2.Обоснование рационального режима работы очистного комбайна принятого типа

Для обоснованного выбора рационального режима работы комбайна необходимо построить графики зависимости от скорости подачи (V_n) для следующих показателей:

- мощности нагрузки, приведенной к валу двигателя комбайна, P=f₁(V_n);

- теоретической производительности комбайна Q_т= f₂(V_n);

- среднечасовой технической производительности с учётом технически обусловленных непроизводительных затрат времени Q_тех= f₃(V_n);

- удельных энергозатрат на выемку W_уд= f₄(V_n).

Уравнение энергетической характеристики очистного комбайна от скорости подачи V_n:

P=a+b· V_n,

где a – условная мощность нагрузки двигателя при a V_n=0 м/мин, кВт;

b – приращение мощности двигателя при увеличении V_n на 1 м/мин.

Значение а может быть определено по формуле:

а=0,0025· (α+β∙ )

где V_р - средняя скорость резания исполнительных органов комбайна, м/с;

V_р=(π·n_ио/60)·D,

n_ио – частота вращения исполнительного органа, n_ио = 63,1 об/мин;

D – диаметр исполнительного органа;

n_рр – количество резцов исполнительного органа, одновременно контактирующих с забоем. Для определения n_рр при шнековых исполнительных органах можно использовать выражение:

где , – количество резцов на опережающем и отстающем исполнительном органах, = =36.

, – диаметры по зубкам для исполнительных органов = =1,0;

– мощность пласта, м;

 η – КПД трансмиссии привода исполнительного органа;

η=

n – количество зубчатых передач в редукторе привода ИО, n=7;

В_з – ширина захвата ИО, м.

α и β – коэффициенты, учитывающие марку угля, α=46; β=0,27.

Значение b в формуле энергетической постоянной определяется по следующему выражению:

b=2· ,

где – коэффициент, учитывающий хрупко-пластические характеристики угля, для хрупких и весьма хрупких =0,06;

η= =0,808;

b=2·

Таким образом, уравнение энергетической характеристики очистного комбайна будет выглядеть:

.

3.Теоретическая, техническая и эксплуатационная производительности комбайна

Теоретическая производительность машины , т/час, в заданных горно-геологических и горнотехнических условиях ее работы определяется по выражению:

=60 ;

где γ – плотность угля, т/м³: γ=1,3 т/м³;

Техническая (среднечасовая) производительность за цикл ее работы с учетом затрат времени на выполнение операций, органически присущих машине и схеме ее работы, определяется:

= ∙К_mех, т/час;

– коэффициент технически возможной непрерывности работы машины (комплекса) в конкретных условиях эксплуатации, характеризующий степень ее совершенства, определяется по формуле:

= ;

Где: – коэффициент готовности выемочной машины или комплекса, принимаем: = 0,9;

- затраты времени на несовмещенные маневровые операции, мин: принимаем = 0;

- затраты времени на концевые операции, = 20 мин;

- затраты времени на замену изношенного инструмента, мин;

Где: L – длина машинной части лавы: L=190м;

Z_y – удельный расход резцов, шт/м³: Z_y =0,028;

t_p - время на замену или перестановку одного резца, мин: t_p=1мин;

Затраты времени на замену изношенного инструмента, мин:

Эксплуатационная производительность определяется с учетом всех простоев комбайна, в том числе и не учитываемых при определении затрат времени на устранение организационных и технических неполадок, которые не связаны с работой машины, т/час;

Q_э = Q_т К_э,

К_э – коэффициент непрерывности работы машины при ее эксплуатации (коэффициент машинного времени):

К_{э =}

– отнесенные к одному циклу затраты времени на устранение организационных неполадок и неисправностей в работе машин и механизмов на смежных участках лавы, мин: = 30 мин;

Производительность машины Q_ПВ , т/ч, обусловленная тепловой характеристикой электродвигателя, определяется по следующим зависимостям:

Q_{ПВ = 36∙} Q_т если ≥ ;

Q_{ПВ =} Q_т если <P(S₁);

Где: Р_н – номинальная мощность двигателя в режиме S₄, Р_н=200 кВт;

Р_дл - мощность электродвигателя в режиме S₁, Р_н= 155;

Для построения графика зависимости удельных энергозатрат W,кВтч/т от скорости подачи комбайна W= воспользуемся зависимостью;

W= (α_i + b V_п)/Q_т;

Для построения на номограмме выбора режима работы очистного комбайна графика зависимостей , , Q_э ,Q_ПВ=f(V_n), W= f(V_n) расчетные данные приведены в таблице 3.

Таблица 3 – Значения производительности комбайна от скорости подачи.

параметры	Vn, м/мин
	1	2	3	4	5
Ктех	0,813	0,735	0,671	0,617	0,578
Qт, т/час	96,7	193,4	290,1	386,8	483,8
Qтех, т/час	78,6	142,1	194,6	238,6	279,5
Qэ, т/час	71,5	120,8	156,6	175,6	197,3
QПВ, т/час	96,7	193,4	290,1	386,8	243,8
Р, кВт	52,1	88	123,9	159,8	195,7
W, кВт·ч/т	0,538	0,455	0,423	0,413	0,404
КЭ	0,740	0,625	0,540	0,454	0,408

Таблица 4 – Зависимость мощности электродвигателя от продолжительности включения.

ПВ,%	100	60	40	25
Р, кВт	124	155	186	232,5