Проектировочный расчет шнекового исполнительного органа очистного комбайна для заданных условий

Федеральное агентство по образованию

Государственное образовательное учреждение

высшего профессионального образования

Кузбасский  Государственный Технический университет

Кафедра горных машин и комплексов

Проектировочный расчет шнекового исполнительного

 органа очистного комбайна для заданных условий

Выполнил: студент гр. МК-051

Зверев Е.Л.

Проверил: Буялич Г.Д.

Кемерово 2009

Исходные данные

Параметр	Обозначение	Величина
Комбайн	К-500-Ю
Сопротивление угля резанию, кН/м.	Ар	370
Показатель способности угля к измельчению	mи	1
Скорость подачи, м/мин.	vп	3,2
Резцы забойные	РКС-1(ТК 65)
Резцы кутковые	3Р4.80(РО80)
Диаметр исполнительного органа, м.	Dи	1,8
Мощность разрабатываемого пласта, м.	Нр	3
Ширина захвата, м.	Вз	0,8
Угол падения пласта	α	10º
Плотность угля, т/м3.	γ	1

1.  Выбор основных параметров исполнительного органа

Показатель степени хрупкости пласта при резании:

где m_и– показатель способности угля к измельчению.

1.2. Показатель разрушаемости угля при резании R:

,

где  - сопротивление угля резанию.

1.3. Радиальный вылет резца:

,

где l_к– конструктивный вылет забойного резца, [1, стр.81].

1.4.1. Допустимая максимальная толщина стружки h_max для забойных резцов:

,

где К_l– коэффициент вылета резца. К_l= 1,2, [1, стр.8]

1.5. Средняя толщина стружки:

1.6. Средняя оптимальная ширина стружки для забойных резцов:

где b_к– конструктивная ширина забойного резца, [1, стр.81].

1.7. Крайний кутковый шаг резания:

1.8. Длина кутковой части шнекового исполнительного органа:

1.9. Шаги резания кутковой части исполнительного органа:

1.9.1. Первый в забойной части шаг резания

 см

Для двух линий резания:

Условие не выполняется  1,945<5,619.

Для трёх линий резания:

Условие не выполняется  4,755<5,619.

Для четырёх линий резания:

Условие выполняется , поэтому полученные шаги округляем и получаем:

1.10. Угол наклона резца к направлению подачи в линиях резания  кутковой части шнекового исполнительного органа:

где l_к– конструктивный вылет куткового резца,

lхв – длина хвостовика куткового резца,

 – угол установки резца, [1, стр.81].

Первая линия:

Вторая линия:

Третья линия:

Четвёртая линия:

1.11. Длина забойной части шнекового исполнительного органа:

где В_З – ширина захвата комбайна,

 - средняя оптимальная ширина стружки.

1.12. Первый в забойной части шаг резания (соседний с кутковой частью):

1.13. Число линий резания:

Расчёт начинаем с .

1.14. Крайний шаг резания в забойной части:

1.15. Шаги резания (кроме первого) в забойной части шнекового исполнительного органа:

Для 17 линий резания:

Длина забойной части шнекового исполнительного органа:

Условие  не выполняется

Для 18 линий резания:

Длина забойной части шнекового исполнительного органа:

Условие  выполняется.

Полученные значения  округляются до 0,5 см и, соответственно, корректируется значение .

; ; ; ; ; ; ;  ; ; ; ;;;;;;;;

Частота вращения шнекового исполнительного органа у комбайна .

1.16. Среднее значение хода винта шнека:

,

где D_и– диаметр исполнительного органа.

Число заходов шнека N₃=4. [1, стр.80].

Коэффициент разрыхления угля , [1, стр.13].

1.16.1. Диаметр шнека и его ступицы:

,

где l_р– радиальный вылет резца.

1.16.2. Угол подъёма винта шнека:

1.16.3. Приведенная площадь потока угля:

где  - толщина винта шнека.

Площадь погружаемого окна F₀ следует обеспечить при конструировании не менее (0,5…0,7) F_п:

1.16.4. Коэффициент использования сечения шнека:

1.16.5. Высота погрузки Н_п принимается равной расстоянию между бортом конвейера и поверхностью, образованной на почве резцами исполнительного органа. H_п = 0,228 м [2, стр.95].

1.16.6. Коэффициент, учитывающий часть погружаемого угля:

1.16.7. Высота не погружаемого слоя угля при работе без щитка принимается:

1.16.8. Коэффициент, учитывающий часть угля, подлежащего погрузке для опережающего исполнительного органа:

1.16.9. Критическая частота вращения исполнительного органа:

Частота вращения шнека комбайна больше критической

42 об/мин > 7,623 об/мин, условие выполняется.

1.17. Количество резцов в забойной линии резания шнекового исполнительного органа:

Для забойных резцов шнекового исполнительного органа должно соблюдаться условие: , (N_з =4). Принимаем .

1.18. Количество резцов в забойной части исполнительного органа:

1.19. Количество резцов в крайней кутковой линии резания исполнительного органа:

1.20. Количество резцов в остальных линиях резания кутковой части исполнительных органов:

Вторая линия:

  принимаем

Третья линия:

 принимаем

Четвёртая линия:

 

1.21. Количество резцов в кутковой части исполнительного органа:

При этом должно соблюдаться условие:

условие выполняется.

1.22. Количество резцов на исполнительном органе:

1.23. Расстановка резцов в забойной части шнекового исполнительного органа производится, начиная с первой забойной линии резания, в которой устанавливается резец с центральным углом  Последующие резцы устанавливаются с центральным углом  между началом отсчёта, равным , и i-тым забойным резцом.

1.24. Расстановку резцов в кутковой части исполнительного органа производится равномерно между забойными резцами, образуя обратный веер по отношению к забойным резцам.

Схема расстановки резцов показана на рис. 1.

2. Расчет нагрузок на исполнительном органе

2.1. Расчет забойного резца.

Рассмотрим резец  РКС-1(ТК 65) в положении 7 забойной части.

2.1.1. Толщина стружки на резце:

где V_п – скорость подачи комбайна,