Добавил:

Upload Опубликованный материал нарушает ваши авторские права? Сообщите нам.

Вуз:

Житомирский государственный технологический университет

Предмет:

[НЕСОРТИРОВАННОЕ]

Файл:

писюн.docx

Скачиваний:

Добавлен:

01.07.2025

Размер:

1.09 Mб

Скачать

☆

1 / 41 2 3 4 > Следующая >>>

ВСТУП

На відкритих гірничик роботах використовуються сотні моделей машин і устаткування. Вони зазвичай класифікуються за природою за виконану роботу, тобто на основі технології. На основі обладнання для відкритих гірських робіт складається з семи класів:

1.Машини для підготовки видобутку днопоглиблювальних робіт.

2.Виймально-навантажувальні машини.

3.Виймально-транспортуючі машини.

4.Транспортні машини.

5.Відвало-виникаючі машини.

6.Сорторово-обагачувальне обладнання .

7.Машини для допоміжних робіт.

Кожний наступний клас машини можна розділити на групи. У рамках кожної групи існують типи, які відрізняються один від одного не характером роботи, а тільки конструкцією окремих вузлів або всієї машини загалом.

Нарешті, кожен тип машини має кілька стандартних розмірів (моделі), в основному у конструкції, але відрізняються між собою за ефективністю, параметром робочого обладнання, вага тощо.

Відповідно до цієї класифікації, наприклад, одноковшовий кар’єрний екскаватор ЕКГ-2, оснащений прямою лопатою, знаходиться в класі виймально-навантажуючих , в групі одноковшових екскаваторів відноситься до типу пряма лопата типу розмірів 3,2 м³.

На додаток до ділення технологічних саду всі гірничодобувних машин може бути класифіковані подальшого основі роботи енергії та енергетичного обладнання, навігаційне обладнання, відповідно до методу розкопок, вагу і інші конструктивні характеристики.

Кожна машина складається з:

1)робочого обладнання, безпосередньо виконуючого технологічну операцію;

2)силове обладнання;

3)механізми трансмісії, пов'язуючи робочі устаткування і;

4)система управління для включення і відключення індивідуальної 5)механізмів; навігаційне обладнання, надання транспортно-технологічний трансфер машин;

Робоче устаткуванняРабочее і передаточні механізми для машин кожного класу і кожної групи різні і визначаються роботами, виконаними машиной (буріння, земельна розробка, транспортування і т.д.)

Силове устаткування, а також механізми керування для великої частини гірничих машин , що використовуються на відкритих виробках, однакові, так як залежать тільки від умов та місця експлуатації машини. Так, основна частина бурового і виймально-навантажуючого устаткування має електропривід, тоді як виймально-транспортуючі машини і екскаватори, працюючи в умовах відсутності ліній електропередач, оснащуються двигунами внутрішнього згорання.

1 Основна частина

1.1 Розташування обладнання на поворотній платформі і конструктивна схема екскаватора

Крокуючі драглайни в СССР випускалися на двох заводах: НЗКМ ім. В. І. Леніна і УЗТМ ім.. С. Оржанікідзе. Типажем передбачено створення або базових моделей з ковшами місткістю 5-125 м³ при довжині стріли від 45 до 100-125 м і вагою до 16000т.

Драглайни використовуються на кар’єрах при без транспортних системах розробки в умовах, де довга стріла дає їм перевагу над механізмами при недостатній несучій здатності грунту, або в умовах де потужність на розкрив досягає величин, які не можуть бути відроблені за допомогою зачистки.

Для екскаваторів ЕШ-5/45 і ЕШ-10/60 характерне використання трьохгранних трубчастих стріл. До 1968 р. на всіх драглайнах УЗТМ використовувалась вантово-матова стріла. З 1968 р. екскаватор ЕШ-15/90Б, а внаслідок і всі інші моделі завода випускаються з трьохгранной трубчастой стрілой, яка має більш високу надійність і експлуативно-технічні показники.

