Курсовий проект - Розрахунок приводів головних механізмів екскаватора драглайну ЕШ 15
На відкритих гірничих роботах використовуються сотні моделей машин та обладнання. Їх прийнято класифікувати за родом виконуваної роботи, тобто. за технологічною ознакою. За цією ознакою обладнання для відкритих гірничих робіт ділиться на сім класів:
- Машини для підготовки гірничих робіт до виїмки.
- Виїмочно-навантажувальні машини.
- Виїмочно-транспортувальні машини.
- Транспортні машини.
- Відвалотвірні машини.
- Сортувально-збагачувальне обладнання.
- Машини для допоміжних робіт.
Усередині кожної групи розрізняють типи, відмінні друг від друга не характером виконуваної роботи, лише конструкцією окремих вузлів чи всієї машини загалом.
Нарешті, кожен тип машини має кілька типорозмірів (моделей), що збігаються в основному по конструкції, але різняться між собою за продуктивністю, параметрами робочого обладнання, вагою і т.д.
За такою класифікацією, наприклад, одноковшовий кар'єрний екскаватор ЕКГ-3,2, обладнаний прямою лопатою, знаходиться в класі машин навантажувальних, в групі одноковшових екскаваторів відноситься до типу пряма лопата типорозміру 3,2 м 3 .
Крім розподілу за технологічною ознакою всі гірські машини можуть бути класифіковані також за родом енергії та виду силового обладнання, ходового обладнання, за способом екскавації, вагою та іншими конструктивними ознаками.
Кожна машина складається з:
робочого обладнання, що безпосередньо виконує технологічну операцію:
передавальних механізмів, що зв'язують робоче обладнання та виконавчі механізми із силовими;
системи управління для включення та вимикання окремих механізмів машини;
ходового обладнання, що забезпечує транспортні та технологічні переміщення машини;
Робоче обладнання та передавальні механізми для машин кожного класу та кожної групи різні та визначаються роботами, що виконуються машиною (буріння, розробка ґрунту, транспортування тощо).
Силове обладнання, а також механізми управління для більшої частини гірських машин, що застосовуються на відкритих розробках, однакові, оскільки залежать тільки від умов та місця експлуатації машини. Так, основна частина бурового та виїмково-навантажувального обладнання має електропривод, тоді як виїмково-транспортувальні машини та екскаватори, що працюють в умовах відсутності ліній електропередач, обладнуються двигунами внутрішнього згоряння. 1 Загальна частина
1.1 Розташування обладнання на поворотній платформі та конструктивна схема екскаватора драглайна
Крокуючі драглайни в СРСР випускається двома заводами: НЗКМ ім. В.І. Леніна та УЗТМ ім. С. Оржанікідзе. Типажам передбачено створення ними базових моделей із ковшами ємністю 5-125 м 3 при довжинах стріл від 45 до 100-125 м та вагою до 16000т.
Драглайни використовуються на кар'єрах при безтранспортних системах розробки в умовах, де довга стріла дає їм перевагу над механізмами при недостатній несучій здатності ґрунту, або в умовах де потужність розтину досягає величин, які не можуть бути відпрацьовані за допомогою розкривних лопат.
Для екскаваторів ЕШ – 5/45 та ЕШ – 10/60 характерне застосування тригранних трубчастих стріл. До 1968р. на всіх драглайнах УЗТМ застосовувалася вантово-матова стріла. З 1968 р.екскаватор ЕШ - 15/90Б, а згодом і всі інші моделі заводу випускаються з тригранною трубчастою стрілою, що має більш високу надійність та експлуатаційно-технічні показники.
У екскаваторів ЕШ – 5/45 та ЕШ – 10/60 (ІКМЗ) застосовуються крокуючі пристрої механічного типу ексцентрикове або кривошипно-шарнірне. Всі драглайни, що випускаються на УЗТМ, мають важільно-гідравлічний хід, за винятком проектованого драглайну ЕШ – 80/100, у якого передбачається створення гідравлічного механізму пересування з повним відривом бази від ґрунту.
При проектуванні драглайну ЕШ – 80/100 використано низку нових рішень, що підвищують надійність вузлів машини, високоякісніші сталі з межею міцності близько 70кГ/мм 2 . У системі управління екскаватором передбачається автоматизація операції підйому завантаженого ковша до голови стріли по найбільш оптимальній траєкторії, а також забезпечення постійного натягу підйомних канатів, що виключає можливість падіння ковша з кромки забою, що викликає аварійні навантаження на стрілу, і знижує динамічні навантаження при відриві.
Розташування механізмів на поворотній платформі драглайну ЕШ – 25/100. Розташування основних агрегатів та механізмів на екскаваторах ЕШ – 15/90А та ЕШ – 15/90Б аналогічно.
