14. Количество рабочих резцов

Z_р=, /2/

где

Z_ио – общее количество резцов на диске;

H_i – средняя высота массива разрушаемая диском, H_i=1040 мм;

D_д – диаметр диска по резцам, D_д=1040 мм;

Z_р=≈ 5,

2. Расчёт энергетических показателей планетарно-дискового исполнительного органа

   1. Мощность, расходуемая на резание исполнительным органом

N= кВт, /2/

где

P_Z – средняя сила резания на поворотном резце, P_Z=5163 H;

_р – коэффициент полезного действия редуктора, _р = 0.86;

_ио – коэффициент полезного действия исполнительного органа, _ио =0.98;

V_Р – скорость резания, м/с;

С – количество резцовых дисков на одном исполнительном органе, С=2;

м/с, /2/

где

D_ио – диаметр исполнительного органа, D_д=1040 мм;

n – частота вращения резцовых дисков, n = 43.77 об/мин;

= 2.38 м/с,

=145 кВт.

2. Мощность, расходуемая на погрузку исполнительным органом

N_погр=1 · V_к · k кВт, /2/

где

V_к – скорость подачи комбайна, V_к=0.26 м/мин=15.6 м/ч;

k – количество резцовых дисков расположенных в нижней части забоя одновременно, k=1;

N_погр=1 · 15.6 · 1= 15.6 кВт.

Расчётная мощность, расходуемая на резания и на погрузку исполнительным органом, равна N=145+15.6=160.6 кВт, а полная мощность, вырабатываемая двигателем, N_дв.=132 кВт, следовательно, для того чтобы двигатель не перегружался необходимо уменьшить скорость подачи комбайна.

3. Расчёт силовых и энергетических показателей процессов отбойки калийных руд шнековым исполнительным органом

1. Расчёт параметров резания шнекового исполнительного органа

   1. Средняя сила резания на неповоротном затуплённом резце

P_z = A _p·h _cp·k _t/h·k _B·k_·k_зат·k _ф·k_ H, /2/

где

A_p – сопротивляемость резанию калийной руды, A_p =4000 Н/см;

h_cp – средняя толщина реза, см;

k_t/h – коэффициент степени блокированности реза;

k_B – коэффициент ширины режущей кромки;

k_ – коэффициент угла резания;

k_ф – коэффициент формы передней грани резца;

k_ – коэффициент ориентации резца;

k_зат – коэффициент затупления резца.

2. Максимальное значение толщины стружки

h _m = см, /2/

где

V_к – скорость подачи комбайна, V_к= 0.26 м/мин;

m – количество резцов в линии резания, m =1;

D_Ш – диаметр шнека по резцам, D_Ш = 0.6 м;

V_р – скорость резания, м/с;

V_Р = м/с, /2/

где

n_ш – частота вращения шнекового исполнительного органа, n_Ш = 41.2 об/мин;

м/c.

Максимальное значение толщины стружки равно

h_m = 0.63 см.

3. Средняя толщина реза

h_ср = см, /2/

где

H _i – средняя высота массива, разрушаемая исполнительным органом, см;

D_Ш – диаметр шнека по резцам, D_Ш=60 см;

h_m - максимальное значение толщины стружки, h_m=0.63 см.

4. Средняя высота массива, разрушаемая шнеками

H_i = см,

где

S_Ш – площадь обрабатываемая шнеком, м²;

ℓ_Ш – длина обрабатываемая шнеком, см, (см. рис.1).

Рис.1 Площади обрабатываемые шнеком

Руководствуясь данными на рис.1 найдём среднюю высоту массива разрушаемого шнековым исполнительным органом (H_i).

5. Длина одного шнека

ℓ_Ш = см,

где

L – длина обрабатываемая и шнеками, и фрезами, L = 4050 мм;

B_Ф – ширина фрезы, B_Ф = 580 мм;

ℓ_Ш = = 1445 мм = 144.5 см.

