Бункер - перегружатель

Министерство образования  Республики Беларусь

Белорусский национальный технический  университет

 

Кафедра “Горные машины”

 

 

 

 

 

КУРСОВОЙ ПРОЕКТ

на тему: «Бункер - перегружатель»

По дисциплине «Горные машины и оборудования»

 

 

 

Выполнил: студент гр.102510

                                                                                                 Кукреш А. Н.

 

 

Проверил:                                                                                      Михальков Л. Т.                                             

 

 

 

 

 

 

МИНСК  2012

 

Содержание

 

Введение……………………………………………………………………... 3

                                                                                           

1. Информационный обзор бункера - перегружателя БП-3А……………  5

  1. 1 Назначение бункера…………………………………………………... 5

  1. 2. Технические характеристики………………………………………… 6

  1. 3. Состав изделия………………………………………………………... 7

  1. 4. Указания мер безопасности…………………………………………... 8

  1.5. Порядок работы……………………………………………………….. 10

 

2.  Расчёт параметров и разработка конструкций ……………………….... 11                                                            

  2. 1. Техническое описание конструкций и рабочего процесса изделия.. 13

  2. 2.  Расчёты………………………………………………………….…….. 17

 

3. Заключение………………………………………………………………… 29

 

Список использованных источников…………………………………….… 30

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Введение

 

В Республике Беларусь добычей  калийной руды подземным способом занимается РУП «ПО «Беларуськалий». Комбайн очистной является одной из основных машин для подземной добычи калийных руд, внедрение которых положило начало коренному техническому перевооружению калийных предприятий.

Проведение выработок  с помощью комбайнов является наиболее прогрессивным способом, так  как при этом обеспечивается высокая  скорость и максимальная механизация  работ при значительном упрощении  организации и повышении безопасности труда рабочих.

Стремительное повышение требований к конкурентоспособности изделий  угольного машиностроения заставляет ведущие проектно-конструкторские  и научно–исследовательские институты  создавать машины высокого технического уровня.

Необходимость повышения объемов  добычи и снижение себестоимости  конечного продукта является необходимым  условием рентабельной работы угольного  предприятия.

Требования по надежности и безопасности эксплуатации добычных машин, в сложных  условиях ведения очистных работ, обуславливают  необходимость учета эксплуатационных требований по допустимым нормам виброакустических характеристик и пылевыделения. Наряду с требованиями по надежности и безопасности накладываются ограничения по массогабаритным параметрам машины.

Остро стоит вопрос снижения нагрузок силовых подсистем на основе оптимизации  динамических свойств комбайнов  при разрушении угольных пластов  сложной структуры и неравномерности  перемещения их вдоль забоя.

Все указанные выше требования и  ограничения обуславливают применение комплексного рассмотрения, системного подхода при проектировании добычных машин с рациональной взаимоувязкой всех подсистем.

Поэтому обоснование параметров очистного  комбайна для интенсивной выемки является актуальной научной задачей  и сферой рассмотрения широкого спектра  вопросов по исследуемой теме.

 
 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

1.  Информационный  расчёт БП-3А

 

1. 1. Назначение бункера

 

Машина предназначена  для отделения и погрузки угля, соли, руды,

других минералов и  их боковых вмещающих пород. Она  режет и грузит в обоих направлениях. Машина может применяться в пластах различной мощности, в зависимости от диаметра шнека и её габаритной высоты.

 

Применение в комплексах оборудования проходческих комбайнов  существенным образом меняет технологию проведения подготовительных выработок, т.к. дает перейти от многооперационной  технологии при буровзрывном способе  к поточной технологии, при которой  все основные операции выполняются  параллельно. Все остальное оборудование для работы комбайна тоже приспосабливается  к непрерывной технологии.

 

Изначально совмещались  во времени только технологические  операции отделения горной породы от массива, её погрузки и транспортирования  по штреку, все остальные операции проводились последовательно.

 

Очистной комбайн Eirchoff SL300/400. Предназначен для выемки пологих и наклонных (до 35°) пластов мощностью 1,5÷3,5 м.

