребающая часть шарнирно связана с рамой гусеничного хода. При помощи двух гидродомкратов нагребающая часть может занимать относительно почвы различное положение по высоте. Рисунок 1 - Машина ПНБ2 состоит из питателя 1, гусеничного механизма передвижения 2, скребкового конвейера 5, электрооборудования 6 и гидрооборудования 3, станций управления 4 и оросительной системы 7. Ходовая часть 2 состоит из рамы ходовой части, редуктора гусеничного хода с электродвигателем, балансиров, опор, поддерживающих гусеничную цепь, натяжных устройств и гусеничных цепей. Редуктор гусеничного хода позволяет получить две скорости движения: рабочую и маневровую, а при помощи фрикционных муфт обеспечивает одновременную и раздельную работу гусениц, осуществляя поворот или движение машины по прямой. Скребковый конвейер 3 служит для погрузки горной массы, поданной нагребающими лапами, в вагонетки или другие транспортные средства. Конвейер может изгибаться в горизонтальной плоскости на 45 относительно продольной оси машины вправо и влево. Кроме того, он может быть опущен до 150 мм ниже уровня почвы или поднят на 2800 мм выше нее при помощи домкратов для обеспечения погрузки горной массы в транспортные средства различной высоты. Скребковый конвейер состоит из основной рамы, промежуточной рамы, натяжной секции, скребковой цепи и механизма натяжения. Скребковая цепь приводится в движение от электродвигателя привода лап. 3. Расчет параметров погрузочных машин непрерывного действия ПНБ 3.1.Расчет потребной мощности двигателей погрузочных машин непрерывного действия типа ПНБ Рассчитываются сопротивления машине при погрузке ∑W=WЭ+WО - суммарное сопротивление машине, (1) где WЭ =∑l·КF ·δиз, Н- сопротивление экскавации (2) (сопротивление внедрению заборно-погручочной части ЗПЧ); ∑l - суммарная длина внедрения коска, кромок ЗПЧ и лап, м; КF - удельное сопротивление внедрению, отнесенное к 1 м длины этих кромок, Н/м; (уголь - (2-3) 103; сланец, известняк - (5-6) 103, железная руда - (6-7) 103; крепкая руда цветных металлов - (810)103; δиз - коэффициент износа носка ЗПЧ; WО = Gм (ω ± i+ ωа), Н - сопротивление движению машины (3) где Gм - полный вес машины, Н; ω = (0,15. 0,2) - коэффициент сопротивления движению гусениц; i= sinα- уклон трассы, град; ωа=a/g- динамический коэффициент сопротивления; а = (0,2... 1,2) м/с2 - ускорение машины в начале движения; g = 9,8 м/с2 - ускорение силы тяжести. Тогда расчетное сопротивление в период внедрения машины с учетом динамических нагрузок составит Wрас=kд·∑W, Н, (4) где kд = (1,6...1,7) - коэффициент, учитывающий динамические нагрузки. По Wрас проверяется вес машины, т.е. должно удовлетворяться условие Wрас=Gм·ψсц, Н (приводятся конкретные цифры), (5) где ψсц = (0,4... 0,65) - коэффициент сцепления гусениц с почвой. 3.2 Определение мощности двигателей хода по максимальному усилию внедрения Wрас; N x kз W рас V p 60 10 3 , кВт (6) где kз= 1,1 - коэффициент запаса мощности двигателей хода; Vp - рабочая скорость машины, м/мин; ηх= 0,7... 0,8 - к.п.д. механизма гусеничного хода. 3.3 Определение мощности двигателей привода нагребающих лап Nл Ал n -мощность привода одной лапы 9550 л (7) (или Nл·2, кВт - на две лапы), где Ал=Wэ·Lр+(G·hn+0,2G·L)·kш, Н-работа, совершаемая лапой за один ход при работе; (8) Wэ - сопротивление экскавации, Н; Lр - путь, проходимый лапой при отделении горной массы, м, G = (VЛ·g· γ), Н - вес горной массы, перемещаемой лапой; (9) g= 9,8 м/с2 - ускорение силы тяжести; γ - плотность горной массы, кг/м3; Vл = hгр·∑l·(b/2), м3- объем горной породы, захватываемый лапой;( 10) hгр = (1...2)·h - высота груза лапы, м; h- высота лапы, м; ∑l - суммарная длина носка и лап, внедряемых в отвал, м; b - ширина ЗПЧ, м; hп - высота подъема груза по ЗПЧ до начала кромки конвейера, м; L - расстояние от начала ЗПЧ до конвейера, м; kш = 2 - коэффициент заштыбовки при работе лап; n - число качаний лап, мин-1; η = 0,7 - к.п.д. привода лапы. 3.4 Определение технической производительности конвейера Птех.к =60•Fk•Vk•Киз, м3/мин, (11) 2 где Fk = Вk • hk, м - сечение конвейера; Киз = 0,6 - коэффициент неравномерности загрузки; hк - высота конвейера, м; Vк - скорость цепи конвейера, м/с. 3.5 Определение мощности двигателей конвейера Nk k з Vk Lk [2 g o f k cjs k q( p cos k sin k )] 10 3 к , кВт (12) (т.е. 2 двигателя по (кВт) каждый), где kз = 1,1 - коэффициент запаса мощности двигателей; Lk- длина конвейера, м; go = mo·g, вес 1 м тягового органа конвейера, Н; fk = (0,3... 0,5) - коэффициент сопротивления движению тягового органа; αk - угол наклона конвейера, град; ωр= (0,7...1,2) - коэффициент сопротивления движению горной массы; ηк = 0,8 - к.п.д. механизма привода конвейера. q П тех g , H- нагрузка на 1 м конвейера; 60 Vk (13) здесь Птех - техническая производительность конвейера, мЗ/мин; 3.6 Суммарная мощность двигателей машины ∑N=Nл+2Nk+Nмс, кВт, (14) где Nмс = 4 кВт - мощность маслостанции.