6. Количество резцов на шнеке

Z_Ш = , /2/

где

t – шаг резания, t = 3 см;

.

Найдём площадь поверхности, которые обрабатываются только шнеком (см. рис.1) ℓ - расстояние между центрами двух дисковых исполнительных органов, ℓ=1800 мм;

=794 мм,

M₁A = r – MN₁ = 1200 –794 = 406 мм.

Площадь участка S₁ равна

S₁ = 0.5·M₁A·= 0.5·0.406·0.9 = 0.183 м².

Площадь участка S₂ равна

ℓ_к= ℓ_Ш - =1445-900=545 мм,

MN₂==1069 мм,

N₂A₁ = r – MN₂ = 1200 – 1069 = 131 мм,

S₂ = 0.5·ℓ_к· N₂A₁= 0.5 ·0.545 ·0.131=0.036 м².

Общая площадь, обрабатываемая шнеком

S_об = S₁ + S₂ м ²,

S_Ш=S_об = 0.183 + 0.036 = 0.219 м ².

Средняя высота массива, разрушаемая исполнительным органом, равна:

H_i == 0.152 м=15.2 см.

7. Средняя толщина резания равна

=0.30 см, /2/

Средний шаг резания равен t_ср= 3 см, отношение равно

= = 10 > 7.2.

8. Коэффициент степени блокированности реза при > 7.2 равен

k_t/h = 1. /2/

9. Угол контакта

, /2/

.

10. Коэффициент ширины режущей кромки

k_В = 0.16 + 0.42 ·b_р , /2/

где

b_р – расчётная ширина режущей кромки, b_р = 1.4 см;

k_В = 0.16 + 0.42 ·1.4 = 0.75.

11. Коэффициент угла резания

k_ = 0.021·_р – 0.04, /2/

где

_р – угол резания, град _р = 72;

k_ = 0.021 ·72 - 0.04 = 1.47.

12. Коэффициент формы передней грани резца

Коэффициент формы передней грани резца выбирается в зависимости от формы режущей кромки (прямоугольная долотчатая) и формы передней грани резца (плоская), по табл. 2 стр. 4 /2/

k _ф = 1. /2/

13. Коэффициент затупления резца

k_зат = 1 + 0.01 ·S_зат, /2/

где

S_зат – площадь затупления, S_зат = 20 мм²;

k_зат = 1 + 0.01·20 = 1.2.

14. Коэффициент ориентации

k_ = 1 + 0.006·F, /2/

где

F – расчётная площадь контакта рабочей части резца с боковой поверхностью угла.

Расчётная площадь контакта для неповоротного резца с плоской гранью равна

мм², /2/

где

 – угол разворота резца относительно направления движения,  = 0;

β – задний угол резца, β=6⁰;

α_З – угол заострения резца, α_З=66⁰;

_р – угол резания, _р = 72⁰;

F = =18.42 мм ²,

k_ = 1 + 0.006·18.42 = 1.11.

Средняя сила резания на неповоротном затуплённом резце равна

P_Z = 4000·0.30·1·0.75·1.47·1.2·1·1.11 = 1763 H.

15. Коэффициент, учитывающий влияние разворота инструмента относительно направления движения

k^_ = 1 + 0.008·F, /2/

где

F – расчётная площадь контакта рабочей части резца с боковой поверхностью угла развала для неповоротного резца с выпуклой гранью, F=18.42 мм ²;

k^_ = 1+ 0.008·18.42 =1.15.

16. Сила резания острым неразвёрнутым резцом

P_Z0 = H, /2/

где

P_Z – средняя сила резания на неповоротном затуплённом резце, P_Z=1763 H;

P_Z0 == 1533 H.

17. Средняя сила подачи

P_y = 0.8 · P_Z0 · k_, H, /2/

где

k_ – коэффициент ориентации, k_ = 1.11;

P_y = 0.8 · 1533 · 1.11 = 1362 H.