Удельные энергозатраты на разрушение угля

Комбайны	Установленная мощность привода, кВт	Мощность пласта, м	Ширина захвата, м	Средние удельные энергозатраты
Тип	Типоразмер по ГОСТ 11986-83	Нw (МДж/т)	при	кН/м
2 УК	ПУ5	2х75	0,65	0,8	1,19	1,98	2,78
К-102	ПУ6	2х75	0,82	0,63	1,30	2,63	5,30
1К-101	ПУ8		1,05	0,8	1,12	3,53	-
МК-67	ПУ8		1,05	0,8	1,08	2,13	3,46
2К-52	ПУ10		1,3	0,8	0,94	2,02	3,68
2К-52	ПУ13		1,62	0,8	0,87	1,95	4,04
1ГШ-68	ПУ10	132х2	1,3	0,63	1,08	1,91	3,14
1ГШ-68	ПУ13	160х2	1,62	0,63	0,83	1,48	2,24
1ГШ-68	ПУ16	160х2	2,05	0,63	0,83	1,59	3,32
КШ-3М	ПУ16		2,05	0,63	0,80	1,52	2,99
КШ-3М	ПУ20		2,6	0,63	0,69	1,44	2,85
К-120	ПУ35		4,25	0,5	0,69	1,12	1,55

2.6. По эмпирической зависимости определяется среднее значение усилия резания на передней грани резца (кН)

,

где - сопротивляемость угля резанию[†], кН/м;

в – ширина режущей кромки резца, м;

y - угол бокового развала борозды резания, …^о.

Для вязких углей и антрацитов ;

для хрупких ;

К_ψ – коэффициент, учитывающий влияние хрупко-пластичных свойств угля; К_з – коэффициент обнажения забоя;

К_у – коэффициент, учитывающий влияние угла резания;

К_от – коэффициент учитывающий степень отжима угля;

К_ф – коэффициент, учитывающий влияние формы передней грани резца;

β – угол наклона резца к направлению подачи, …^о.

Ширина режущей кромки (в) в зависимости от типа резца может быть равной 0,3-1,4 см. Меньшие значения соответствуют резцам широкозахватных комбайнов.

Рекомендую принимать ширину режущей кромки резца по таблице 3. Если вы не нашли параметров резца выбранного комбайна, посмотрите на сайте завода изготовителя.

Коэффициент обнажения забоя определяется

.

Эмпирические коэффициенты р, q, r вычисляются

р = 126 h_ср + 2,26;

q = 1,36 – 22 h_ср;

r = 0,33 + 0,0019/h_ср.

Таблица 3

Основные параметры резцов

Коэффициент К_у, учитывающий влияние угла резания на формирование усилий на переднюю грань резца, определяется по данным табл. 4.

При применении механизированных крепей расчетную величину коэффициента отжима следует увеличивать на 10-15%, но принимать не более единицы.

Таблица 4

Значение коэффициента влияния угла резания К_у

Коэффициент отжима К_ОТ угля вычисляется по эмпирическим зависимостям, приведенным в табл. 5.

Таблица 5

Значение коэффициента отжима К_от

Характеристика углей	Значение коэффициента отжима углей Кот
Вязкие марок Г и Ж (Карагандинский, Кизиловский бассейны)	Вязкие марок Г и Д (Донецкий, Кузнецкий бассейны)	Хрупкие марок К, Т и Ж (Кузнецкий, Донецкий бассейны)
Формулы вычисления коэффициента отжима

Коэффициент формы передней грани резца (К_ф) принимается:

для резцов с плоской передней гранью … 1;

для резцов с выпуклой передней гранью … 0,90-0,95;

для резцов с клиновидной гранью … 0,85-0,90.

Угол наклона оси резца к направлению подачи комбайна (β) определяется конструкцией исполнительного органа и принимается в пределах от 0^о до 45^о. Основная часть резцов на исполнительном органе, исключая боковые, имеет β = 0^о.

