2. Расчёт режимных параметров погрузочных машин

Режимные параметры погрузочных машин позволяют оценить соответствие мощности двигателей машины горно-геологическим и горно-техническим условиям погрузки, определить время на погрузку горной массы в проходческом цикле или при очистной выемке.

2.1. Расчет параметров погрузочных машин периодического действия

Режимными параметрами погрузочных машин являются сцепной вес машины, мощность приводов механизма передвижения и механизма подъёма ковша и производительность.

Сцепной вес - вес, приходящийся на приводные колеса, кН.

При всех приводных колёсах сцепной вес равен весу машины, т.е. P_сц = G_m.

Мощность двигателей ходовой части (кВт) рассчитывают по формуле:

N =К^с ,кН

где К^с = 1,2 - коэффициент неучтенных сопротивлений; Ψ – коэффициент сцепления ходового механизма: при колёсно-рельсовом ходе он равен 0,22-0,26; при мневмоколёсном – 0,4-0,55; при гусеничном – 0,75-0,85; V_р- скорость движения машины при рабочем ходе, м/с; η = 0,8-0,85 - КПД редуктора ходовой части.

Мощность двигателя (кВт) погрузочного органа:

где W_з – сила сопротивления породы зачерпыванию рабочим органом (ковшом, гребком, лапами), Н; V – скорость движения погрузочного органа при зачерпывании породы, м/с; η` = 0,8 – КПД редуктора погрузочного органа.

Сопротивление (Н) пород зачерпыванию ковшом, гребком или лапами может быть определено по формуле:

W_з = b·l_внk_з,

где b – ширина ковша, м; l_вн = (2-3)а, м; а – размер погружаемого куска, м; k_з – удельное сопротивление породы при зачерпывании, Н/м² (для скальных пород k_з = 35000-40000 Н/м²).

Техническая производительность машин, т/мин.:

где V_k – объём ковша (гребка) машины, м³; k_н – коэффициент наполнения ковша (гребка) породой,

k_н = k_тk_м;

k_т – коэффициент, учитывающий наполнение ковша в зависимости от крупности кусков и плотности горной массы (табл. 2); k_м – коэффициент, учитывающий наполнение ковша в зависимости от сцепного веса и крупности кусков машины (табл. 3); γ – плотность разрыхленной горной массы, т/м³; t_ц – время одного цикла движения ковша (гребка), с.

Эксплуатационная производительность машин, т/ч.:

где G_в – грузоподъёмность вагона, бункерного вагона и бункерного поезда, т; t_в = t_п+ t_о+ t_с – продолжительность погрузки одного вагона, бункерного вагона, бункерного поезда, с; t_п = время наполнения вагона, бункерного вагона, бункерного поезда, с; t_о = время обмена вагона, с; t_с = время на смену состава, отнесённое к одному вагону, бункерному поезду, с.

Таблица 2

Значения коэффициентов k_т

Плотность горной массы, т/м3	Средняя кусковатость породы, мм
	100	200	300	400
	Коэффициент kт
1,5 2,0 2,5 3,0	1,0 0,9 0,75 0,6	0,8 0,7 0,6 0,45	0,6 0,5 0,4 0,35	0,3 0,25 0,2 0,15

Таблица 3

Значения коэффициентов k_т и k_м

Сцепной вес машины, кН	Средняя кусковатость породы, мм
	100	200	300	400
	Коэффициент kм
15-20 30-50 50-60 70 и выше	0,4 0,65 0,85 1,0	0,3 0,45 0,65 0,75	0,25 0,35 0,45 0,55	0,15 0,25 0,35 0,4

Время наполнения вагона горной массы

где k_р = 1,1 – коэффициент, учитывающий время, затрачиваемое на ремонт и техническое обслуживание машины во время смены.

Время обмена гружёного вагона на порожний:

t_о = 2l/v_ср+t_сц,

где l – расстояние от машины до пункта обмена вагонов, м; v_ср – средняя скорость откатки вагонов, м/с (вручную 0,6-1,0 и электровозом 1,5-3,0 м/с); t_сц – время на расцепку вагонов, прицепку к составу, с. Если погрузка состава производится с применением бункерных вагонов, бункерных поездов или перегружателя без расцепки вагонов, t_сц = 0.

Время (с) обмена составов, отнесённое к одному вагону, t_с = t_p/n, где t_p – время между подачей составов под погрузку, с; n – число вагонов в составе. Если вся горная масса, отбитая в забое, грузится в один состав или бункерный поезд, t_с=0.

Общее время (с) погрузки вагона:

Таким образом, эксплуатационная производительность (т/ч) машины может быть найдена из выражения: