Практическая работа по горным машинам для ПРМПИ - файл n1.doc

приобрести
Практическая работа по горным машинам для ПРМПИ
скачать (582.5 kb.)
Доступные файлы (1):
n1.doc583kb.30.05.2012 08:08скачать

n1.doc

  1   2   3


МИНИСТЕРСТВО ОБРАЗОВАНИЯ И НАУКИ

РЕСПУБЛИКИ КАЗАХСТАН


Рудненский индустриальный институт
Кафедра «Горные машины и оборудование»


МЕТОДИЧЕСКИЕ УКАЗАНИЯ

к практическим занятиям по дисциплине

«Горные машины и оборудование на подземных рудниках» для студентов специальности 190340 «Подземная разработка месторождений полезных ископаемых»


РУДНЫЙ 2005

ББК 33.5


Автор: Тимирханов Б. Б. Методические указания к практическим занятиям по дисциплине «Горные машины и оборудование на подземных рудниках».-Рудный, РИИ, 2004.- 26 с.


Рецензент: Жантурин М.Ж.,.к.т.н.

Рекомендовано к изданию УМС РИИ

В методических указаниях рассматриваются: принцип расчета горных машин и оборудования применяемых при разработке полезных ископаемых закрытым способом. Методические указания предназначены для студентов специальности 190340 «Подземная разработка месторождений полезных ископаемых»
Ил. 6, Табл. 4, Список лит.- 5 назв.


Для внутривузовского использования

 Рудненский индустриальный институт 2005

СОДЕРЖАНИЕ

Введение…..…….……………………………………………..……………..4

Порядок выполнения и оформления работы.……….…….……………….4

1 Практическая работа №1. «Расчет параметров ручных перфораторов»..………………………………………………………...……5

2 Практическая работа №2. «Расчет потребной мощности двигателей буровой установки»..……..……………………………….………………10

3 Практическая работа №3. «Расчет основных параметров ковшовых погрузочных машин»..………………………………………………..…....16

4 Практическая работа №4. «Расчет параметров погрузочных машин непрерывного действия»..………………………………………………….21

Список литературы…………………………………………………………26

ВВЕДЕНИЕ
Методические указания к выполнению практических работ предназначены для закрепления знаний, полученных студентами при изучении курса «Горных машин» и приобретения навыков применения этих знаний для самостоятельного решения инженерных расчетов основных параметров, технологического оборудования.


ПОРЯДОК ВЫПОЛНЕНИЯ И ОФОРМЛЕНИЯ РАБОТЫ
Практическая работа должна выполняться в ученической тетради или на стандартных листах писчей бумаги формата А4 (210 х 297) мм.

Расчетно-пояснительная записка должна выполнятся чернилами или пастой.

Для правильного написания формул, численных расчетов, размерностей и расшифровки буквенных значений следует руководствоваться следующим. После написания формулы необходимо подставлять численные значения и конечный результат расчета в единицах измерения, после чего с новой строки производить расшифровку буквенных обозначений.

При написании текста следует делать ссылки на используемые литературные источники.

В пояснительной записке могут быть рисунки, которые должны выполняться карандашом.
1. ПРАКТИЧЕСКАЯ РАБОТА №1 «РАСЧЁТ ОСНОВНЫХ ПАРАМЕТРОВ РУЧНЫХ ПЕРФОРАТОРОВИ ВЫБОР ТИПА»

1.1 Задание

Задание предусматривает выполнение расчета поршень-ударника (П-У) перфоратора указанного на рисунке 1



Рисунок 1 - Поршень-ударник (П-У) перфоратора
1.2 Исходные данные для расчёта приводятся в таблице 1.

Расшифровка условных обозначений, приведенных в таблице №1:

D – Диаметр поршня, м

d1 - Диаметр штока, м

dср - Средний диаметр поворотного винта, м

lп - Длина поршня, м

lш - Длина штока, м

Sк - Конструктивный ход поршня, м

 - Угол подъёма нарезки поворотного винта, град

lб - Длина буровой штанги, м

dк - Диаметр коронки, м

к - Угол заострения коронки, град

сж - Предел прочности породы на сжатие, МПа

m - Масса поршня, кГ

mб - Масса бура, кГ
Таблица 1 - Исходные данные для расчета практической работы №1

Номер варианта
Условные обозначения и исходные данные



D, м
d1, м
dср, м
lп, м
lш, м
Sк, м
, град
lб, м
dк, м
к, град
сж, МПа
m, кГ
mб, кГ-



1
0,075
0,045
0,02
0,035
0,18
0,08
81
1,8
0,036
95
200
3,4
8,0



2
0,08
0,048
0,02
0,04
0,17
0,07
82
2,0
0,043
100
300
4,0
12,7



3
0,09
0,042
0,018
0,038
0,15
0,06
80
1,9
0,038
100
250
3,5
9,4



4
0,07
0,047
0,018
0,04
0,2
0,075
81
2,1
0,04
90
280
3,9
11,6



5
0,08
0,05
0,019
0,045
0,17
0,07
82
2,0
0,045
105
220
4,4
13,9



6
0,085
0,05
0,02
0,045
0,16
0,08
83
2,2
0,046
110
350
4,4
16,0



7
0,09
0,05
0,02
0,03
0,2
0,08
82
1,9
0,046
90
300
4,5
13,8



8
0,08
0,04
0,02
0,03
0,16
0,07
80
2,0
0,043
100
320
2,7
12,7



9
0,075
0,04
0,021
0,035
0,19
0,06
83
1,7
0,042
110
240
3,1
10,3



10
0,07
0,05
0,02
0,04
0,18
0,07
81
1,9
0,04
95
350
4,0
10,5



11
0,09
0,04
0,018
0,035
0,02
0,08
83
2,1
0,042
95
250
2,5
10,0



12
0,075
0,04
0,05
0,03
0,16
0,075
80
2,2
0,036
105
200
2,7
9,0



13
0,08
0,05
0,019
0,04
0,2
0,075
82
1,7
0,038
110
280
3,5
10,3



14
0,085
0,042
0,018
0,038
0,19
0,07
83
2,1
0,04
106
300
3,0
11,1



15
0,07
0,048
0,02
0,045
0,17
0,06
81
1,9
0,043
95
220
4,5
13,8



16
0,08
0,047
0,021
0,04
0,19
0,065
83
2,0
0,046
108
320
3,3
13,5



17
0,09
0,5
0,05
0,03
0,16
0,075
81
2,2
0,045
90
300
4,3
13,8



18
0,075
0,45
0,02
0,04
0,18
0,07
80
1,7
0,04
95
350
5,2
15,0



0
0,09
0,04
0,019
0,035
0,19
0,08
82
1,8
0,038
100
320
5,0
14,5



1.3 Пример расчета перфоратора и оформление

1.3.1 Исходные данные:

Диаметр поршня, м - D
0,07

Диаметр штока, м - d1
0,05

Средний диаметр поворотного винта, м - dср
0,02

Длина поршня, м - lп
0,04

Длина штока, м - lш
0,2

Конструктивный ход поршня, м - Sк
0,07

Угол подъёма нарезки поворотного винта, град - 
80

Длина буровой штанги, м - lб
1,5

Диаметр коронки, м - dк
0,033

Угол заострения коронки, град - к
90

Предел прочности породы на сжатие, МПа - сж
100

Масса поршня, кГ-m
4,3

Масса бура, кГ-mб
5,5


1.3.2 Решение:

Среднее индикаторное давление в цилиндре при рабочем ходе поршня определяется по формуле (1)

(1)

где Ср – коэффициент снижения давления сжатого воздуха в каналах перфоратора;

Р=5105 Па – давление сжатого воздуха на входе в перфоратор

Среднее индикаторное давление при холостом ходе поршня определяется по формуле (2)

(2)
1.3.2.1 Энергия единичного удара поршня вычисляется по формуле (3)

Н·м (3)

