5.3. Драглайн Усилие сопротивления горной породы копанию на режущей кромке определяется из выражения

Где -отношение объема призмы волочения ковша к объему ковша (0,4=для легких пород, 0,3-для средних, 0,2- для тяжелых);

К_пут-отношение пути наполнения ковша l_n к длине ковша l_k

Тяговое Усилие S_т определяется по формуле

Где =0,4-коэффициент трения ковша о породу

-предельный угол откоса, для легких несвязных пород равный 45….50, для средних-40 и для тяжелых-30….35

Максимальное значение силы тяги при многодвигательном приводе для выбора сечения тяговых канатов и определения стопорного момента двигателя принимаем

Усилие в подъемном канате S_пд при отрыве груженного ковша от забоя (концевая нагрузка) определяется по зависимости

Сечение подъемного каната и стопорный момент двигателя рассчитываются по максимальному подъемному усилию:

5.3.1. Механизм тяги.

Мощность N_T, затрачиваемую двигателем механизма тяги, определяют по усилию в тяговом канате S_T и заданной номинальной скорости копания V₁

При значениях S1=St V₁₌V_t K₁₌K_t ^-1==0,8…0,85. При повороте платформы драглайна с груженным ковшом на разгрузку на тяговый канат действуют силы S¹_t, равная примерное половине веса груженного ковша, который удерживает ковш в горизонтальном положении и центростремительная S_ц, удерживающая ковш на его траектории движения вокруг оси вращения платформы. т

Где m_к+п масса груженного ковша драглайна, т

₃-заданная угловая скорость платформы

r_b-радиус вращения груженного ковша относительно поворотной платформы.

Средневзвешенная мощность двигателя механизма тяги драглайна

Где t_k=0.3t_ц=18-время копания

t_p=t_з=0,35 t_ц=21-время поворота на разгрузку

5.3.2. Механизм подъема.

В процессе копания двигатель механизма подъема не разгружен S_n=0

Определяем усилие в подъемном канате.

Средневзвешенная мощность двигателя механизма подъема за цикл работы экскаватора

5.3.3. Мощность привода ходового механизма шагающего экскаватора.

Мощность привода шагающего хода определяется по формуле:

Где h-высота подъемного центра тяжести экскаватора

m_э- масса экскаватора

k- коэффициент, показывающий, какая часть веса экскаватора передается при шагании на башмаки, k=0,8…0,85

l_ш- длинна шага

- коэффициент трения стали об породу. =0,4…0,6

-угол подъема пути

-длительность одного шага

6. Определение диаметра и длинны каната исполнительного механизма одноковшового экскаватора.

Диаметр каната d_k вычисляется по максимальным усилиям, рассчитанным при определении мощности привода. Разрывное усилие каната.

S_p=CS_nmax, где С-запас прчности каната.

S_nmax =1.435040=7056кН

S_p=4.557056=32.1 мН

Принимаем канат исполнительных механизмов одноковшового экскаватора 70 120В, ГОСТ 7676-55

7. Выбор и расчет карьерного автотранспорта

Выбор типоразмера карьерного автосамосвала производится из следующих соотношений – вместимость кузова автосамосвала должна быть не менее 3...5 емкостей ковша экскаватора осуществляющего погрузку в него породы. Поэтому выбираю автосамосвал БЕЛАЗ 75570 с грузоподъемностью 90 тонн и максимальной скоростью 60 км/ч.

Для определения количества транспортных средств необходимо определить протяженность трассы от забоя до обогатительной фабрики, методом планиметрирования (в среднем длина трассы не должна превышать 6...8 км). Принимаю дорогу длинной 6 км.

Определить время одного рейса, при этом необходимо учесть, что соотношение скоростей движения груженого самосвала к порожнему равно 0,5, а скорость порожнего самосвала в карьере не превышает 70...75% максимальной скорости его движения. Скорость порожнего автосамосвала принимаю 40 км\час, а груженного 20 км\час. По скорости движения и расстоянию определяю время в дороге: порожний-9мин, груженный-18мин. Принимаем что автосамосвал разгружается на фабрике (в отвал) 2 мин. Время загрузки автосамосвала экскаватором 3мин. Время одного рейса в итоге получаем 32мин. Не учитывая простои перед загрузкой в очереди (2-3 машины). Принимаем, что в очереди в среднем 2 машины, значит простой составляет 6 минут.

Значит, окончательно один рейс получаем 38 мин.

Из выше написанных расчетов берем сменную производительность экскаватора:

Далее принимаем что в одном автосамосвале 85 тонн породы т.к. экскаватор разгружает в него 3 раза по 10 м³ породу плотностью 2.84т/м3. Следовательно, делим сменную производительность экскаватора(19200м³) на объем загрузки одного автосамосвала(30м³), получаем общее количество рейсов = 640. Дальше находим необходимое время на выполнение объема этих работ одним автосамосвалом: 640*38=24320минут.

При данном расчете необходимо учесть простои самосвала по техническим и организационно технологическим причинам, (к_тот=0,5...0,6). Учитывая это получаем: 24320*1,5=36480 минут.

За смену один авто самосвал может сделать 30 рейсов (общее время смены деленное на время одного рейса 960/32=30 рейсов). Т.е. один автосамосвал в смену работает: 30*32=960минут.

Теперь берем общее время с учетом простоев(36480мин.) и делим его на время работы автосамосвала в смену(960мин) и получаем соответственно 38 машин.

При расчете парка транспортных средств учитываем, что на 5 машин одна резервная и окончателино получаем парк из 45 автосамосвала.

Литература

1.Методические указания к выполнению курсовой работы по дисциплине «Механическое оборудование карьеров» / Рецензент: д-р техн. наук, проф. Н.И. Сысоев / Составители: Литкевич Ю.Ф., Раков И.Я., Мирный С.Г., Асеева А.Е./ Юж. - Рос. гос. техн. ун-т. - Новочеркасск, 2000. - 53 с.

2. Нормативный справочник по буровзрывным работам  Под ред. Ф.А. Авдеева и др. - М.: Недра, 1986. - 511с.

3. Подерни Р.Ю. Горные машины и автоматизированные комплексы для открытых работ. - М.: Недра, 1985. – 544с.

4. Справочник по бурению на карьерах / Под ред. Б.А. Симкина и др. - М.: Недра, 1990. - 224с.

5. Буровое оборудование: Каталог-справ. / НИИИнформтяжмаш. - М., 1983. -158с.

6.Экскаваторы для открытых горных работ: Каталог-справ. / НИИИнформтяжмаш. – М., 1983. - 129с.