Обладнання на поворотній платформі екскаватора ЕШ – 25/100 розміщено раціональніше, ніж на екскаваторі ЕШ – 14/75: підйомна лебідка1зсунута в крайнє заднє положення. Лебідки підйому1і тяги2розгорнуті в плані 180 0 по відношенню до положення, яке вони займали на екскаваторі ЕШ – 14/75. Механізми повороту3розташовані симетрично щодо осі обертання. Кожен з уніфікованих механізмів підйому та тяги складається з двох барабанів,що приводяться у обертання чотирма електродвигунами.
Мотор-генераторні агрегати4розміщені у центральній частині платформи. Вага агрегатів, розташованих у задній частині поворотної платформи, у екскаваторів ЕШ – 15/90 та ЕШ – 25/100 створює момент, достатній для стійкості екскаваторів, що дозволило позбутися спеціальної противаги (баласту).
У передній частині платформи розташований напрямний пристрій для тягових канатів5(пунктиром показано встановлення блоків для упряжі з чотирма тяговими канатами та безарочним ковшем). Зліва і праворуч платформи розміщені насосні установки6, що обслуговують гідроциліндри7крокуючого пристрою. Стрілова лебідка8знаходиться в задньому, а трансформатори9у передньому укосі першого ярусу поворотної платформи.
На другому ярусі поворотної платформи розташовані прилади електроустаткування, установка для кондиціювання повітря та кабіна машиніста.
1.2 Розрахунок продуктивності екскаватора
1.2.1 Теоретична продуктивність QT, м 3 /год:
де Е - ємність ковша, м 3;
ns - кількість ковшів, що розвантажуються за хвилину.
Для одноковшових екскаваторів:
де tц – час циклу.
Підставляючи формулу (1.2) у формулу (1.1) отримаємо QT для одноковшових екскаваторів:
Для цієї машини теоретична продуктивність завжди однакова - кова і, підвищити її можна, вносячи вдосконалення в конструкційну машину. Теоретична продуктивність дозволяє порівняти відмінності машин та оцінити їх досконалість:
QT = 3600 · 15/63 = 857 м 3 /год.
1.2.2 Технічна продуктивність – максимальна продуктивність для даного екскаватора при її безперервній роботі у цьому вибої. Порівнюючи технічнупродуктивність екскаваторів, розраховану для одноковшових, можна з'ясувати, яка машина краще підходить для цих умов. Технічна продуктивність QTЕХ, м 3 /год визначається за такою формулою:
де КН, КР - коефіцієнти наповнення та розпушування породи відповідно.
1.2.3 Експлуатаційна продуктивність визначається за такою формулою:
де КІ - коефіцієнт використання екскаватора у часі.
КІ = 0,55-0,8 - для залізничного транспорту; КІ = 0,8-0,9 - для авто та конвеєрного транспорту.
Qе = 714 · 0,6 = 428,4 м 3 /год.
1.2.4 Змінна продуктивність визначається за такою формулою:
де Тсм - тривалість зміни, 8-12 годин.
Qсм = 428 · 8 = 3424 м 3 /див.
1.2.5 Добова продуктивність визначається за такою формулою:
депсм- кількість змін на добу (3).
Qсут = 3424 · 3 = 10272 м 3 /сут.
1.2.6 Річна продуктивність визначається за такою формулою:
деп-число робочих днів на рік (251).
Qгод = 10272 · 251 = 2578272 м 3 / рік.
2 Спеціальна частина
2.1 Визначення лінійних розмірів вагових характеристик екскаваторів
Визначаємо вагові характеристики і лінійні розміри екскаватора, що розраховується. Отримані дані заносимо до таблиці 2.1 та порівнюємо їх з екскаватором аналогом ЕШ-10.
Значення мас і лінійних розмірів конструктивних елементів одноковшових екскаваторів необхідні визначення зусилля, що виникають при роботі екскаватора можуть бути обчислені за емпіричними формулами. Маса(т)всього екскаватора визначається за формулою:
де До екс - Коефіцієнт питомої маси екскаватора чисельно рівний відношенню маси екскаватора і місткості ковша, Кекс = 50-110т/м 3 ;
Е – місткість ковша, м3.
За величиноютекскаватора визначаємо лінійні розміри окремих конструктивних елементів:
L = KL, м (2.2)
де KL – коефіцієнт лінійних розмірів окремих конструктивних елементів.
L = 1,2 = 12,75м.
Lк = 0,9 = 9,6м.
Радіус задньої стінки кузова
Lзс = 1,3 = 13,8м.
Довжина стріли драглайна
Lстр = 8 = 86м.
Висота п'ятої стріли
Lпс = 0,5 = 5,31м.
Радіус п'ятої стріли
Rпс=0,6=5,3м.
Максимальна висота копання
Н.коп = 4,6 = 48,9м.
Максимальна висота розвантаження
Нраз =2,5=26,6м.
Максимальний радіус копання
Lкоп = 7,55 = 80,2м.
Максимальний радіус розвантаження
Lраз = 7,48 = 80м.
Нб = 0,2 = 2,12м.
Таблиця 2.1 - Лінійні розміри та вагові характеристики екскаватора