Механическое оборудование карьеров (стр. 1 из 3)

МИНИСТЕРСТВО ОБРАЗОВАНИЯ И НАУКИ

РОССИЙСКОЙ ФЕДЕРАЦИИ

ПОЛИТЕХНИЧЕСКИЙ ИНСТИТУТ (ФИЛИАЛ)

ГОСУДАРСТВЕННОГО ОБРАЗОВАТЕЛЬНОГО УЧЕРЕЖДЕНИЯ ВЫСШЕГО ПРОФЕССИОНАЛЬНОГО ОБРАЗОВАНИЯ «ЯКУТСКИЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ УНИВЕРСИТЕТ» им. М. К. Аммосова в г. МИРНОМ

КУРСОВОЙ ПРОЕКТ

по дисциплине: «Механическое оборудование карьеров»

студента группы ГМиО-06 ПТИ (ф) ЯГУ в г. Мирном

по специальности «Горные Машины и Оборудование»

Горин Станислав Кириллович

(фамилия, имя, отчество)

Проверил преподаватель:

Ассистент каф. ГМиО

Ф.и.о.,звание, должность

Золотухин Г.К.

Мирный, 2009

Реферат

Данная работа содержит: 2 таблиц, 5 рисунка, 22 страниц.

Объекты исследований: ЭШ-11.70

Цель работы: Произвести расчет одноковшового экскаватора с учетом их рабочих параметров применительно к конкретным горнотехническим условиям.

Ключевые слова: Экскаватор, драглайн, подъемный механизм, напорный механизм, тяговое усилие, ковш, стрела, рукоять, канат.

Аннотация: В данном курсовом проекте содержится расчет одноковшового экскаватора типа – ЭШ-11.70, включающего в себя – мощность тяговой и подъемной лебедок драглайна, тяговый расчет гусеничного экскаватора, статический расчет.

Содержание

Введение

1. Исходные данные

2. Загрузка приводов основных механизмов ЭШ-11.70

2.1. Мощность тяговой и подъемной лебедок драглайна

2.2. Тяговый расчет гусеничного экскаватора

3. Статический расчет ЭШ-11.70

3.1. Уравновешенность поворотной платформы

Заключение

Список используемой литературы

Введение

Горно-геологические условия большинства месторождения обесславливают применение одноковшовых экскаваторов. При этом наиболее трудоемкими являются вскрышные работы. Использование на вскрышных работах прогрессивных бестранспортных схем экскавации с применением высокопроизводительных машин позволяет перемещать большие массы пород на значительное расстояние с минимальными затратами.

Наибольшее распространение получили системы разработки с использованием экскаваторов - механических лопат, которые могут применяться в самых тяжелых климатических и горно-геологических условиях.

При проектировании горных работ особенно важным является правильный выбор экскаватора и определение загрузки его механизмов при работе в конкретных условиях. Решение этого вопроса позволяет разработать практические мероприятия для повышения производительности машин и улучшения их эксплуатации.

1. Исходные данные

Для расчета принят экскаватор ЭШ-11.70. вариант №2

Техническая характеристика карьерного экскаватора ЭШ-11.70 приведена в табл. 1.

Таблица 1 Техническая характеристика ЭШ-11.70

Показатели	ЭШ-11.70
Вместимость ковша, м3:	11
Угол наклона стрелы, градус	30
Длина стрелы А, м	70
Ширина кузова, м	10
Высота экскаватора без стрелы Нк, м	6,73
Скорость передвижения, км\ч.	0,2
Мощность сетевого двигателя, кВт	1460
Продолжительность цикла	52,5
Масса экскаватора с противовесом, т	550
Категория грунта	2
Коэффициент разрыхления	1,2

2. Загрузка приводов основных механизмов ЭШ-11.70

Электроприводы главных механизмов одноковшовых экскаваторов работают в повторно – кратковременном режиме с большой частотой включений и торможений, т.е. с резко переменной скоростью. Поэтому целесообразно определить средневзвешенную мощность из выражения

Где

- мощности, потребляемые двигателем за отдельные промежутки времени t_i в течение цикла; – продолжительность работы механизма за один цикл ; n – число операций в цикле, для одноковшового экскаватора n = 3.

Для определения средневзвешенной мощности двигателя необходимо предварительно построить нагрузочные диаграммы механизмов, отражающие зависимости усилий в функции времени P=f(t), и скоростные диаграммы, отражающие зависимость скорости перемещения рабочего органа за эти же отрезки времени V=f(t).

Время, затрачиваемое на операции поворота платформы экскаватора типа прямой механической лопаты с груженым ковшом на разгрузку и возвращение пораженного ковша в забой, составляет 60-70% полного времени цикла работы экскаватора. Поэтому в инженерных расчетах время цикла разбивают на три разных периода: копание t_k = 1\3 T₄; поворот платформы на разгрузку ковша t_p = 1\3 T₄; поворот платформы с пирожниковым ковшом в забой t₃ = 1\3 T₄.