 

Комбайн скомпонован из двух шнековых исполнительных органов, разнесенных по концам корпуса, на регулируемых гидродомкратами поворотных рукоятях, которые состоят из редуктора и поперечно расположенного электродвигателя. В корпусе комбайна на раме устанавливаются и закрепляются электроблок, насосная установка с электродвигателем и два механизма подачи с электроприводом. Гидродомкраты подъема поворотных рукоятей размещены с завальной стороны под корпусами механизмов подачи. На корпусе устанавливаются ограждение от падающих кусков. Для разрушения крупных кусков возможно применение дробилки. Комбайн оснащается вращающимися погрузочными щитками с приводом от гидромоторов, размещенных в поворотных рукоятях. Перемещение комбайна осуществляется посредством бесцепной системы подачи. Корпус комбайна расположен над конвейером и жостко с ним связан завальными опорами. Забойные лыжи нерегулируемые. Управление комбайном ручное, дистанционное или автоматическое, осуществляется системой MICOS-68. Комбайн может работать по двухсторонней или односторонней схеме совместно с механизированной крепью и скребковым конвейером.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

1. 2.  Технические характеристики

 

Рабочие характеристики	Мощность [кВт]		Напряжение [В]
Режущие двигатели	2 x 300		1140
Двигатели механизмов подачи	2 x 35		315
Приводной двигатель (насос)	2 x 9		600
Общая установленная мощность	688
Числа оборотов		Числа оборотов
Режущий шнек		37 мин-1
Общий вес		Вес
Без режущего шнека		ок. 41 т
Общий вес охлаждающей  воды	Объёмный ток	Давление	Температура
Количество охладителя	228 л/мин
Давление охладителя (подвод)		ок. 25 бар	макс. 30° C
Температура охладителя на входе
Условия применения		Падение
Макс. угол падения продольный		± 10°
поперек		± 20°

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

1. 3.  Состав изделия

 

Очистной комбайн Eirchoff SL300/400, изображен на рисунке 1 состоит из следующих частей:

1-погрузочный щиток

2-режущий шнек

3-поворотная рукоять

4-механизм подачи

5-опорная лыжа.

 

Рис. 1

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

1. 4. Указания мер безопасности

 

- Каждое лицо, занимающееся транспортированием, монтажом,

демонтажом, вводом в эксплуатацию, обслуживанием, техуходом и

техобслуживанием очистного  комбайна, должно дополнительно к

главе, "Техника безопасности" прочитать соответствующую часть

этой инструкции.

- Инструкция по эксплуатации должна быть постоянно под рукой, на

месте применения очистного комбайна!

- При выполнении всех работ соблюдать указания, данные в

инструкции по эксплуатации.

- Должны выполняться имеющиеся на очистном комбайне

предупреждащие указания, а также указания по технике

безопасности, обслуживанию и техуходу. Они должны быть в полном

комплекте и иметь разборчивый текст.

- Необходимо соблюдать указания по технике безопасности

прилагаемых инструкций по эксплуатации для покупных деталей!

- Предписанные законом требования, как общие, так и другие

обязательные правила  предохранения от несчастных случаев,

защиты здоровья и охраны окружающей среды дополняют

инструкцию по эксплуатации и должны соблюдаться и выполняться.

- Предписанные или указанные в инструкции по эксплуатации сроки

переодических проверок / инспекции должны соблюдаться!

- Ознакомиться с расположением и пользованием огнетушителя и

аптечки первой помощи!

- Необходимо принимать во внимание возможности оповещения и

борьбы с пожаром!

- Специальные предписания требований и правила страны заказчика

при работе с взрывозащизённым оборудованием необходимо

соблюдать без исключений.

- Предписания и требования потребителя о мероприятиях по

сохранению и взрывозащите и взрывобезопасности необходимо

строго выполнять.

