- •Методические указания
- •Методические указания к выполнению курсовой работы по дисциплине «Механическое оборудование карьеров»
- •346428, Новочеркасск, ул. Просвещения, 132
- •Мирный с.Г., Асеева а.Е., 2000 введение
- •1 Содержание, объем, структура и общие требования к курсовой работе
- •1.6 Выбор бурового станка
- •2 Режимы бурения и расчет их основных
- •2.1 Расчет параметров бурения резанием (шнековое бурение)
- •2.2 Расчет параметров шарошечного бурения
- •2.3 Режимы ударно-вращательного бурения и расчет их основных параметров
- •3 Производительность буровых станков
- •4 Определение нагрузки на рабочее
- •4.1 Сопротивление резанию горных пород при их экскавации
- •4.2 Определение линейных размеров и масс основных элементов рабочего оборудования
- •5 Усилия, действующие на рабочее оборудование, и расчет мощности приводов одноковшовых экскаваторов
- •5.1 Прямая мехлопата
- •5.2 Драглайн
- •5.3 Мощность привода ходового механизма шагающего
- •5.4 Определение диаметра и длины каната исполнительного
- •5.5 Кинематические схемы приводов основных механизмов
- •Канаты исполнительных механизмов одноковшовых экскаваторов
- •5.6 Многоковшовые цепные экскаваторы
- •5.7 Роторные экскаваторы
- •Литература
3 Производительность буровых станков
Современные буровые станки являются машинами циклического действия, что обусловлено технологией ведения горных работ и их конструктивным исполнением. В течение смены время Тс расходуется как на бурение скважины, так и на выполнение многочисленных вспомогательных операций: установку станка на заданной отметке, наращивание бурового става по мере углубления скважины, разборку бурового става, замену изношенного инструмента, перемещение станка к отметке следующей скважины. Принятая технология в значительной степени определяет эксплуатационную сменную производительность, м/смену:
(60)
где Тс - продолжительность смены, мин;
КИ - коэффициент использования станка во времени смены, КИ = 0.60.8;
Тп.з. - продолжительность подготовительно-заключительных операций, Тп.з. = 3045мин;
tб и tв - удельные затраты времени на бурение и выполнение вспомогательных операций (на 1 м скважины) соответственно, мин/м.
В свою очередь величина tб подсчитывается из выражения
(61)
где Vб - механическая скорость бурения, рассчитанная по одной из формул (32), (46)-(48), (57) для конкретного типа бурового станка.
Величина tв может быть подсчитана из выражения
(62)
где t1 - удельные затраты времени на переезд от скважины к скважине с учётом установки (горизонтирования) и снятия станка с домкратов (t1 = 0.4... 1.5 мин/м);
t2 - -"- на замену долота, мин/м;
tз - -"- на подъём бурового става со скоростью маневровой подачи VП.М. ,мин/м;
t4 - -"- на перехват гидропатрона (для шпиндельной схемы подающего механизма t4 = 0);
t5 - -"- на сборку и разборку бурового става.
Таким образом, tв можно представить выражением
, (63)
где tnep - время на переезд от скважины к скважине с учётом установки и снятия с домкратов, мин;
tз.д. - время замены долота (tз.д. = 2...3 для шарошечных станков и 3…4 для станков шнекового бурения), мин;
Lд - стойкость долота, м;
Н - глубина скважины, м;
L - длина одной секции штанги, м;
tk - время подвода и отвода кассеты, мин;
to.ш. - время отвинчивания штанги, мин;
tО.В, tП.В. - время соответственно, опускания и подъема вращателя или вертлюга, мин.
Для большинства современных буровых станков удельные затраты времени tв на выполнение вспомогательных операций составляют 2 мин на 1 м скважины.
4 Определение нагрузки на рабочее
ОБОРУДОВАНИЕ И МОЩНОСТИ ПРИВОДОВ
ГЛАВНЫХ МЕХАНИЗМОВ ЭКСКАВАТОРОВ
4.1 Сопротивление резанию горных пород при их экскавации
Сопротивление резанию - способность горной породы сопротивляться механическому воздействию, вызывающему совокупность напряжений сжатия, растяжения и сдвига, преодоление которых завершается разрушением породы и отделением от массива кусков и слоев. Сопротивление породы резанию обычно характеризуется удельным сопротивлением чистому резанию , МН/м2 , т.е. усилием, отнесенным к единице площади поперечного сечения вырезаемого пласта породы.
Величина изменяется в широких пределах, т. к. зависит от режима работы, параметров рабочего органа и физико-механических свойств породы (табл. 1.3 книги [2]).
В зависимости от трудности разрушения пород «Едиными нормами и расценками (ЕНиР)», принятыми в 1969 г., установлена классификация горных пород, состоящая из девяти групп, пять из которых разрабатываются без применения буровзрывных работ. Для каждой группы профессорами Н.Г. Домбровским и Ю.И. Беляковым были экспериментально установлены удельные сопротивления копанию , МН/м2 основными видами экскаваци-онного оборудования.
Д
э
,
(64)
где См - прочность породы в массиве по сцеплению (табл. 4.1), а более точные значения приведены в табл. 1.3 книги [2];
э - коэффициент, учитывающий изменение вместимости ковша (изменяется от 1.1 до 0.7 при вместимостях ковша Е от 2 до 20 м3).
Таблица 4.1
Прочность породы по сцеплению в массиве
Порода |
Коэффициент крепости f |
Прочность породы, МН/м2 |
|
в куске Ск |
в массиве См |
||
Мягкая |
0.6 и менее |
0.03 и менее |
0.03 и менее |
Плотная |
1.6 ... 1.9 |
0.07 ...0.3 |
0.03 ...0.15 |
Полускальная |
1.9... 6 |
0.3 ... 4 |
0.15 ... 0.8 |
Скальная |
Более 6 |
Более 4 |
Более 0.8 |
Удельное сопротивление копанию взорванных пород (f 6) определяют по уравнению
(65)
где kF - коэффициент разрыхления;
S - глубина снимаемой стружки, м;
Dср - средний линейный размер куска, м.
Для роторных экскаваторов при выемке плотных и полускальных пород, а также крепких утлей величину kF следует определять с учетом конкретных структурно-прочностных показателей пород в массиве по выражению
,
(65)
где ск и сж - предел прочности породы на скалывание и сжатие, МНм2, соответственно (табл. 1.4 книги [2] или прил. 3);
2 - угол внутреннего трения.
Величину kF можно также определить как функцию прочности породы в куске Ск (табл. 4.1) и теоретической производительности экскаватора Qm с учетом максимально допустимого размера куска породы в экскавируемой массе из выражения
(67)
где А, В и D - коэффициенты, значения которых для dcp O.3, 0.3 dcp 0.5 и 0.5 dcp 0.7 м принимаются равными А = 0.5, 0.4 и 0.3; В = 0.15, 0.11 и 0.1; D = 40, 60 и 70 соответственно.