2.1 Мощность тяговой и подъемной лебедок драглайна

1. Масса экскаватора:

m_э= К_э∙Е = 50∙11 = 550 т.

где Е – объем ковша, м³;

К_э - выбираем из рекомендуемого диапазона 38-55 т/м³

2. Линейные размеры ковша:

Ширина B_k=1,15∙³√Е=1,2∙³√11=1,15∙2,2=2,53 м;

Длина L_k=1,2∙ B_k=1,2∙2,53 =3,03 м;

Высота H_k=0,65∙ B_k=0,65∙2,53 =1,64 м;

3. Масса и вес ковша:

m_к = K₁(K₂+E)E^2\3 = 0,046∙ (40,6+11)11^2\3= 11,8 т

G_к =9,81 ∙ m_ков ∙10³=9,81∙11,8 ∙10³=11,5∙10⁴ Н;

где К₁и K₂ – коэффициент пропорциональности (0,143 и 9,6 для легких; 0,092 и 20 для средних; 0,046 и 40,6 для тяжелых) табл.1 [2]

4. Масса и вес породы в ковше:

m_пор = E ∙ γ/K_p=11 ∙ 2,5/1,2=22,9 т;

G_г=9,81∙ m_пор ∙10³=9,81∙22.9 ∙10³=22.4∙10⁴ H;

где γ – плотность породы в целике, т/м³ (γ =1,8÷2,5) табл. П6 [2]

5. Высота напорного вала:

Н_н= К_Lн∙³√m_э=2,5∙8.1=20,2 м;

где К_Lн - коэффициент пропорциональности стрелы (К_Lн=2,5) табл. П8 [2]

6. Сила тяжести груженного ковша:

G_k+г = G_к + G_г ,= 11,5∙10⁴+ 22,4∙10⁴=33,9∙10⁴ Н

где G_k – собственная сила тяжести ковша; G_г – сила тяжести грунта в ковше.

Усилие в тяговом канате можно определить, проектирую все силы, действующие на ковш, на ось, параллельную линии относа уступа (рис.2.1).

Рис. 2.1. Схема к расчету усилий на ковше драглайна

S_г=P_к+G_к+г*sinα+P_тр=P_к+G_к+г*sinα+fG_к+г*cosα = 25∙10⁴+33,9∙10⁴∙0,25+ +0,4∙33,9∙10⁴∙0,96=46,4∙10⁴Н

Принимаем sin15⁰=0,25; cos15⁰=0,96.

Усилие копания определяется из формулы Н.Г. Домбровского:

P_к = K₁*F = K₁*h*b = 2,5∙10²∙1= 2,5∙10² кН

где К₁ – удельное сопротивление (см.табл.I) копанию, кН/м^2, h – толщина снимаемой стружки, м; b – ширина стружки, м; f – коэффициент трения ковша о породу (принимается равным 0,4).

Наполнение ковша происходит на пути наполнения:

L_н = φ*L_k=3,5∙3,03 =10,6 м

где φ – коэффициент пути наполнения (табл. 3); L_k – длина ковша.

Объем разрыхленной породы в процессе наполнения ковша:

V_{пор.рых.} = L_н*h*b*К_р = φ*L_k*h*b*К_р=10,6∙2∙0,5∙1,2=12,72 м³

где К_р – коэффициент разрыхления (табл.1).

V_{пор.рых.} = Е+ V_пр.вол.=11+3,3=14,3

где V_пр.вол. – объем призмы волочения, м³.

V_пр.вол. = С*Е=0,3∙11=3,3 м³

где С – коэффициент волочения (табл. 3);

Тогда,

Е+Е*С = L_к*φ*h*b*К_р

Откуда,

=11∙(1+0,3)/3,03∙3,5∙0,5∙1,2=14,3/6,3=2,26

= 25∙10⁴∙11∙(1+0,3)/3,5∙3,03∙1,2=357,5/12,7 = 28,1∙10⁴

Значения коэффициента пути наполнения φ и коэффициента волочения С приведены в табл.3

Таблица 3.

Грунт	φ	С
Песок, супесок, чернозем, растительный грунт, торф	3,0	0,4
Суглинок, гравий мелкий и средний, глина легкая, влажная или разрыхленная	3,5	0,3
Глина жирная, тяжелый суглинок, лесс, смешанный с галькой, щебень, строительный мусор, растительный грунт с корнями деревьев	4,0	0,23
Конгломерат, тяжелая ломовая или сланцевая глина, меловые породы	5,5	0,2

Рис. 2.2. Схема работы драглайна.

Усилие в тяговом канате:

S_т(к)=(K₁∙E∙(1+C)/φ∙L_k∙K_p)+G_к+г∙sinα+f∙G_к+г∙cosα=

=25∙10⁴∙11∙(1+0,3)/3,5∙3,03∙1,2+33,9∙10⁴∙sin45⁰+0,4∙33,9∙10⁴∙cos45⁰=