- Очистной комбайн предназначен исключительно для отделения и

погрузки угля, соли, руды и других минералов и вмещающих  их

пород. Эксплуатация очистного  комбайна разрешена только в таком

случае, если эксплуатациончик соблюдает исключительно все

предписанные, зависящие  от страны требования относительно

проветривания (как на пример надёжно работающий контроль

предела CH4, эффективный контроль необходимой скорости воздуха

в выработках и т. д.). Другое или выходящее за эти рамки  его

использование, как например:

транспортирование людей,

транспортирование материала,

подъемные и тяговые работы,

размельчение породных глыб в штреке,

присечка породы, зафиксированной анкерами, и т.п.

считается нарушением предписаний!

- При ненадлежащей эксплуатации может возникнуть опасность

телесных повреждений  и опасность для жизни пользователя или

третьего лица; также может  быть нанесен ущерб комбайну и  другому

дорогостоящим предметам.

- Эксплуатировать очистной комбайн следует только в технически

безупречном состоянии и по назначению; с соблюдением правил

техники безопасности и осознанием опасностей, руководствуясь

инструкцией по эксплуатации!

В особенности неполадки, которые могут влиять на безопасность

необходимо должны бвть немедленно устранены!

- Не разрешается приподнимать машину собственными поворотными

редукторами.

- Отклонение от указаний по эксплуатации или использование машины

или её компонентов не по назначению не разрешено.

- Применением по назначению считается такое применение комбайна

при котором соблюдаются указанные изготовителем в данной

инструкции по эксплуатации предписания по монтажу, демонтажу,

вводу в эксплуатацию, эксплуатации, по техуходу и

техобслуживанию. Инструкция по эксплуатации

Eickhoff SL 300

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

1. 5.  Порядок работы

 

„ Эксплуатировать очистной комбайн разрешается только обученному

персоналу.

„ Независимо от наличия  пусковой предупредительной системы  перед

включением машины оператор должен убедиться в том, что в  рабочей зоне

очистного комбайна нет людей.

„ По окончании работ очистной комбайн должен быть установлен в

безопасную позицию. Поворотные редуктора нужно опустить на почву.

„ При возникновении опасной  ситуации очистной комбайн должен быть

немедленно выключён натяжением тросика аварийного выключателя

"Стоп".

„ Тросик аварийного выключателя "Стоп" находится в зоне правого

механизма подачи.

„ Перед вводом в эксплуатацию очистного комбайна необходимо про- верить

функционирование всех контрольных  устройств и аварийных устройств

выключения "Стоп" ("Контроль перед вводом в эксплуатацию").

„ При вводе в эксплуатацию обратить внимание на направление вращения

шнеков резания.

„ Перед каждым включением приводов резания очистного комбайна должен

обеспечиваться свободный  ход шнеков резания

Многократное включение  режущих двигателей при блокированных режущих

шнеках может привести к выходу из строя электро- двигателей и поэтому

запрещено.

„ При превышении номинального тока электродвигателя резания на

2,5 х I N машина автоматически подается назад.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

2.  Расчёт параметров  и разработка конструкций изделий

Расчет  параметров резания

 

Средняя сила резания на поворотном затупленном резце

А_р – сопротивляемость резанию калийной руды, Н/см;

h_ср - средняя толщина реза, cм;

k_t/h – коэффициент степени блокированности реза;

k_B – коэффициент ширины режущей кромки;

k – коэффициент угла резания;

k_ф – коэффициент формы падения грани резца;

k - коэффициент ориентации резца;

k_зат – коэффициент затупления резца;

D_ш – диаметр шнеков по резцам, мм

Максимальное значение толщины  стружки

m – количество линий резания

V_р – скорость резания, м/с

n_ш – частота вращения шнекового исполнительного органа, об/мин

Средняя толщина реза на шнековом исполнительном органе

H_i – высота массива, разрушаемая исполнительным органам, см

S_ш – площадь, обрабатываемая шнеком, м²

l_ш – длина, обрабатываемая шнеком, см

Длина одного шнека

l_ш=L/2-B_ф

L – длина обрабатываемая  шнеками и фрезами, мм

B_ф – ширина фрезы, мм

l_ш=5100/2-580=1970 мм =197 см

Количество резцов на шнеке

t – шаг резания, см

Найдем площади поверхности, которые обрабатываются только шнеком:

l- расстояние между центрами двух шнеков, мм

а=r-k₁=1500-963,07=536,93 мм

Площадь большего участка (дальнего от фрезы):

