Главная       Продать работу       Заказать работу       Блог       Контакты       Оплата       О нас       Как мы работаем       Регистрация       Вход в кабинет
Тех. дипломные работы
   автомобили
   спец. техника
   станки
   тех. маш.
   строительство
   электроснабжение
   пищевая промышленность
   водоснабжение
   газоснабжение
   автоматизация
   теплоснабжение
   холодильники
   машиностроение
   др. тех. специальности

Тех. курсовые работы
   автомобили
   спец. техника
   станки
   тех. маш.
   строительство
   детали машин
   электроснабжение
   газоснабжение
   водоснабжение
   пищевая промышленность
   автоматизация
   теплоснабжение
   ТММ
   ВСТИ
   гидравлика и пневматика
   машиностроение
   др. тех. специальности

Тех. дополнения
   Отчеты
   Расчетно-графические работы
   Лекции
   Задачи
   Лабораторные работы
   Литература
   Контрольные работы
   Чертежи и 3D моделирование
   Тех. soft
   Рефераты
   Общий раздел
   Технологический раздел
   Конструкторский раздел
   Эксплуатационный раздел
   БЖД раздел
   Экономический раздел
   Экологический раздел
   Автоматизация раздел
   Расчетные работы

Гум. дипломные работы
   педагогика и психология
   астрономия и космонавтика
   банковское, биржевое дело
   БЖД и экология
   биология и естествознание
   бухгалтерский счет и аудит
   военное дело
   география
   геология
   государство и право
   журналистика и СМИ
   иностранные языки
   история
   коммуникации
   краеведение
   кулинария
   культура и искусство
   литература
   экономика и торговля
   математика
   медицина
   международное отношение
   менеджмент
   политология
   музыка
   религия
   социология
   спорт и туризм
   таможенная система
   физика
   химия
   философия
   финансы
   этика и эстетика
   правознавство

Гум. курсовые работы
   педагогика и психология
   астрономия и космонавтика
   банковское, биржевое дело
   БЖД и экология
   биология и естествознание
   бухгалтерский счет и аудит
   военное дело
   география
   геология
   государство и право
   журналистика и СМИ
   иностранные языки
   история
   коммуникации
   краеведение
   кулинария
   культура и искусство
   литература
   экономика и торговля
   математика
   медицина
   международное отношение
   менеджмент
   политология
   музыка
   религия
   социология
   спорт и туризм
   таможенная система
   физика
   химия
   философия
   финансы
   этика и эстетика
   правознавство

Гум. дополнения
   Отчеты
   Расчетные работы
   Лекции
   Задачи
   Лабораторные работы
   Литература
   Контрольные работы
   Сочинения
   Гум. soft
   Рефераты

Главная > Тех. курсовые работы > машиностроение
Название:
Модернизация проходческого комбайна КП-25

Тип: Курсовые работы
Категория: Тех. курсовые работы
Подкатегория: машиностроение

Цена:
0 грн



Подробное описание:

Содержание
1. Введение………………………………………………………………………3
1.Техническое задание на Проходческий комбайн КП-25.………………….4
2. Анализ известных технических решений и выбор аналога проектируемого изделия…………………………………………………………………………...7
3. Выбор и обоснование структурной схемы проектируемого изделия…….12
4. Выбор оптимальных режимов работы и расчет нагруженности
основных рабочих органов, силовых и энергетических параметров
машин комплекса……………………………………………………………………..14
4.1 Формулировка ограничения по устойчивой мощности двигателя….14
4.2 Расчет критического момента двигателя………………………………17
4.3 Расчет усилия боковой подачи на резцовой коронке………………...18
4.4 Формулировка ограничения по вылету резца……………………..…….19
4.5 Расчет нагрузок на резцах при резании угля………………………........19
4. 6 Текст файла с входными данными……………………………….…...26
5. Расчёт эксплуатационной производительности проходческого комбайна КП-25…………………………………………………………………………..31
6.Расчет на прочность сварочных швов ……………………………………33
6. Литература………………………………………………………………….35

 

Введение

Удовлетворение потребностей нашей страны в топливе, рудах черных и цветных металлов, горнохимическом сырье, строительных материалах путем эффективной работы горнодобывающей промышленности во многом зависит от её оснащенности современности горными машинами и оборудованием.

В последние десятилетия в нашей стране задачи создания новой техники успешно решались научно-исследовательскими и проектно-конструкторскими институтами, машиностроительными заводами, шахтами и карьерами.

В 1947 году был создан угольный комбайн «Донбасс», получивший широкое применение на угольных шахтах, а с 1965 года на шахтах Подмосковного и Донецкого бассейнов начали применяться механизированные комплексы, безразборные скребковые конвейеры и гидрофоцированные механизированные крепи.

В настоящее время в угольной промышленности практически полностью осуществляется добыча угля на основе комплексной механизации. Перед учеными, конструкторами и машиностроителями в области создания новой горной техники стоят задачи разработки и постановки на производство высокопроизводительных, высокоэффективных, безопасных и надежных машин и оборудования, конкурентоспособных по отношению к зарубежным аналогам.

 

 

 

 

 

  1. Техническое задание на Проходческий комбайн КП-25. Наименование и область применения

1.1.    Наименование изделия и его шифр – Проходческий комбайн КП-25

1.2.    Назначение и область применения – – Проходческий комбайн КП-25 предназначен для механизации основных и вспомогательных процессов проведения горизонтальных и наклонных (+-15°) выработок любой формы, с площадью сечения от 7 до 20 м2 в проходке по углю, породе и смешанному забою с максимальным пределом прочности пород при одноосном сжатии aсж< 80 МПа ( f < 6 ) и абразивностью до 15 мг в шахтах, опасных по газу и пыли, кроме пластов, опасных по внезапным выбросам.

