2. 7 Расчет производительности.
Расчет производительности произведем по известной методике [1].
Теоретическая производительность выемочного комплекса является максимальной. Она определяется в единицу времени непрерывной работы комплекса с рабочими параметрами, максимальными для данных условий эксплуатации по формуле (5).
; (5)
где
-
скорость подачи фрезы;
-
площадь разрушаемого исполнительным
органом сечения, перпендикулярного к
направлению подачи находиться по формуле
(6).
(6)
где
-диаметр
коронки,
;
-длинна
коронки,
Техническая производительность определяется количеством отбитой горной породы, добытого в единицу времени, с учетом затрат на выполнение вспомогательных операций, присущих комплексу, а также затрат времени на ликвидацию отказов по формуле (7).
; (7)
где
-коэффициент
технически возможной непрерывной работы
комбайна, определяемый по формуле (8).
;
(8)
где
-коэффициент
готовности комбайна, учитывающий
относительное время простоев по
устранению неисправностей,
=0,88;
-время
простоев за цикл, зависящих от конструкции
комбайна,
=
8,4 мин;
-время
обработки забоя за циклнаходим по
формуле (9)
; (9)
где
L-длинна
проходки за цикл равная заглублению
коронки в забой, L=0.4м;
-площадь
сечения выработки,
м2.
Используя формулы (7), (8), (9) найдем техническую производительность.
Эксплуатационная производительность комплекса определяется с учетом всех видов простоев, имеющих место при работе, поэтому она характеризует, в конечном счете, фактическое количество горной породы вынимаемого в единицу времени комплексом при достаточно длительной работе.
(10)
где
-коэффициент
непрерывной работы, учитывающий все
виды простоев при работе комбайна и
определяемый по формуле (11).
; (11)
где
А=0,8- коэффициент, учитывающий
регламентированные перерывы в работе;
-
время простоев по организационно-техническим
причинам на
передвижку крепи, обмен вагонеток,
монтаж колец обделки,
.
Найдем эксплуатационную производительность по формулам (10),(11).
;
Сменная производительность может быть рассчитана по формуле (12).
(12)
-время
смены,
;
-регламентированное
время подготовительно заключительных
операций, обычно
=0,5ч.
.
2.8 Расчет силовых показателей разрушения горной породы.
Для определения рациональных параметров работы исполнительного органа проверим соотношения основных характеристик резания с установленной мощностью фрезы. Необходимо провести расчет силы резания и подачи фрезы и потребную мощность на исполнительном органе по ОСТ [2].
Усилия резания и подачи на одном остром резце определяются по формулам (13), (14).
(13)
(14)
где
-сопротивляемость
породы резанию, кН/м;
-толщина
стружки, см; Bр-расчетная
ширина режущей части резца, мм;
E-хрупкость
породы, принимаем Е=2; t-шаг
резания, см;
-коэффициент
отжима,
;
-коэффициент
обнажения забоя,
=1;
-коэффициент
формы резца,
=0,85.
Толщина стружки рассчитывается по формуле :
(15)
где
-диаметр
коронки,
=0,4м;
-скорость
подачи,
м/с;
-скорость
резания, м/с;
-число
линий резанья,
=2.
Скорость резанья найдем по формуле:
(16)
где
-диаметр
коронки,
=0,4м;
-частота
вращения коронки,
.
Рассчитаем толщину стружки по формулам (15), (16).
Шаг резанья определяется по формуле:
. (17)
Сопротивляемость
породы резанью
зависит
от крепости по шкале М.М. Протодьконову
f=3
следующей зависимостью:
.
Рассчитаем по формулам (13), (14) усилия подачи и резанья на одном резце:
Сила резанья и подачи на фрезе определяются по формулам:
(18)
(19)
где
-
коэффициент охвата,
=1;
-коэффициент
заглубления,
=1
=1,
n-
число одновременно режущих резцов,
n=24.
Рассчитаем потребляемую мощность на резанье и подачу по формулам:
(20)
(21)
где
,
-коэффициент
полезного действия режущей и подающей
части.
Максимальная
мощность не должна превышать установленную
мощность на фрезе
;
(22)
.
Условия
выполняется
.
Используя выше перечисленные формулы, средствами табличного редактора Microsoft Excel выявим зависимость между крепостью породы по Протодьконову f и мощностью затрачиваемой на разрушение породы Pmax. Построим графики при различной скорости подачи (рис.5) и коэффициенте заглубления (рис. 6).
P=f(f), при
Рис. 5 График зависимости P=f(f) при различной скорости подачи.
P=f(f), при
Рис.6 График зависимости P=f(f) при различном коэффициенте охвата.
Из
графиков видно, что при попадании твердых
включений чтобы не превысить значение
установленной мощности
необходимо уменьшить
скорость подачи
или коэффициент заглубления
.
Коэффициент заглубления показывает, на сколько заглублена коронка относительно полной ее длины.
,
(23)
где
-длинна
коронки;
-длина
заглубленной части коронки.