Площадь меньшего участка (прилегающего к фрезе)

а_к=r-k₂=1500-1256,03=243,97 мм

Общая площадь, обрабатываемая шнеком

S_ш=S_об=S₁+S₂=0,31+0,1=0,409 м²

 

>7,2

Коэффициент степени блокированности реза при t_ср/h_ср>7,2

k_t/h=1

Угол контакта

Коэффициент ширины режущей  кромки

Коэффициент угла резания

α_р– угол резания, α_р = 75⁰

Коэффициент формы передней грани резца

Выбирается в зависимости  от формы режущей кромки(прямоугольная долотчатая) и формы передней грани резца (плоская)

к_ф=1

Коэффициент затупления резца

S_зат – площадь затупления, мм²

Коэффициент ориентации

F - расчетная площадь контакта рабочей части резца с боковой поверхностью угла развала для неповоротного резца с плоской боковой гранью, мм²

Ψ – угол разворота резца  относительно направления движения, Ψ=0⁰

β – задний угол резца, β=9⁰

α_з – угол заострения резца, α_з=63⁰

Коэффициент, учитывающий  влияние разворота инструмента  относительно направления движения

Сила резания острым неразвернутым  резцом

Средняя сила подачи

 

1. Расчет энергетических показателей шнекового исполнительного органа

 

Мощность, расходуемая на резание исполнительным органом

P_z – средняя сила резания на неповоротном резце, Н

η_р – КПД редуктора η_р=0,84

η_ио – КПД исполнительного органа η_ио=0,99

Z_р^/- количество резцов на диске одновременно участвующих в резании

V_р – скорость резания, м/с

3. Расчет  сил реакций забоя на исполнительные органы, тяговой способности, напорного  усилия и мощности гусеничного органа перемещения

1. Определение сил реакций забоя

 

Для определения тяговой способности  и напорного усилия гусеничного  органа перемещения необходимо знать  силы реакции забоя на исполнительный орган в направлении подачи комбайна и в перпендикулярном направлении. От суммы проекций сил резания  и подачи на направление движения комбайна зависит напорное усилие, а от суммы проекций сил резания и подачи на перпендикулярное направление – тяговая способность гусеничного органа перемещения.

Для определения средней силы резания  и подачи резца на забой в направлении  перемещения и перпендикулярном направлении комбайна необходимо взять  интеграл по углу контакта резца с  забоем.

Средняя реакция в направлении  подачи

Средняя реакция в перпендикулярном направлении

После интегрирования получим

5.1.2 Определение  сил реакций забоя для шнекового исполнительного органа

Максимальная сила резания на неповоротном затупленном резце шнекового исполнительного органа

А_р – сопротивляемость резанию калийной руды, Н/см;

h_m - средняя толщина реза, cм;

k_t/h – коэффициент степени блокированности реза;

k_B – коэффициент ширины режущей кромки;

k – коэффициент угла резания;

k_ф – коэффициент формы падения грани резца;

k - коэффициент ориентации резца;

k_зат – коэффициент затупления резца;

Максимальная сила подачи на неповоротном затупленном резце шнекового исполнительного органа

Средняя реакция в направлении  подачи и перпендикулярном направлении

a_к=63,47⁰=1,11 рад. (1 рад.=57⁰)

Полная реакция забоя на исполнительные органы в направлении подачи и  перпендикулярном направлении

Z_р - число рабочих резцов на одном шнеке

2. Расчет  тяговой способности, напорного  усилия и мощности гусеничного органа перемещения

Тяговая способность гусеничного органа перемещения зависит от сил прижатия гусениц к почве выработки (R₁, R₂) и от коэффициента сцепления (f).