1.3.    Возможность использования изделия для поставки на экспорт - Проходческий комбайн КП-25 -может поставляться на экспорт самостоятельно при наличии патентной чистоты по стране поставок.

  1. Основание для разработки.

2.1.    Организация, утвердившая документ - Кафедра НГМиО в лице заведующего кафедрой Сысоева Н.И

2.2.    Тема, этап отраслевого и тематического плана в рамках которого будет выполняться данная работа - курсовой проект.

  1. Цель и назначение разработки.

3.1.    Заменяемое старое изделие или создание нового - Проходческий комбайн КП-25 разрабатывается для замены проходческого комбайнаКП-21

3.2.    Ориентировочная потребность по годам с начала серийного производства – оговаривается с дипломным руководителем.

3.3.    Источники финансирования - Предприятие заказчик.

3.4.    Количество и сроки изготовления - Оговариваются с заказчиком.

3.5.    Предполагаемые исполнители - Горловский машиностроитель, АО, Горловка, Украина.

  1. Источники разработки.

4.1.    Протоколы лабораторных и шахтных испытаний - Рабочая программа и методика государственных приёмочных испытаний проходческий комбайн КПД   ШахтНИУИ, Шахты Чиха

4.2.    Конструктивные проработки -  Проходческий комбайн КП-25. Требования по эксплуатации. ШахтНИУИ, Шахты Чиха

4.3.    Перечень других источников - Научный отчёт «Алгоритм и программа расчёта основных силовых, кинематических и энергетических параметров  проходческих комбайнов нового технического уровня» ШахтНИУИ, Шахты  Чиха

  1. Технические требования.

5.1.    Стандарты и нормативно-техническая документация- ТУ 12.44.778-80.

5.2.    Состав изделия. Проходческий комбайн КП-25 должен состоять из следующих сборочных единиц: привод комбайна и ИО, Исполнительный орган, гидрооборудования, электрооборудования, системы орошения.

5.3.    Требования к показателям назначения, надежности и ремонтопригодности – Конструкция проходческий комбайн КП-25  должна удовлетворять следующим требованиям: обеспечивать работу в забое, иметь эффективные средства управления стрелой и исполнительным органом, обеспечивать выбор наиболее экономически эффективного режима резания пород различной прочности,  обеспечивать высокую производительность при погрузке, возможность эффективной работы в обводненных выработках, снижение концентрации пыли в проходческом забое 

5.4.    Требования к унификации – При модернизации проходческого комбайна КП-25 будут заменены резцедержатели исполнительного органа(коронки).

5.5.    Требования к безопасности – Проходческий комбайн КП-25  должен соответствовать « Правилам безопасности в угольных и сланцевых шахтах».

5.6.    Эргономические и эстетические требования - Эргономические показатели должны обеспечивать максимальную эффективность, безопасность и комфортность труда.

5.7.    Требования к патентной чистоте - Проходческий комбайн КП-25    должны обладать патентной чистотой по странам СНГ, а также других угледобывающих стран.

5.8.    Требования к номенклатуре изделия – Проходческий комбайн КП-25должн соответствовать современным требованиям к промышленным изделиям.

5.9. Требования к эксплуатации. Проходческих комбайнов должна осуществляться в соответствии с руководством по эксплуатации.

  1. Стадии и этапы разработки.

6.1.    Разработка конструкторской документации для изготовления КП-25  . 

6.2.    Изготовление и предварительные испытания КП-25  .

6.3.    Приемочные испытания КП-25  .

6.4.    Корректировка конструкторской документации на Комбайн КП-25.

  1. 5. Изготовление Комбайнов КП-25  .

 

 

  1. Анализ известных технических решений и выбор аналога проектируемого изделия.

В настоящее время в мировой угольной промышленности и в родственных горных отраслях эксплуатируется значительное количество проходческих комбайнов  избирательного действия.

При всем разнообразии выпускаемых в мировой практике проходческих комбайнов со стреловидным исполнительным органом в их конструкциях очень много общих элементов. По сути дела, структурно-компоновочная схема рассматриваемого класса машин (см. рис. 1) имеет практически один и тот же состав для большинства моделей (см. рис. 1).

   Рисунок 1 .1 – стреловидный исполнительный орган, включающий собственно исполнительный орган обычно корончатого типа, а также его привод, т. е. электродвигатель и редуктор;
2 – система подвески стреловидного исполнительного органа, состоящая, как правило, из стрелы, шарнирно связанной с поворотной рамой, а также нескольких пар гидроцилиндров, изменяющих положение исполнительного органа в горизонтальной и вертикальной плоскостях;
3 – корпус машины или несущая рама, на которой базируется все основное оборудование комбайна;
4 – ходовая часть, как правило, гусеничного типа;
5 – погрузочный орган, в качестве которого преимущественное распространение получили парные нагребающие лапы;
6 – конвейер, обычно скребкового типа;
7 – гидро- и электрооборудование комбайна, включающее маслостанцию, станцию управления, пульт управления и т. д.

 

Исполнительные органы проходческих комбайнов производят разрушение полезного ископаемого и в большинстве случаев выгрузку отделенного от массива полезного ископаемого.По этому эксплуатационные характеристики комбайнов, а в целом, и в частности, их производительность  и надежность зависит от правильности выбора конструкторских и режимных параметров исполнительных органов.