где S=Sк= 0,850,07=0,06 м – рабочий ход поршня

Н·м
1.3.2.2 Глубина внедрения коронки в горные породы вычисляется по формуле (4)

(4)

где =0,6 – коэффициент трения коронки

Кз =1,25 коэффициент затупления коронки

Ак=А – энергия единичного удара на коронке

= -КПД удара (5)

где Е=0,94 – коэффициент восстановления стали поршня и бура после удара


1.3.2.3 Число ударов определяется по формуле (6)

(6)

где tрх и tхх - время движения поршня при рабочем и холостом ходе, с

Предполагаем, что время движения равно друг другу, тогда

==0,023 сек (7)

где a=F/m=918/4,3=214 м/с2 – ускорение поршня

F- сила, действующая на поршень при рабочем ходе по формуле (8)

(8)
1.3.2.4 Частота вращения бура по формуле (9)

=218 об/мин (9)
1.3.2.5 Скорость бурения по формуле (10)

Vб=hnб=0,0026218=0,56 м/мин (10)
1.3.2.6 Угол поворота бура после удара по формуле (11)

(11)
1.3.2.7 Крутящий момент на буре по формуле (12)

Н·м (12)

где Fx- сила, действующая на поршень при холостом ходе, по формуле (13)

=0,8 – КПД передачи вращения от поршня к буру;

=30 – угол трения в винтовой паре.

(13)


1.3.2.8 Расход воздуха перфоратором определяется по формуле (14)

(14)

где Vp- объём сжатого воздуха при рабочем ходе поршня, по формуле (15)

Vx-объём сжатого воздуха при холостом ходе поршня, по формуле (16)

(15)

(16)


1.3.2.9 Мощность перфоратора по формуле (17)

(17)

По энергии удара принимается ручной перфоратор ПР-27.

2 ПРАКТИЧЕСКАЯ РАБОТА №2 «РАСЧЕТ ПОТРЕБНОЙ МОЩНОСТИ ДВИГАТЕЛЕЙ БУРОВОЙ УСТАНОВКИ»

2.1 Задание

Задание предусматривает выполнение расчета буровых установок (СБУ–2М, СБУ–2К) с пневматическим приводом основных систем, которые оснащены буровыми машинами БГА–1 или БГА–1М.
2.2 Данные для расчета приведены в таблице №2.

Расшифровка условных обозначений, приведенных в таблице №2

Fп - Усилие подачи автоподатчика, H

t - Шаг резьбы винта подачи, м

nдп - Частота вращения двигателя подачи, мин-1

А - Энергия единичного удара поршня-ударника, Нм

zy - Частота ударов поршня, м

dк - Диаметр коронки, м

 - Коэффициент трения коронки о породу,

nдв - Частота вращения двигателя вращателя, мин-1

G - Вес машины, Н

 - Коэффициент сопротивления движению гусениц

п - Угол уклона пути, град

Ки - Коэффициент инерции

а - Ускорение машины, м/с2

Vx - Скорость хода, м/с

iп=12,8 - Передаточное число редуктора податчика

п=0,7 - КПД редуктора механизма подачи

iв=30 - Передаточное число редуктора вращателя
Таблица № 2 – Исходные данные для расчета практической работы №2

Номер варианта
Условные обозначения и исходные данные

Fп, H
t, м
nдп, мин-1
А, Нм
Zy, мин-1
dк, м
m
nдв, мин-1
G, H
w
a, град
а, м/с2
Vx, м/с

1
14000
0,016
2000
80
2800
0,028
0,6
2400
10×104
0,2
15
0,02
0,2

2
14500
0,015
2200
85
2600
0,032
0,7
2500
11×104
0,15
16
0,03
0,3

3
15000
0,016
2400
90
2500
0,036
0,8
2600
12×104
0,1
15
0,015
0,2

4
15500
0,017
2600
95
2500
0,040
0,9
2700
13×104
0,15
16
0,02
0,2

5
16000
0,017
2800
100
2600
0,043
0,6
2800
13×104
0,2
14
0,025
0,3

6
16500
0,018
3000
95
2600
0,046
0,6
2900
12×104
0,2
14
0,03
0,3

7
17000
0,016
3000
90
2800
0,046
0,7
3000
12×104
0,15
14
0,025
0,2

8
17000
0,015
2800
85
2800
0,052
0,9
3100
11×104
0,2
15
0,025
0,2

9
16500
0,015
2600
80
2800
0,052
0,8
3200
11×104
0,2
13
0,03
0,2

10
16000
0,016
2400
80
3000
0,046
0,6
3100
10×104
0,1
12
0,03
0,3

11
15500
0,017
2200
85
3000
0,046
0,9
3000
10×104
0,1
10
0,03
0,3

12
15000
0,018
2000
90
3000
0,043
0,6
2900
10×104
0,15
11
0,02
0,2

13
14500
0,018
2200
95
2800
0,043
0,7
2800
10×104
0,15
12
0,02
0,2

14
14000
0,017
2400
100
2800
0,040
0,6
2700
11×104
0,1
13
0,02
0,3

15
14500
0,016
2600
100
2800
0,040
0,8
2600
11×104
0,1
14
0,015
0,3

16
15000
0,018
3000
80
2700
0,048
0,6
3000
12×104
0,2
15
0,02
0,23

17
15500
0,020
2800
90
2850
0,046
0,6
2800
13×104
0,15
14
0,03
0,21

18
16000
0,018
2600
75
2700
0,048
0,6
2900
10×104
0,1
13
0,015
0,22

0
14500
0,020
2400
85
2850
0,040
0,6
2700
11×104
0,2
12
0,025
0,20

2.3 Бурильные машины
2.3.1Податчик

Приводом податчика является шестеренный пневмодвигатель типа К–0,16Ф с редуктором. Необходимо рассчитать его мощность подачи, усилие и скорость подачи, крутящий момент на ходовом винте и его частоту вращения.
Усилие подачи податчика по формуле (1)

, Н (1)

где – крутящий момент на ходовом винте податчика, Н·м (2)

– угловая частота вращения ходового винта,с-1;(3)

– частота вращения ходового винта, мин-1; (4)

nдп – частота вращения вала двигателя податчика, мин-1

dср= 0,02 м – средний диаметр ходового винта податчика;

 = 90 – угол наклона резьбы ходового винта;

 =30 – угол трения в винтовой паре (ходовой винт–ходовая гайка);

Мощность, затрачиваемая на подачу по формуле (5)

, (5)

где– – скорость подачи при холостом ходе податчика, м/с; (6)

Мощность, затрачиваемая на подачу, может быть определена также по формуле (7)

, кВт. (7)
2.3.2 Ударник

Мощность, затрачиваемая на удар определяется по формуле (8)

, кВт, (8)

где А – энергия единичного удара, Н.м;

zу – частота ударов, мин-1;

ηу= 0,75 – КПД удара.
2.3.3 Вращатель

Мощность, затрачиваемая на вращение бура определяется по формуле (9)

, кВт, (9)

где – крутящий момент на буре, Нм;

– радиус приложения силы трения коронки о породу, м;

 = 0,6–0,9 – коэффициент трения коронки о породу;

в =0,68 – КПД механизма вращателя;

– угловая частота вращения бура, с-1;

– частота вращения бура, мин-1;

iв =30 – передаточное число редуктора вращателя.
2.3.4 Общая мощность, необходимая на одну буровую машину определяется по формуле (10)

, кВт (10)

Так как на СБУ-2К две бурильные машины, то .
2.3.5 Суммарная мощность двигателя определяется по формуле (11)

, кВт (11)

где NГ = 12 кВт – мощность, затрачиваемая на питание гидростанции;

NК = 10 кВт – мощность, затрачиваемая на питание компрессора.
2.4 Ходовая часть

Для определения мощности двигателей хода необходимо определить сопротивления, действующие на установку при работе.