У екскаваторів ЕШ-5/45 і ЕШ-10/60 (ІКМЗ) застосовуються крокуючі прилади механічного типу ексцентрикове або кривошипно-шарнірне. Всі драглайни, які випускалися на УЗТМ, мають ричажно-гідравлічний хід, за виключенням проектую чого драглайна ЕШ-80/100, у якого передбачується створення гідравлічного механізму руху з повним відривом бази від землі.

При експлуатації драглайна ЕШ-80/100 використаний ряд нових рішень, збільшуючи надійність вузлів машини, більше високоякісні сталі з границею міцності 70кГ/мм². В системі керування екскаватором передбачується автоматизація операції підйома навантаженого ковша до голови стріли за найбільш оптимальною траєкторією, а також забезпечення постійного натягнення підйомних канатів, що виключає можливість падіння ковша з кромки забою, визиваючого аварійні зусилля на стрілу, і знижує динамічні навантаження при відриві ковша від землі

Розташування механізмів на поворотній платформі ЕШ – 25/100

Расположение основных агрегатов и механизмов на экскаваторах ЭШ – 15/90А и ЭШ – 15/90Б аналогично.

Оборудование на поворотной платформе экскаватора ЭШ – 25/100 размещено более рационально, чем на экскаваторе ЭШ – 14/75: подъемная лебедка 1 сдвинута в крайнее заднее положение. Лебедки подъема 1 и тяги 2 развернуты в плане 180⁰ по отношению к положению, которое они занимали на экскаваторе ЭШ – 14/75. Механизмы поворота 3 расположены симметрично относительно оси вращения. Каждый из унифицированных механизмов подъема и тяги состоит из двух барабанов, приводимых во вращение четырьмя электродвигателями.

Мотор-генераторные агрегаты 4 размещены в центральной части платформы. Вес агрегатов, расположенных в задней части поворотной платформы, у экскаваторов ЭШ – 15/90 и ЭШ – 25/100 создает момент, достаточный для устойчивости экскаваторов, что позволило избавиться от специального противовеса (балласта).

В передней части платформы расположено направляющее устройство для тяговых канатов 5 (пунктиром показана установка блоков для упряжи с четырьмя тяговыми канатами и безарочным ковшом). Слева и справа платформы размещены насосные установки 6, обслуживающие гидроцилиндры 7 шагающего устройства. Стреловая лебедка 8 находится в заднем, а трансформаторы 9 в переднем откосе первого яруса поворотной платформы.

На втором ярусе поворотной платформы расположены приборы электрооборудования, установка для кондиционирования воздуха и кабина машиниста.

1.2 Расчет производительности экскаватора

1.2.1 Теоретическая производительность Q_T_,м³/ч:

Q_T= 60·Е· n_s, (1.1)

где Е – емкость ковша, м³;

n_s - количество ковшей, разгружаемых в минуту.

Для одноковшовых экскаваторов:

n_s=60/t_ц, (1.2)

где t_ц – время цикла.

Подставляя формулу (1.2) в формулу (1.1) получим Q_T для одноковшовых экскаваторов:

Q_T=3600·Е / t_ц (1.3)

Для данной машины теоретическая производительность всегда одина - кова и, повысить ее можно, внося усовершенствования в конструкционную машину. Теоретическая производительность позволяет сравнить различия машин и оценить их совершенство:

Q_T= 3600·15/63 = 857 м³/ч.

1.2.2 Техническая производительность – максимальная производительность для данного экскаватора при ее непрерывной работе в данном забое. Сравнивая техническую производительность экскаваторов, рассчитанную для одноковшовых, можно выяснить какая машина лучше подходит для данных условий. Техническая производительность Q_T_ЕХ, м³/ч определяется по формуле:

Q_T_ЕХ= 3600·Е·К_Н/ К_Р· t_ц , (1.4)

где К_Н, К_Р - коэффициенты наполнения и разрыхления породы соответственно.

К_Н=0,8-1,1 ; К_Р =1,1-1,4.

Q_T_ЕХ= 3600·15·1/ 1,2· 63=714 м³/ч.

1.2.3 Эксплуатационная производительность определяется по формуле:

Q_э = Q_T_ЕХ ·К_И, (1.5)

где К_И- коэффициент использования экскаватора во времени.

К_И= 0,55-0,8 – для жд транспорта; К_И=0,8-0,9 – для авто и конвейерного транспорта.