Исполнительные органы проходческих комбайнов должны удовлетворять следующим требованиям:

Типы применяемых исполнительных органов в заданных условиях.

В проходческих машинах находят применение следующие исполнительные органы избирательного действия.

С  продольно-осевой (радиальной) коронкой. (а).

 С поперечно-осевой (аксиальной) коронкой. (б).

Показанные на рисунке 2 стреловидные исполнительные органы избирательного действия.

 

Рисунок 2. Типы коронок.

 

Применительно к заданным условиям возможно применение следующих исполнительных органов:

Продольно-осевая коронка  имеет ось вращения, соосную со стрелой комбайна. С помощью этой коронки можно обеспечить довольно ровный  профиль выработки.

Стреловидные исполнительный орган с поперечно-осевой коронкой  имеют коронку, ось которой находится в горизонтальной плоскости и перпендикулярна продольной оси стрелы.

Следует отметить, что исполнительный орган с продольно-осевой коронкой предпочтительнее с точки зрения обеспечения устойчивости проходческого комбайна, чем исполнительный орган с поперечно-осевой  коронкой, так как усилие поворота, которое необходимо приложить к стреле для ее перемещения, в первом случае значительно меньше, чем во втором. Это вызвано тем, что при горизонтальной подаче продольно-осевойкоронки на усилие поворота оказывают влияние только силы подачи на резцах, но не силы резания, которые расположены в плоскостях, перпендикулярных направлению подачи.

 

Типы применяемых резцедержателей и резцовв заданных условиях.

На рисунке 3 а) изображен  резцедержатель с каналом для размещения державки резца, резец с рабочей головкой конусообразной формы, на которой закреплена износостойкая вставка. Он простой в использование но при работе идет разрушение резцедержателя из за попадания пыли в промежуток резцедержателя и резца и происходить износ резцедержателя.

На рисунке 3 б) изображена модернизация резцедержателя он имеет преимущество, на резце размещен опорно-защитный элемент кольцевой формы, отличающийся тем, что опорно-защитный элемент выполнен из проволоки и соединен с резцом посредством неразъемного соединенияа часть наружной боковой поверхности резцедержателя образована частью боковой поверхности круглого цилиндра, при этом величина наружного радиуса опорно-защитного элемента не менее величины радиуса цилиндра, образующего часть наружной боковой поверхности резцедержателя, а величина среднего радиуса опорно-защитного элемента менее величины радиуса цилиндра, образующего часть наружной боковой поверхности резцедержателя. При такой схеме идет больший опор на резцедержатель.

На рисунке 3 в) изображен  резцедержатель  с продольными отверстиями, в одном из которых размещен, с возможностью осевого перемещения, резец с цилиндрической державкой и головкой, выполненной в виде прямого усеченного кругового конуса, больший диаметр которого больше диаметра державки, а в другом отверстии, находящемся в резцедержателе выше продольной оси резца и образующем камеру для воды, размещен механизм регулирования потока жидкости, имеющий клапанс головкой, гайку, пружину и форсунку, а также водоподводящие каналы, отличающийся тем, что форсунка имеет седло под головку клапана, которая совместно с головкой клапана размещены в одной камере и взаимодействуют друг с другом, при этом форсунка установлена подвижно вдоль оси отверстия, в котором размещена, с возможностью взаимодействия с головкой резца во время работы исполнительного органа, а клапан неподвижно закреплен врезцедержателе.

На рисунке 3 г) изображен модернизированный резцедержатель,он имеет преимуществов резцедержатель вставлена промежуточная втулка из закаленной стали, в которую вставляется резец; при этом резец опирается на закаленную поверхность втулки, а на резцедержатель из улучшенной стали опирается втулка с достаточно большой опорной поверхностью.

 

 

 

 

 

а)                                                              б)

в)                                                               г)

 

 

 

Рисунок 3. Типы резцов и резцедержателей.

 

 

 

 

 

 

  1. Выбор и обоснование структурной схемы проектируемого изделия

Исходя, из перечисленных возможных технических решений можно сделать вывод , что продольно-осевая коронка (коническая коронка)наиболее полно решают нашу задачу. Мы принимаем коронку для проходческого комбайна

 КСП-32.

 

                                                Рисунок 4.

Основные общие проблемы надежности режущих коронок серийного производства при эксплуатации на крепких абразивных породах:

- выдавливание металла резцедержателя под опорной поверхностью резца из-за высоких удельных нагрузок на поверхность резцедержателя из улучшенной стали;

- быстрый выход из строя системы орошения вслед резцу из-за абразивного износа резцедержателей и вскрытия форсунок и каналов.

Для повышения надежности коронки мы модернизируем резцедержатель:

 

 

Рисунок 5.

 Предлагаемые технические решения указанных проблем в новых коронках:

 Дополнительное достоинство предлагаемой схемы заключается в том, что несвоевременная замена или потеря резца в процессе работы не приведет к выходу из строя резцедержателя, системы орошения и коронки в целом, так как износу подвергнется в первую очередь втулка, которую можно заменить.

 Новые режущие коронки обеспечат:

 Новые режущие коронки в комплекте с забурником полностью взаимозаменяемы с серийными.

 

  1. Выбор оптимальных режимов работы и расчет нагруженности

основных рабочих органов, силовых и энергетических параметров

машин комплекса.

  1. 1 Формулировка ограничения по устойчивой мощности двигателя[2]

Для выполнения данного ограничения рассматривается работа комбайна в повторно-кратковременном режиме, при котором непродолжительная его работа чередуется с остановками. Во время остановки двигатель охлаждается и поэтому он может быть более нагружен, чем при длительной непрерывной работе (режим S1). Поскольку мощность двигателя – это его тепловая характеристика, то выбранная скорость боковой подачи должна обеспечивать работу двигателя без перегрева выше установленной ГОСТом нормы, значение которой обусловлено типом изоляции и способом его охлаждения.

В соответствии с ГОСТ 183-74 для проектировочных расчетов принят повторно-кратковременный режим (S4 условно) с частыми пусками, с продолжительностью включений ПВ=60% (продолжительность включений до 120 в час) и коэффициентом инерции привода до 2,5 [8,9]. Тогда номинальную расчетную мощность Nнр можно определить по расчетной устойчивой мощности Nур (при повторно-кратковременном режиме) с учетом регламентированной ГОСТ 16565-71 продолжительностью включения ПВ=60% по формуле

Nнр = 0,774 Nур, Вт,                                                                                  (1)

Nур = Mур π nу / 30, Вт;                                                                            (2)

Mур – устойчивый расчетный момент двигателя

Mур = Мио.срkпnио / (nу η), Нм;                                                                (3)

Мио.ср – математическое ожидание момента сопротивления на коронке

Рис. 4. Схема к расчету нагруженности коронки

 

Мио.ср = , Нм;                                                                                (4)

kп – коэффициент, учитывающий потери на трение резцовой коронки с разрушенной массой угля и на его переизмельчение;

nк – число рассматриваемых положений коронки за один оборот (по ОСТ 12.44.258.84 рекомендуется принимать nк³ 18);

Mиоj – суммарный момент от сил резания на резцах в j–том положении коронки

Mиоj =  = ZiRi, Нм;                                                                      (5)

            Mi момент на коронке от i-того резца, Нм;

np – число резцов на коронке;

Zi – усилие резания на i-том резце, Н;

Ri – радиус от оси вращения ИО до вершины i-того резца, м;

nио – частота вращения ИО, об/мин;

nу – частота вращения двигателя при устойчивом моменте, которую в данном расчете можно принять равной ее номинальному значению nу@nн, об/мин;

η – общий КПД трансмиссии.

Найдем коэффициент вариации момента сил резания за один оборот ИО

νм = Sм / Мио.ср, Нм,                                                                                           (6)

где     Sм – среднеквадратичное отклонение момента

Sм= , Нм.                                                                (7)

Максимальная скорость боковой подачи выбирается при условии равенства расчетной номинальной мощности паспортному значению двигателя, т.е. Nнр = Nн. Но так как при расчетах  способом перебора вариантов это условие выполнить невозможно, то задают интервал, в который должна попасть Nнр при доверительной вероятности Р. Принимая коэффициент вариации номинальной мощности в пределах νN=0,03…0,05, доверительный интервал можно найти по формуле

,

где     SN – среднеквадратическое отклонение номинальной мощности, SN = νNNн;

            n – число испытаний при определении Nн (предполагается, что n≥30 при P = 0,95);

            f – число степеней свободы, f = n-1 = 30-1=29;

            tf,p = t29;0.975 = 2,045 – квантиль двустороннего t – распределения Стьюдента.

            Тогда доверительный интервал будет находиться в пределах

.

            По максимальному значению DNн принимаем интервал, в который должно попадать расчетное значение номинальной мощности Nнр

                     0,9813 NнNнр ≤ 1,0187 Nн.

  1. 2 Расчет критического момента двигателя [2]

            Проверка двигателя от опрокидывания проводится по условию превышения расчетным критическим моментом Мкр паспортного значения Мк, т.е. Мкр ≤ Мк.

            Используя зависимости из [8] и [9], найдем расчетный критический момент

            , Нм,                                                                                   (8)

где     νМ – коэффициент вариации устойчивого момента, равный коэффициенту вариации момента на коронке;

            3 – значение, соответствующее “3-х сигмовому” превышению нагрузки;

            kуп – коэффициент, характеризующий качество управления комбайном по поддержанию нагрузки двигателя (kуп = 0,9 – при автоматическом управлении и kуп = 0,7…0,85 – при ручном);

             = С ≈ 0,72…0,9 – отношение фактического и номинального напряжений на зажимах двигателя в условиях питания шахтной сети.

            Если Мкрк, то при новом расчете следует скорость подачи уменьшить на некоторую величину ∆М, что лучше сделать, принимая значение новой Vпб = (0,99…0,995)Vпб.

  1. 3 Расчет усилия боковой подачи на резцовой коронке [2]

            Для выполнения условия по ограничению усилия боковой подачи на резцовой коронке необходимо найти проекции сил Yi и Zi на резцах на направление подачи (рис.4)

, Н,                                                               (9)

где     Pi – усилие боковой подачи от i-того резца, Н;

            Yi – усилие подачи на i-том резце, Н.

            Среднее значение усилия боковой подачи Рио.ср и ее коэффициент вариации nр определяются аналогично Мио.ср и nМ:

Рио.ср = , Нм;                                                                                              (10)

νP = SP / Pио.ср, Нм,                                                                                                (11)

где     SP – среднеквадратичное отклонение усилия боковой подачи

SP= , Нм.                                                                    (7)

            Скорость боковой подачи Vпб подбирается такой, при которой расчетное усилие боковой подачи Рио.ср, приложенное к центру коронки, не превышало максимального РБП, создаваемого гидроцилиндрами поворота стрелы. Точность расчета можно установить на уровне интервала погрешности в 0,5 процента [0,995Рпб, Рпб].

  1. 4 Формулировка ограничения по вылету резца [2]

            Для предотвращения трения резцедержателей о края борозды резания, а также переизмельчения ими угля, главным параметром принят радиальный вылет резца lр [6]. Исследованиями установлены предельные значения коэффициента радиального вылета резца kl , равного отношению радиального вылета резца lр к максимальной толщине стружки hmax, для шнековых и барабанных исполнительных органов с горизонтальной осью вращения:

                        радиальные резцы                      kl = 1,4…1,6;

тангенциальные резцы              kl = 1,0…1,2.

            Расчетное значение коэффициента радиального вылета резца можно найти по формуле

klр =

            Скорость боковой подачи Vпб проверяется по условию: klр£kl. Если условие не выполняется, то Vпб следует уменьшать. При этом точность расчетов можно установить на уровне интервала погрешности в 0,5 процента [0.995kl , kl]

  1. 5 Расчет нагрузок на резцах при резании угля [2]

(Излагается в соответствии с методикой по ОСТ 12.44.258-84 [1])

Сила резания на затупленном резце (рис.5,6):

Z = Zo + f (Y - Yo), H,

где     f= 0,38…0,40 – коэффициент сопротивления пласта резанию.

Сила подачи на затупленном резце:

Y = Yo + YCПSЗ , Н,

где     CП – коэффициент пропорциональности между силами подачи на затупленном и остром резцах

CП= ;

SЗ – проекция площадки затупления резца на плоскость резания, см2;

h – толщина стружки на i-том резце, см.

h = 0,27778ji hmax(0,95 singi + 0,05);

hmax – подача за оборот резцовой коронки, м; hmax = Vпб/nио;

            bP – расчетная ширина резца, см.

            Для овальной формы с прямолинейными наклонными боковыми кромками (рис.7, а):

bp = 2  при Dп<Dпк;

bp = bк + 2 tgjк (Dп - Dпк) при Dп³Dпк;

bp = bк при jк< 0 и Dп>Dпк,

где     bк = 2  - конструктивная ширина режущей части резца, см;

            Dпк – высота контакта резца с массивом угля по передней поверхности, соответствующая его конструктивной ширине, см;

            Dп = D / sind - высота контакта резца с массивом угля по передней поверхности, см;

            D = 0,45  - высота контакта резца с массивом угля, см.

 

Для конической формы (рис.7,б)

            bp = , см,

где     - угол заострения конуса керна резца, град.

            Сила резания на остром резце при кинематическом заднем угле

 αк 10о:

Zo = Z + f (Yo - Y), H,

Сила подачи на остром резце при αк 10о:

 

Рис.7. Параметры режущей части радиальных (а) и поворотных (б) резцов.

Yo = Y, Н,

где      - кинематический задний угол на

i-том резце, град.

Сила подачи на остром резце при αк = 10о:

Y = Z* ,

где Е – показатель степени хрупкости пласта.

Применительно к расчету нагрузок на исполнительном органе и энергоемкости процесса разрушения все угли по показателю степени хрупкости делятся на три группы:

При проектировочном расчете следует принимать для каждой из групп среднее значение: для вязких Е = 1,65; для хрупких Е = 2,5; для весьма хрупких Е = 4,2.

Сила резания на остром резце при кинематическом заднем угле αк = 10о:

Z = 10 ĀpKOTK3KУKФKПРht , Н,

где Āp – средняя сопротивляемость пласта резанию, в неотжатой зоне очистного забоя, Н/мм;

t – ширина стружки на i-том резце; принимается для всех резцов, кроме крайних кутковых, как полусумма расстояний до соседних линий резания

ti = (tpi+ tpi+1 )/ 2, см; для крайних кутковых ti = tpi / 2 + bp / 2 cosbi, см;

KOT – коэффициент отжима, характеризующий снижение сопротивляемости угля резанию под влиянием горного давления, (для проходческих комбайнов КОТ = 1);

KOT = 0,25E/(E-0,8) + [1-1,1/(B3/HP + 1)2];

B3– расстояние от обнаженной поверхности забоя до рассматриваемого i-того резца, м;

НР – расчетная мощность пласта, равная при проектировочном расчете среднему значению пределов регулирования высоты исполнительного органа комбайна в соответствии с техническим заданием, а при проверочном расчете – вынимаемой мощности пласта, где эксплуатировался комбайн, м; для проходческих комбайнов Нр – высота контакта ИО с забоем (рис.4);

K3 – коэффициент обнажения забоя, учитывающий влияние вида резания для всех резцов, кроме крайних кутковых:

при t tопт                K3 = [1 + 1,6(t/ tопт - 1)2] KЗОПТ;

при t>tопт                 K3 = [1 + 0,21 h (t/ tопт - 1)] KЗОПТ;

tопт – оптимальная ширина стружки, см,

tопт= ;

KЗОПТ = 0,25 + 0,66/ (h + 1,3) – коэффициент обнажения забоя при

t = tопт;

для крайних кутковых резцов K3 = 1,1…1,25, причем большие значения принимаются при малой степени хрупкости угля: если Е£ 2,1 то K3 = 1,25, если Е ³ 3,5 то K3 = 1,1, если 2,1 < Е < 3,5 то K3 = 1,18;

KУ = 0,012 δki +0,42 Е/(Е + 3,45) – коэффициент, учитывающий влияние угла резания δ;

 - кинематический угол резания на i-том резце, град.;

КФ – коэффициент, учитывающий форму передней поверхности резца: плоская – 1; овальная и плоско-клиновидная – 0.92; клиновидная – 0.87; конические и поворотные резцы – 1.2; этим коэффициентом идентифицируется тип резца (Кф< 1,2 – радиальные резцы, Кф = 1,2 – конические и поворотные резцы);

КПР – коэффициент, учитывающий влияние на силу резания поворотного резца:

            для шахматной схемы резания                      КПР = 1 + 0,02 bрi;

            для последовательной схемы резания        КПР = 1,15 + 0,01 bрi;

βpi – угол поворота резца, град. Обычно βpi£ 15° и принимается по схеме расстановки поворотных резцов.