Вычерчиваются кинематические схемы механизмов подачи и вращения буровой штанги (рисунок 2 и рисунок 3).



1 - ходовая гайка; 2 - ходовой винт; 3 - буровая машина; 4 – редуктор подачи (Z1-Z4 - зубчатые колеса редуктора подачи); 5 – пневмодвигатель подачика.

Рисунок 2 - Кинематическая схема редуктора подачи


1 - буровая штанга; 2 - редуктор вращателя; 3 - ударный механизм; 4 - пневмодвигатель вращателя; (Z5 – Z10 - зубчатые колеса редуктора вращателя)

Рисунок 3 - Кинематическая схема вращателя буровой штанги
2.4.1 Суммарное сопротивление движению машины определяется по формуле (12)

, Н (12)

где – основное сопротивление движению, Н; (13)

G – вес машины, Н;

 = 0,015–0,2 – коэффициент сопротивления движению гусеницы;

–сопротивление машины от уклона пути,Н (14)

где п – угол уклона пути, град;

– динамическое сопротивление, Н; (15)

где М = G/g – масса машин, кг;

а – ускорение машины м/с2;

kи - коэффициент инерции
2.4.2 Мощность двигателей хода определяется по формуле (16)

, кВт (16)

где Vx – скорость хода, м/с;

х = 0,7 – КПД двигателей хода.

3 ПРАКТИЧЕСКАЯ РАБОТА №3 «РАСЧЕТ ОСНОВНЫХ ПАРАМЕТРОВ КОВШОВЫХ ПОГРУЗОЧНЫХ МАШИН»


3.1 Задание предусматривает выполнение расчета параметров погрузочных машин периодического действия типа ППН.
3.2 Требуется определить:

Wэ – сопротивление экскавации (сопротивление внедрению ковша), Н;

Птех – техническую производительность погрузочной машины, м3/мин;

Gм – вес машины по сцеплению колес, Н;

Fт.сц – силу тяги по сцепному весу, Н;

Nх – мощность двигателя хода, кВт;

Wо – сопротивление движению машины, Н;

Wу – сопротивление от уклона пути, Н;

Wп – сопротивление кривой, Н;

Wи – сопротивление инерции, Н;

Nпк – мощность двигателя подъема ковша, кВт.
3.3 Исходные данные приведены в таблице №3