Q_э = 714 ·0,6=428,4 м³/ч.

1.2.4 Сменная производительность определяется по формуле:

Q_см = Q_э ·Т_см, (1.6)

где Т_см - продолжительность смены ,8-12 часов.

Q_см = 428·8= 3424 м³/см.

1.2.5 Суточная производительность определяется по формуле:

Q_сут = Q_см · п_см , (1.7)

где п_см - количество смен в сутки (3).

Q_сут = 3424 ·3=10272 м³/сут.

1.2.6 Годовая производительность определяется по формуле:

Q_год= Q_сут · п_, (1.8)

где п – число рабочих дней в году( 251).

Q_год=10272 ·251=2578272 м³/год.

2 Специальная часть

2.1 Определение линейных размеров весовых характеристик экскаваторов

Определяем весовые характеристики и линейные размеры рассчитываемого экскаватора. Полученные данные заносим в таблицу 2.1 и сравниваем их с экскаватором аналогом ЭШ-10.

Значения масс и линейных размеров конструктивных элементов одноковшовых экскаваторов необходимые для определения усилии, возникающие при работе экскаватора могут быть вычислены по эмпирическим формулам. Масса (т) всего экскаватора определяется по формуле:

т _экс = К_экс·Е,т (2.1)

где К _экс – коэффициент удельной массы экскаватора численно равный отношению массы экскаватора и вместимости ковша, К_экс=50-110т/м³;

Е – вместимость ковша,м³.

т_экс=80·15=1200т.

По величине т экскаватора определяем линейные размеры отдельных конструктивных элементов:

L=K_L ,м (2.2)

где K_L – коэффициент линейных размеров отдельных конструктивных элементов.

Ширина платформы

L=1,2 =12,75м.

Высота кузова

L_к=0,9 =9,6м.

Радиус задней стенки кузова

L_зс=1,3 =13,8м.

Длина стрелы драглайна

L_стр=8 =86м.

Высота пяты стрелы

L_пс=0,5 =5,31м.

Радиус пяты стрелы

R_пс=0,6 =5,3м.

Максимальная высота копания

Н_.коп=4,6 =48,9м.

Максимальная высота разгрузки

Н_раз =2,5 =26,6м.

Максимальный радиус копания

L_коп= 7,55 =80,2м.

Максимальный радиус разгрузки

L_раз=7,48 =80м.

Высота базы

Н_б=0,2 =2,12м.

Таблица 2.1 - Линейные размеры и весовые характеристики экскаватора

Параметры

Обозначения

ЭШ 15/90А-аналог

Расчетные данные

Емкость ковша, м³

стандартного

сменного

Продолжение таблицы 2.1

Параметры	Обозначения	ЭШ 15/90А-аналог	Расчетные данные
Угол наклона стрелы, градус	α	30	30
Длина стрелы, м	L_стр	90	86
Высота пяты стрелы, м	L_пс	5,78	10,62
Радиус пяты стрелы, м	R_пс	-	5,3
Максимальный радиус разгрузки ,м	L_раз	83,2	80
Максимальная высота разгрузки, м	Н_раз	37,3	26,6
Максимальный радиус копания, м	L_коп	83,2	80,2
Максимальная глубина копания, м	Н_.коп	42,5	48,9
Ширина кузова, м	l_ш	16,8	12,75
Высота базы, м	Н_б		2,12
Размеры ковша, м ширина длина высота	в l h	- - -	2,8 3,36 1,54
Масса экскаватора, т	т _экс	1620	1200
Масса ковша, т	т_кд	-	19,67

3 Определение массы основных узлов экскаватора

3.1 Масса ковша:

т_кд= С_кд1 ·(С_кд2+С_кд3 ·Е) , (3.1)

где С_кд1,С_кд2,С_кд3– коэффициенты ,приведенные в таблице 3.1.

К массе ковша следует добавить массу упряжи у драглайна 10% массы ковша и в дальнейших расчетах пользоваться массами упряжи.

С_кд1 = 0,7; С_кд2= 2,7;С_кд3= 0,12.

т_кд= 0,7·(2,4+0,12 ·10) т.