Ниже приведены формулы для вычисления боковых сил на резцах, которые могут быть использованы при модернизации программы. В алгоритм и в прграмму расчета они не включены.

Боковая сила на резце, имеющем режущие кромки:

Xi= , Н,

Xi= , Н,

где     КФХ – коэффициент влияния формы передней поверхности режущей части резца на боковую силу; для резцов с плоской поверхностью КФХ = 1: с овальной и плоско-клиновидной - КФХ = 1,1…1,3; с клиновидной - КФХ = 1,2…1,6. Большие значения принимаются при большей выпуклости передней поверхности резца.

            Боковая сила на коническом и поворотном резцах:

Xi= , Н,

Xi= , Н,

            Направление боковой силы принимается: при шахматной (без поворота резца) и при последовательной схемах резания – в сторону обнаженного пространства, образованного впереди идущим резцом в соседней линии резания; при шахматной схеме резания (при повороте резца) – в сторону поворота; на крайнем кутковом резце – в сторону от забоя.

  1. 6 Расчёт на ЭВМ программе STKOMB_U

Цель работы : в данных расчетах нам надо найти скорость боковой подачи, мощность двигателя, коэффициент вариации момента резания .

По углю:

            В Х О Д Н Ы Е   Д А Н Н Ы Е

  1. Параметры забоя

Средняя сопротивляемость пласта резанию, Н/мм,   Аr    300.00

Показатель степени хрупкости пласта              Е       2.80

Коэффициент сопротивления пласта резанию         f     0.4000

Объемная масса угля в массиве, т/куб.м,          gmob    1.60

Высота уступа, мHp    1.7000

  1. Параметры комбайна

Мощность двигателя привода, номинальная, ВтNn  140000.0

Критический момент двигателя, НмMk    1070.0

Коэффициент качества управления двигателем       kup   0.8500

Отношение факт.и ном. напряжений шахтной сети   cfn   0.8000

Частота вращения резцовой коронки, об/мин        nio    55.00

Частота вращения ротора двигателя, ном., об/мин  nd   1485.00

Общий КПД трасмиссииeta   0.8500

Коэффициент, учитывающий потери на коронке       kpk   1.2000

Усилие боковой подачи стрелы на коронке, Н,      Pbp  80000.0

Начальное значение скорости боковой подачи,м/мин,Vpb   2.0

  1. Параметры резцовой коронки

Ширина резцовой коронки, м, bkor  1.0500

Глубина внедрения коронки, м,                    lvn0.7290

Количество j-тых положений коронки за оборот     nk   18

Номер первого крайнего куткового резца           Nkkr 24

Число резцов на коронке, штук                    nr   28

Индекс схемы резания (0-шахматная,1-последоват.) Sh   1

  1. Параметры резца

Ширина режущей части резца, конструктивная, смbk   1.2000

Ширина режущей части резца, максимальная, смbmax 3.2000

Коэффициент формы передней поверхности           kf     1.20

Угол наклона боковой грани резца, град.          fik   10.00

Радиус закругления боковой грани резца, смrk   0.6500

Угол резания, конструктивный, град.              del   98.00

Угол резца задний, конструктивный, град.         alf    8.00

Угол заострения конуса керна, град.              betk  90.00

Проекция площадки затупления, см кв.             Sz     0.05

Радиальный вылет резца, смlr     7.00

Коэффициент радиального вылета резца             kl     1.20

  1. Параметры схемы расстановки резцов на коронке

Npr[i] R[i],мgm[i],град. fi[i],град. tr[i],смbt[i],град. btr[i],град.

1    0.40    120         120        2.6         0         10

  2    0.40      0         120        2.6         0         10

  3    0.40    240         120        2.5        17         10

  4    0.39    120         360        2.5        17         10

  5    0.39     40         360        2.5        17         10

  6    0.38    320         360        2.5        17         10

  7    0.37    280         360        2.5        17         10

  8    0.36    200         360        2.5        17         10

  9    0.36    120         360        2.5        17         10

 10    0.35     40         360        2.5        17         10

 11    0.34    320         360        2.5        17         10

 12    0.33    240         360        2.5        17         10

 13    0.33    160         360        2.5        17         10

 14    0.32     80         360        2.5        17         10

 15    0.31      0         360        2.4        17         10

 16    0.30    280         360        2.4        17         10

 17    0.30    120         360        2.4        17         10

 18    0.29    200         360        2.4        17         10

 19    0.28    320         360        2.2        25         10

 20    0.27    240         360        2.2        30         10

 21    0.25    160         360        2.0        34         10

 22    0.23     80         360        1.9        40         10

 23    0.22      0         360        1.8        45         10

 24    0.20    300         360        1.6        50         10

 25    0.18    240         360        1.4        55         10

 26    0.15    160         360        1.2        60         10

 27    0.13     60         360        0.9        65         10

 28    0.11      0         360        0.0        70         10

 