2.7. По величине усилия на передней грани резца рассчитывается суммарное значение силы резания (кН)

Z_ср = Z_n +f΄(у₁ – у₂),

где у₁ – сила, отжимающая резец от забоя, кН; f΄ - коэффициент сопротивления резанию (принимается в пределах 0,38-0,44, причем меньшие значения соответствуют углям с высокой сопротивляемостью резанию); у₂ – средняя сила подачи на остром резце, кН и определяется, как

у₂ = К_п Z_n.

Здесь К_п – коэффициент влияния пластичных свойств угля на усилие подачи, равный для вязких углей 0,7; для хрупких – 0,6; для весьма хрупких – 0,5.

Сила, отжимающая резец от забоя у₁, вычисляется

у₁ = К_об R_сжS_з + К_п Z_n,

где R_сж – временное сопротивление угля одноосному сжатию, кН/м²; К_об – коэффициент влияния объемного состояния угля под задней гранью резца на величину усилия подачи, вычисляемый:

,

где а΄ - коэффициент, учитывающий влияние хрупко-пластичных свойств на объемное состояние угля (принимается для вязких углей 0,35; хрупких 0,30; весьма хрупких 0,25).

Временное сопротивление одноосному сжатию определяется в зависимости от сопротивления резанию по следующим выражениям:

Проекция площадки затупления резца S_з на плоскость резания определяется

S_з = К_фр Δ_и в,

где Δ_и – линейный износ по задней грани резца, м;

в – ширина режущей кромки резца, м;

К_фр – коэффициент влияния формы режущей кромки резца на величину проекции площадки затупления резца. Для резцов с плоской режущей кромкой 1,0; с овальной – 0,8; с клиновидной – 0,65 [8].

Для резцов стругов величина S₃, принимается в пределах (2…4) 10^{-4 м2}.

Коэффициент влияния толщины среза на усилие подачи К_п может также определяться по эмпирической зависимости

.

2.8. Зная усилие резания на одном резце и количество резцов, находящихся в контакте с забоем, можно рассчитывать мощность привода, затрачиваемую на разрушение угля каждым исполнительным органом комбайна, кВт:

для опережающего органа

Р_р = Z_срn_pV_р;

для отстающего

Р΄_р = Z΄_срn΄_pV΄_р,

где Z_ср, Z΄_ср – усилия резания соответственно опережающего и отстающего исполнительного органа, кН;

V_р, V΄_р – скорость резания опережающего и отстающего исполнительного органа, м/с.

2.9. Суммарная мощность, расходуемая на резание (кВт)

Р _{Σ р} = Р_р + Р΄_р.

Как говорилось выше, мощность привода комбайна определяется, как сумма расхода мощности на резание полезного ископаемого, погрузку и перемещение.

Р = Р _{Σ р} + Р_пог + Р_п .

Поскольку при выполнении расчета мощности на резание вы уже поняли насколько важно соблюдение параметров, то для дальнейших расчетов в данной курсовой работе необходимо и достаточно, чтобы выполнялось условие[‡]

,

где соответственно максимальная и минимальная устойчивая мощность двигателя.

Возможен случай, когда скорость подачи исполнительного органа, принятая при расчете производительности комплекса, не обеспечивается установленной мощностью привода комбайна. На профессиональном сленге говорят - «двигатель горит». Вероятен и другой вариант, когда привод исполнительного органа работаетс недогрузкой, «двигатель висит». Поэтому очень важно решить вопрос устойчивой работы двигателя на основании проверочного расчета мощности привода добычной машины, определяемой условиями эксплуатации оборудования и, в первую очередь, сопротивляемостью полезного ископаемого (угля) резанию.

2. Выбор механизированного комплекса

Условие выполнено, следовательно, можно выбирать механизированный комплекс.

Механизированным комплексом, в общем случае, называют группу машин, которые взаимосвязаны техническими параметрами и используются для решения определенной технологической задачи.

Следовательно, если по тем или иным показателям вам не подходят отдельные машины или оборудования, не обязательно выбирать стандартный комплекс.

Например, по вашим расчетам выбранный комбайн прошел соответствующий отбор по устойчивой мощности, а крепь стандартного комплекса не отвечает требованиям, тогда необходимо подобрать крепь с потребными параметрами.