3.2 Масса стрелы и рукояти

Масса стрелы драглайна т_сд определяется по формуле:

т_сд = С_сд· т_кд · L_с , (3.2)

где С_сд - расчетный коэффициент; С_сд=0,11-0,08;

т_кд – масса ковша драглайна ,т;

L_с - длина стрелы, м.

т_сд = 0,1· 79,7· 19,667= 156,8т.

3.3 Масса ковша с породой т_к+п определяется по формула:

т_к+п= т+(Е ·γ _п/К_р) , (3.3)

где γ _п – плотность породы в целике, γ _п =1,8-2,5т/м³;

К_р – коэффициент разрыхления породы, К_р = 1,25.

т_к+п = 19,67+(15 ·2/1,25)=43,67 т.

3.4 Масса вращающихся частей экскаватора

Масса поворотной платформы с механизмами т_пл определяется по формуле:

т_пл = К_т_пл· т_экс , (3.4)

К_т_пл - коэффициент массы определяемый по таблице 3.5 ,К_т_пл= 0,70-0,80.

т_пл = 0,8 ·1200=960т.

3.5 Линейные размеры ковша определяются по формулам:

Ширина ковша

в = 1,15 , (3.5)

в = 1,15 .

Длина ковша

l =1,2 в, (3.6)

l =1,2·2,8=3,36м.

Высота ковша

h =0,55 в , (3.7)

h =0,55 ·2,8= 1,54м.

4 Расчет нагрузок на рабочее оборудование экскаватора

По расчетным линейным размерам вычерчиваются схемы для трех положении экскаватора:

1. Период копания.

2. Период поворота груженого ковша к месту разгрузки.

3. Период поворота порожнего ковша к забою.

Формирование нагрузок на рабочее оборудование экскаватора зависит от положения рабочего оборудования экскаватора и от принципа работы.

4.1 Усилие в тяговом канате

Сопротивление породы копанию

(4.1)

где К _{вол –} отношение призмы волочения к объему ковша, К _вол применяют для мягких, средних, тяжелых пород соответственно 0,4;0,3;0,2;

К _кд – сопротивление породы копанию;

К _пут– коэффициент наполнения пути ковша;

l _кд – длина ковша;

К _р– коэффициент разрыхления породы.

Сила трения ковша о породу

, (4.2)

где α - угол откоса для легких, средних и тяжелых условий работ, ;

ρ - коэффициент трения ковша о породу, ρ=0,4.

Вес ковша с породой определяется по формуле:

(4.3)

(4.4)

(4.5)

где т_к - масса ковша;

т_пор - масса породы;

g - ускорение свободного падения.

Сила удерживающая ковш в горизонтальном положении:

(4.6)

Центральная сила удерживающая ковш на его траектории движения вокруг оси вращения платформы:

, (4.7)

где ω_б- угловая скорость вращения платформы; ω_б=0,105·п_б =0,105·1,3= 0,1365 рад/с;

L_раз - максимальный радиус разгрузки;

т_к+п - масса ковша с породой; т_к+п = т_к+ т_п

т_к+п = 19,67+(15 ·2/1,25)=43,67т,

Усилие тягового каната в период копания определяется по формуле:

(4.8)

Усилие в тяговом канате в период поворота груженого ковша к месту разгрузки:

(4.9)

Усилие в тяговом канате в период поворота порожнего ковша в забой:

(4.10)

4.2 Усилие в подъемном канате

Во время копания на подъемный канат действуют нагрузки только в конце периода при отрыве ковша от забоя(2-3):

(4.11)

При повороте на разгрузку усилие в подъемном канате обуславливается только весом ковша с породой:

(4.12)

При повороте в забой усилие в подъемном канате обуславливается весом ковша:

(4.13)

5 Построение нагрузочных диаграмм

Для драглайна строятся диаграммы для механизмов подъема и тяги. Время необходимое для поворота платформы драглайна с груженым ковшом на разгрузку, с порожним ковшом к забою составляет 70-80% времени полного цикла, поэтому при построении нагрузочных диаграмм время цикла работы драглайна следует разбить на следующие:

время копания

, (5.1)