Р Е З У Л Ь Т А Т Ы   Р А С Ч Е Т А

Скорость боковой подачи по мощности двигателя, м/мин,   Vpn = 1.466E+0000

Скорость боковой подачи по критическому моменту, м/мин, Vpm = 1.466E+0000

Скорость боковой подачи по усилию подачи, м/мин,        Vpp = 1.466E+0000

Скорость боковой подачи по вылету резца, м/мин,         Vpvr= 1.466E+0000

Мощность номинальная двигателя, расчетная, Вт,          Nnr = 7.815E+0004

Мощность устойчивая двигателя, расчетная, Вт,           Nust= 1.010E+0005

Момент средний на коронке за один оборот, Нм,           Msr = 1.242E+0004

Момент критический двигателя, расчетный, Нм,            Mkr = 1.070E+0003

Момент устойчивый двигателя, расчетный, Нм,             Must= 6.493E+0002

Усилие боковой подачи на коронке, среднее, Н,           Psr = 2.730E+0004

Коэффициент радиального вылета резца, расчетный,        klr = 1.863E+0000

Коэффициент вариации момента резания,                   num = 4.019E-0002

Коэффициент вариации усилия боковой подачи,             nup = 7.336E-0002

Производительность коронки, теоретическая , т/мин,      Q   = 1.190E+0000

Удельная энергоемкость процесса разрушения, кВт*ч/т,    Hw  = 1.414E+0000

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

По породе:

В Х О Д Н Ы Е   Д А Н Н Ы Е

  1. Параметры забоя

Средняя сопротивляемость пласта резанию, Н/мм,   Аr    700.00

Показатель степени хрупкости пласта              Е       1.80

Коэффициент сопротивления пласта резанию         f     0.4000

Объемная масса угля в массиве, т/куб.м,          gmob    2.20

Высота уступа, мHp    1.3000

  1. Параметры комбайна

Мощность двигателя привода, номинальная, ВтNn   140000.0

Критический момент двигателя, НмMk    1070.0

Коэффициент качества управления двигателем       kup   0.8500

Отношение факт.и ном. напряжений шахтной сети   cfn   0.8000

Частота вращения резцовой коронки, об/мин        nio    55.00

Частота вращения ротора двигателя, ном., об/мин  nd   1485.00

Общий КПД трасмиссииeta   0.8500

Коэффициент, учитывающий потери на коронке       kpk   1.2000

Усилие боковой подачи стрелы на коронке, Н,      Pbp  80000.0

Начальное значение скорости боковой подачи,м/мин,Vpb   2.0

  1. Параметры резцовой коронки

Ширина резцовой коронки,м,                      bkor  1.0500

Глубина внедрения коронки,м,                    lvn   0.7290

Количество j-тых положений коронки за оборот     nk   18

Номер первого крайнего куткового резца           Nkkr 22

Число резцов на коронке, штук                    nr   28

Индекс схемы резания (0-шахматная,1-последоват.) Sh   1

  1. Параметры резца

Ширина режущей части резца, конструктивная, смbk   1.2000

Ширина режущей части резца, максимальная, смbmax 3.2000

Коэффициент формы передней поверхности           kf     1.20

Угол наклона боковой грани резца, град.          fik   10.00

Радиус закругления боковой грани резца, смrk   0.6500

Угол резания, конструктивный, град.              del   98.00

Угол резца задний, конструктивный, град.         alf    8.00

Угол заострения конуса керна, град.              betk  90.00

Проекция площадки затупления, см кв.             Sz     0.05

Радиальный вылет резца, смlr     7.00

Коэффициент радиального вылета резца             kl     1.20

  1. Параметры схемы расстановки резцов на коронке

Npr[i] R[i],мgm[i],град. fi[i],град. tr[i],смbt[i],град. btr[i],град.

1    0.40    120         120        2.6         0         10

  2    0.40      0         120        2.6         0         10

  3    0.40    240         120        2.5        17         10

  4    0.39    120         360        2.5        17         10

  5    0.39     40         360        2.5        17         10

  6    0.38    320         360        2.5        17         10

  7    0.37    280         360        2.5        17         10

  8    0.36    200         360        2.5        17         10

  9    0.36    120         360        2.5        17         10

 10    0.35     40         360        2.5        17         10

 11    0.34    320         360        2.5        17         10

 12    0.33    240         360        2.5        17         10

 13    0.33    160         360        2.5        17         10

 14    0.32     80         360        2.5        17         10

 15    0.31      0         360        2.4        17         10

 16    0.30    280         360        2.4        17         10

 17    0.30    120         360        2.4        17         10

 18    0.29    200         360        2.4        17         10

 19    0.28    320         360        2.2        25         10

 20    0.27    240         360        2.2        30         10

 21    0.25    160         360        2.0        34         10

 22    0.23     80         360        1.9        40         10

 23    0.22      0         360        1.8        45         10

 24    0.20    300         360        1.6        50         10

 25    0.18    240         360        1.4        55         10

 26    0.15    160         360        1.2        60         10

 27    0.13     60         360        0.9        65         10

 28    0.11      0         360        0.0        70         10

 