Расшифровка условных обозначений, приведенных в таблице №3

КF - Удельное сопротивление внедрению ковша, Н/м2

h - Толщина зачерпываемого слоя, м

b - Ширина ковша, м

kф - Коэффициент формы ковша

hх - КПД механизма хода

Е - Емкость ковша, м3

kн - Коэффициент наполнения ковша

kр - Коэффициент разрыхления

kк - Коэффициент кусковатости

g - Плотность погружаемых пород, кг/м3

tц - Время погрузки одного сосуда, с

yсц - Коэффициент сцепления колес с рельсами

Vр - Скорость машины при внедрении ковша в отбитую массу, м/с

a - Уклон пути, град

D - Диаметр колес, м

Gв - Вес вагона с грузом, H

Таблица №3 – Исходные данные для расчета практической работы № 3

Номер вари- анта
Условные обозначения и исходные данные

КF, Н/м2
h, м
b,м
kф
h
Е,

м3
kH
kР
kк
g, кг/м3
tц, с
yсц
VР, м/с
a, град
D, м
GВ, H

1
2,5×104
0,32
0,8
0,8
0,75
0,5
0,9
1,7
0,77
3500
10
0,2
1,1
2,0
0,55
18×103

2
2,8×104
0,34
0,9
0,9
0,75
0,55
0,8
1,45
0,78
3400
11
0,22
1,25
2,8
0,6
17×103

3
3,0×104
0,36
0,8
1,0
0,75
0,65
0,9
1,5
0,8
3300
9
0,24
1,2
3,0
0,7
18×103

4
3,2×104
0,38
0,9
1,0
0,75
0,62
0,8
1,4
0,75
3200
10
0,2
1,15
2,5
0,5
17×103

5
3,3×104
0,4
0,8
0,9
0,75
0,64
0,9
1,55
0,78
3300
11
0,22
1,2
2,6
0,6
18×103

6
2,6×104
0,3
0,9
0,8
0,75
0,55
0,7
1,6
0,7
3100
8
0,21
1,0
1,8
0,55
16×103

7
2,7×104
0,31
0,8
0,8
0,75
0,6
0,75
1,65
0,71
3000
12
0,23
1,3
1,9
0,6
15×103

8
2,4×104
0,33
0,9
0,9
0,75
0,5
0,85
1,35
0,72
2900
10
0,25
1,0
2,1
0,7
16×103

9
2,3×104
0,3
0,8
1,0
0,75
0,62
0,8
1,4
0,7
2800
9
0,24
1,1
2,2
0,55
16×103

10
2,2×104
0,31
0,9
1,0
0,75
0,64
0,75
1,45
0,71
2700
8
0,23
1,15
2,3
0,6
15×103

11
2,1×104
0,32
0,8
0,9
0,75
0,55
0,78
1,5
0,72
2600
11
0,22
1,2
2,4
0,7
15×103

12
2,0×104
0,33
0,9
0,8
0,75
0,5
0,83
1,55
0,73
2500
12
0,21
1,25
2,5
0,5
14×103

13
3,4×104
0,34
0,8
0,9
0,75
0,6
0,85
1,6
0,74
3000
10
0,20
1,3
2,6
0,6
16×103

14
3,5×104
0,35
0,9
1,0
0,75
0,64
0,9
1,65
0,75
3100
9
0,25
1,0
2,7
0,55
16×103

15
2,5×104
0,36
0,8
0,9
0,75
0,55
0,7
1,7
0,76
3200
8
0,26
1,1
2,8
0,6
17×103

16
2,6×104
0,37
0,9
0,8
0,75
0,5
0,8
1,4
0,77
3300
11
0,27
1,2
2,9
0,7
17×103

17
2,7×104
0,38
0,8
0,8
0,75
0,6
0,7
1,35
0,78
2900
12
0,28
1,3
3,0
0,5
18×103

18
2,8×104
0,39
0,9
0,9
0,75
0,62
0,85
1,3
0,79
2800
10
0,29
1,15
3,1
0,6
16×103

19
2,9×104
0,4
0,8
1,0
0,75
0,64
0,9
1,4
0,8
2700
9
0,30
1,25
3,2
0,55
15×103

0
3,0×104
0,29
0,9
0,9
0,75
0,5
0,8
1,3
0,75
3400
11
0,32
1,05
3,3
0,7
18×103

3.4 Общие сведения

Ковшовые погрузочные машины предназначены для механизированной погрузки разрыхленной горной массы в вагонетки, на конвейеры и другие транспортные средства при проведении горных выработок.

По способу погрузки они делятся на машины периодического действия с нижним захватом - ППН, с боковым - ППБ, верхним - ППВ, а также с прямой погрузкой (непосредственно из ковша в транспортные средства) и ступенчатой (через перегрузочный конвейер), т.е. ковш разгружается сначала на конвейер, а с конвейера - в транспортные средства.



1 - ковш; 2 - кулиса; 3 - корпус; 4 - коробка управления ходой частью; 5 - ограждение; 6 - коробка управления механизмом подъема ков; 7 - механизм подъема ковша с пневмодвигателем; 8 - ходовая часть; 9-подножка машиниста; 10 - пневмодвигатель хода (2 штуки; у остальных одному)

Рисунок 4 -.Погрузочная машина типа ППН-3



Рисунок 5 - К определению силы тяги погрузочной машины
3.5 Расчет параметров машины

3.5.1 Сопротивление внедрению ковша определяется по формуле (1)

, Н (1)

где КF, h, b, kф, kк
  1   2   3

Лекции
Лабораторные
Справочники
Эссе
Вопросы
Стандарты
Учебный материал
© nashaucheba.ru
При копировании укажите ссылку.
обратиться к администрации