Иногда, при достаточно больших углах падения пласта, по ЕПБ при углах выше 9⁰, требуется предусмотреть предохранительную лебедку.

При выборе лебедки, предпочтение необходимо определить на основании расчета.

В любом случае подбор машин и оборудования производится в соответствие с заданием и с обоснованием данного выбора.

4. Расчет производительности

Производительность комплекса зависит от условий эксплуатации машин и определяется конструктивной особенность и техническими возможностями оборудования. Различают теоретическую Q, техническую Q_т и эксплуатационную Q_э производительности.

4.1. Теоретическая производительность рассчитывается для условий непрерывной работы комплекса с максимально возможной для конкретных условий скоростью подачи комбайна.

Она является исходной для расчета технической и эксплуатационной производительности, по ней производится выбор транспортных средств, применяемых в комплексе (агрегате), из условия Q_гр³Q, где Q_гр – теоретическая производительность транспортных средств.

Теоретическая производительность определяется следующим образом:

а) для забойного оборудования флангового действия – комбайновая выемка (т/мин)

Q = 60 Bm V_ng,

где В – ширина захвата комбайна, м;

m – средняя мощность пласта;

V_n – скорость подачи комбайна, м/с;*

g - плотность полезного ископаемого, т/м³.

б) для комплексов и агрегатов фронтального действия (струговые установки) ширина захвата В равна толщине h, снимаемой за один проход исполнительного органа. Тогда производительность установки определится (т/мин)

Q = 60 mh V_pg.

Толщину стружки, отделяемую стругом для углей сопротивляемостью резанию кН/м, рекомендуется определить по эмпирической зависимости, м [3]

.

Для агрегатов непрерывного действия, оборудованных конвейероструговой установкой, теоретическая производительность равна

Q = 60 LmV¢g,

где L – длина забоя, м; V¢ - скорость подачи конвейероструга на забой, м/с.

4.2. Техническая производительностьопределяется с учетом потери времени на выполнение вспомогательных операций, присущих данному комплексу (агрегату), включая устранение отказов. Для цикличной технологии расчет производительности рекомендуется выполнять в интервале выемочного цикла

Q_т = Q К_Т,

где К_Т – коэффициент технически возможной непрерывной работы выемочного оборудования. Он определяется

,

где Т – время непрерывной работы выемочной машины, с;

Т_во – время выполнения вспомогательных операций.

Для комбайновой выемки Т и Т_во определяются в интервале одного цикла.

Время непрерывной работы в расчете на цикл определяется

.

Время выполнения вспомогательных операций включает в себя

Т_во = Т_м + Т_к + Т_зи + Т_в,

где Т_м – время на выполнение маневровых операций;

Т_к – затраты времени на выполнение концевых операций;

Т_зи – затраты времени на замену режущего инструмента;

Т_в – время простоев в неплановых ремонтах (время восстановления).

Время выполнения маневровых операций комбайна, (с)

,

где V_м – максимальная скорость перемещения (перегона) комбайна без нагрузки, м/с.

В случае челноковой выемки угля Т_м = 0.

Следует помнить, что затраты времени на выполнение концевых операций включают:

- время на зарубку комбайна;

- перемонтаж погрузочного устройства;

- изменение положения исполнительного органа комбайна;

- передвижение крепи сопряжения и головки главного конвейера.

На практике принимаются по результатам хронометражных наблюдений или данным практики (средние значения 600-1500 с).

В пояснительной записке курсовой работы данная величина должна быть обоснована с учетом плана организации работ (труда) в очистном забое, а так же количества секций крепи сопряжения и головки главного конвейера и расчетного времени на их передвижку.

Затраты времени на замену режущего инструмента рассчитываются по величине удельного расхода резцов, с:

Т_зи = ВmLgZt_з,

где Z – величина удельного расхода резцов, шт/т;

t_з – время на замену одного резца, с.

Величина удельного расхода резцов определяется в зависимости от класса абразимости угля ( таблица 6).

Дата добавления: 2014-11-20; просмотров: 1043; Нарушение авторских прав

Мы поможем в написании ваших работ!