Р Е З У Л Ь Т А Т Ы   Р А С Ч Е Т А

Скорость боковой подачи по мощности двигателя, м/мин,   Vpn = 1.201E+0000

Скорость боковой подачи по критическому моменту, м/мин, Vpm = 1.201E+0000

Скорость боковой подачи по усилию подачи, м/мин,        Vpp= 1.201E+0000

Скорость боковой подачи по вылету резца, м/мин,         Vpvr= 1.201E+0000

Мощность номинальная двигателя, расчетная, Вт,          Nnr = 7.799E+0004

Мощность устойчивая двигателя, расчетная, Вт,           Nust= 1.008E+0005

Момент средний на коронке за один оборот, Нм,           Msr = 1.239E+0004

Момент критический двигателя, расчетный, Нм,            Mkr = 1.067E+0003

Момент устойчивый двигателя, расчетный, Нм,             Must= 6.479E+0002

Усилие боковой подачи на коронке, среднее, Н,           Psr = 2.746E+0004

Коэффициент радиального вылета резца, расчетный,        klr = 6.118E+0000

Коэффициент вариации момента резания,                   num = 3.997E-0002

Коэффициент вариации усилия боковой подачи,             nup = 7.902E-0002

Производительность коронки, теоретическая , т/мин,      Q   = 5.266E-0001

Удельная энергоемкость процесса разрушения, кВт*ч/т,    Hw  = 3.189E+0000

Полученные результаты расчетов с программы STKOMB_U ,нас  устраивает мощность двигателя устойчивая, как и по породе и углю Nust=100кВт, а 

Скорость боковой подачи по мощности двигателя разная по углю Vy=1.4 м/мин , по породе Vп=1,2 м/мин.

 

 

 

 

 

 

 

  1. РАСЧЁТ ЭКСПЛУАТАЦИОННОЙ ПРОИЗВОДИТЕЛЬНОСТИ ПРОХОДЧЕСКИХ КОМБАЙНА КП-25.

 Составляем схему обработки забоя, по схеме определяем путь пройденный по углю и породе за один цикл.

 

Рисунок 5. Схема обработки смешенного забоя.

По результатам расчета на ЭВМ получены скорость боковой подачи по мощности двигателя по углю и породе (Vy=1,4 и Vп=1,2) исходя из этих расчетов мы находим время цикла:

Время цикла по углю:

Время цикла по породе:

Время цикла:

мин

Рассчитываем объем за один цикл:

 

Найдем среднею теоритическую производительность:

Найдем эксплуатационную производительность:

Где:

nс- количество смен.

tсу-продолжительность рабочего дня в месяце.

Коэффициент машинного времениКм=(0,3-0,4).

Найдем погонные метры выработки(Lп).

Полученные значения темпа выработки (Lп=526м/мес) обеспечивает и превышает заданный темп выработки (Lп=500м/мес).

 

 

 

 

 

 

 

 

 

  1. Расчет на прочность сварочных швов

Сварной шов образуется, посредством пропускания электрической дуги между изделием и электродом. Выделяемое при этом тепло оплав-ляет свариваемые детали и расплавляет электрод, который дает допол-нительный металл для образования сварного шва.

В зависимости от расположения соединяемых деталей различают следующие виды сварных соединений: стыковые (рис. 1, а), внахлестку (рис. 2), с накладками (рис. 1, г), угловые (рис. 1, в) и тавровые (рис. 1, б).

Стыковые соединения выполняют стыковыми швами. Нахле- сточные соединения выполняют угловыми швами. Соединения с на- кладками, тавровые и угловые выполняются угловыми или стыковыми швами.

Угловые швы нахлесточных соединений, по расположению силы действующей на шов, различают: лобовые, расположены перпендику-лярно линии действия сил (рис. 2, а); фланговые, расположены парал- лельно линии действия сил (рис. 2, б); косые, расположены под углом к линии действия сил (рис. 2, в); комбинированные состоят из лобовых и фланговых швов (рис. 2, г).

Рисунок 7.а). Схема к расчету сварного соединений резцедержателя к конической коронке. б)Поперечное сечение углового шва.

Определить допускаемое напряжение в сварном шве (в МПа) для стыкового соединения листов из стали 30ХГСА. Нагрузка статическая. Действует растягивающая сила F. Сварка ручная, электродом Э42.

 Определяем допускаемое напряжение растяжения для 30ХГСА (фор- мула 1.16). [4]

Ϭр=F/lh= Па.

 По таблице 1 находим допускаемое напряжение на растяжение для стыкового шва и ручной сварки электродом Э42.

        ҆Ϭp=0.9Ϭp=0.9×39508=35558 Па.

Условия прочности угловых швов имеют вид:

Напряжение среза от сдвигающей силы F (формулы 1.5).[4]

.

k– катет поперечного сечения шва; l- площадь шва.

Список литературы.

  1. Методические указания к выполнению курсового проекта по дисциплине «Расчёт и конструирование стационарных горных машин и оборудования» / Новочерк. гос. тех. ун-т. Новочеркасск, 2004. 11с.
  2. Н.И. Сысоев, И.Я. Раков, Н.Н. Буренков. Методические указания по расчету эксплуатационной нагруженности и производительности проходческих комбайнов стрелового типа при работе по углю Новочеркасск: ЮРГТУ (НПИ). 2002.
  3. Раков И.Я. «Горные машины и оборудование » Учебное пособие /Юж.-Рос. гос. техн. ун-т. Новочеркасск: ЮРГТУ (НПИ). 2007
  4. Методические указания «Расчет сварных соединений»Логвинова Н.А.

Издательство Юргинского технологического института (филиала) Томского политехнического университета 2012г.

  1. Автор(ы): Маляров А.В., Тулупов В.П. Патентообладатель(и):Открытое акционерное общество "Копейский машиностроительный завод") Дата начала отсчета срока действия патента:09.2000г.

 

 




Комментарий:

Курсовая работа полная, все есть !


Рекомендовать другу
50/50         Партнёрка
Отзывы