Силы  прижатия направлены по нормам к поверхности  почвы выработки и определяются из уравнений моментов всех сил относительно О₁ и О₂

b_i – расстояние от точки О₂ (О₁) до линии действия силы T_зi, м

В – расстояние между осями гусениц, м

Величина  реактивного момента от действия сил резания для роторных исполнительных органов

R_ni – радиус установки резца.

Коэффициент сцепления

Т_ш – толщина штыбовой подушки, Т_ш = 3 см

Напорные  усилия гусеничного органа перемещения  также определяется из уравнения  моментов сил, действующих в направлении  перемещения комбайна

а_i – расстояние от точки O₂ (O₁) до линии действия сил R_зi

 j - коэффициент сопротивления перекатыванию гусениц, j»0,1

Условие движения комбайна без проскальзывания  гусениц

>F₁

>F₂

Расчет  на силы прижатия и на тяговую способность  ведется для одной половины (для  одного шнека, для половины отбойного  устройства и т.д.)

Силы  прижатия, направленные по нормали  к поверхности почвы

Т_зоу – реакция забоя на отбойное устройство, Т_зоу=35669,2 Н

Т_зш – реакция забоя на шнек, Т_зш=35632,44 Н

Т_збер – реакция забоя на бермовою фрезу, Т_збер=26872,84 Н

G_k – вес комбайна, Н

b - угол наклона выработки, b=0⁰

Вес комбайна

m – масса комбайна, кг

Напорное  усилие гусеничного органа перемещения

R_зд – реакция забоя на резцовые диски, R_зд=46214,61 Н

R_зоу – реакция забоя на отбойное устройство, R_зоу=36728,23 Н

R_збер – реакция забоя на бермовые фрезы, R_збер=27091,12 Н

R_зш – реакция забоя на шнек, R_зш=37549,35Н

R_заб – реакция забоя на забурник, R_заб=0

b - угол наклона выработки, b=0⁰

G_k – вес комбайна, Н

Т_п – тяговое усилие от прицепного устройства, Н

Тяговое усилие от прицепного устройства

Q_БП – грузоподъемность бункера – перегружателя, Н

w_п – коэффициент сопротивления перемещению бункера перегружателя, w_п=0,05

G_БП – вес бункера – перегружателя, Н

Вес бункера – перегружателя

m_п – масса бункера – перегружателя (пустой), m_п=12000 кг

Грузоподъемность  бункера-перегружателя

m_п – масса бункера – перегружателя(полный), m_п=15000 кг

Напорное  усилие

Условие движения комбайна без проскальзывания

>106956,86

P₁, P₂ – тяговая способность гусеничного органа перемещения

P₁= P₂=262281,38 Н

 

Мощность, необходимая для перемещения  комбайна

h_пм – КПД механизма перемещения, h_пм=0,4-0,5

V_k – скорость комбайна, V_k=0,213 м/мин

 

Заключение

 

Разработанный мной бункер - перегружатель предназначен для разгрузки сыпучих материалов из арочных складов.

Все расчёты  данной горной машины производил по ГОСТам, пользуясь различной литературой. Считаю, что цели, поставленные в  начале курсового проекта, были достигнуты.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Список использованных источников

 

1. “Справочник по расчетам механизмов подъемно-транспортных машин.” А.В. Кузмин, Ф.Л. Марон.1983г.
2. “Машины непрерывного транспорта” Р.Л. Зенков, И.И.Ивашков, Л.Н.Колобов. 1987г.

 

3. Р.Л. Зенков-Машины непрерывного транспорта «Машиностроение»    Москва 1987
4. “Подъемно-транспортные машины. Атлас конструкций. Учебное пособие”-М., машиностроение, 1973 – 256 с.

 

5. Горно-транспортные машины и подъемные механизмы: методические указания к курсовому  проектированию Н.И. Березовский, А.В.  Нагорский  – Мн. БНТУ, 2011