Проходческий комбайн. Техническое обоснование, результаты предпроектных исследований и задание на проектируемое изделие

сила сопротивления движения опорных катков гусеничного хода по гусеничным цепям,

- сила сопротивления движению прицепной машины,

- сила сопротивления движения от составляющей силы тяжести при движении машины в гору,

- сила сопротивления движению, обусловленная силами инерции при разгоне (трогании с места) агрегата,

Тогда

2.1.1.15.Мощность на передвижение по прямой

2.1.1.16.Проверка запаса сцепления гусениц с грунтом

2*0,4*141666*4,6*0,42=218959Н;

2*0.8*141666*4.6*0.42+10.3+55800*9.81*sin+1.15*55800*=92580H;

218959>92580

Запас сцепления достаточный.

Тяговый расчёт гусеничной машины на повороте

Рис.2.1.3 Положение центров вращения опорных ветвей гусениц и кинематика поворота.

2.1.1.17.Cреднее давление на грунт отстающей гусеницы

Па;

 Па.

2.1.1.18. Проверка среднего давления машины на грунт

кПа.

3. Составляющие главного вектора внешних сил

Н;

 Н.

2.1.1.19.Главный момент внешних сил

2.1.1.20. Смещения e_1x, e_2x , e_y координат центров вращения опорных площадок гусениц:

м;

м.

м.

2.1.1.21.Продольные составляющие T_1y,T_2y сил трения действующих на гусеницы:

Н;

Н.

2.1.1.22.Арифметические суммы боковых сил T_1a,T_2a ,действующих на гусеницы:

Н;

Н.

2.1.1.23.Тяговые усилия T_1т,T_2т гусеничных цепей:

Н;

Н.

где k^’ – коэффициент сопротивления движению опорных катков по гусеничным цепям за счёт действия боковых сил.

2.1.1.24.Радиус и угловая скорость поворота:

м;

с^-1.

2.1.1.25.Тормозное усилие, которое необходимо приложить к отстающей гусеничной цепи:

Н.

2.1.1.26. Мощность на поворот

кВт.

2.1.1.27.Коэффициент запаса сцепления забегающей гусеницы:

.

Сцепления вполне достаточно для поворота и движения.

2.2  Расчет  кинематических параметров и элементов гидросистемы

Кинематическая схема привода буров роторного исполнительного органа со спаренным планетарным редуктором на первой ступени комбайна ПКС-8М

Кинематический расчёт редуктора привода приводной звёздочки гусеничного

хода.

Транспортный режим

2.2.1;

=1500 об/мин-двигателя;

;-звездочки;

об/c=114 об/мин;

.

Рабочий режим

;

 об/c=90 об/мин;

2.2.2.

Кинематический расчёт наружного и внутреннего буров

Кинематическая схема привода буров роторного исполнительного органа со спаренным планетарным редуктором на первой ступени разработанного комбайна .

рис.2.2.1

Передаточное отношение редуктора первой ступени Uред.1……. 48,29

Таблица выбора параметров зубчатых колес под требуемое передаточное отношение

Таблица 2.2.2

Передаточное отношение редуктора первой ступени

2.2.3

2.2.4;

Находим полное передаточное отношение наружного и внутреннего буров

2.2.5;

2.2.6.

Находим частоту вращения наружного и внутреннего буров

2.2.7

2.2.8об/мин. 

Где:

1500- частоту вращения  Эл.двигателя (об/мин).

3Кинематический расчёт бермовых фрез и отрезных коронок

2.2.9

где:

- частота вращения  бермовых фрез

2.2.10

где:

- частота вращения  отрезных коронок

Расчёт цилиндра подъёма рабочего органа

Рассмотрим цилиндр в рабочем положении  рис.2.2.2

Рисунок 2.2.2

Требуемое усилие на штоке гидроцилиндра

2.2.11Н,

кг;

где  - сила тяжести

l – плечо действия силы тяжести ;

h – плечо действия силы Ргц.

2.2.12 кг;

Рабочая площадь поршня

2.2.13м², где P₁ – давление рабочей жидкости;

Внутренний диаметр цилиндра при подаче рабочей жидкости в поршневую полость

2.2.14м =50мм.

Диаметр штока гидроцилиндра

2.2.15м =15мм.

Принимаем  ход поршня

2.3Прочностной расчет основных элементов

Проводим расчет вала

Находим крутящий момент на валу электродвигателя

2.3.1

Где:

N-мощность Эл. двигателя

-частота вращения вала Эл. двигателя

Усилие в зацеплении f-g

2.3.2

Где:

Df,Dg-диаметр зубчатого колеса

U-передаточное отношение

2.3.3

Находим центробежную силу

2.3.4

Где:

Vg-объем блока сателлитов

-плотность металла а-межосевое расстояние

2.3.5

2.3.6

2.3.7

2.3.8

Схема сателлита и усилия в зацеплениях с центральными колесами рис.2.3.1

Рис.2.3.1

Реакции на опоры сателлитов в вертикальной плоскости рис.2.3.2

2.3.9

2.3.10

Реакции на опоры сателлитов в горизонтальной плоскости рис.2.3.3

2.3.11

2.3.12

Находим реакции в опорах подшипников водила

2.3.13

2.3.14

Исходя из усилий R1 и R2 подбираем роликоподшипники радиальные сферические двухрядные (по ГОСТ 5721-57 и 8545-57)

Таблица 2.3.1                         Средняя серия

Условное обозначение подшипника	Размер в мм								С в тыс.	Qст в тыс.кг	nпр В тыс. Об/мин
3608	d	D	B	d1		L	r		330	21.5	3.2
	70	150	51	-		-	3.5

2.3.1  Расчет на контактную прочность ведется по примеру  двух цилиндрических колес находящихся в зацеплении.(ПриложениеД)

Требуется рассчитать передачу по следующим данным

Ведущего колеса       Ведомого колеса

Число зубьев                                                       30                                 40

Модуль                                                                14                                 14

Ширина зубчатого венца мм                             80                                 75

Передаваемая мощность                                 110 кВт

Расчет, указанный в приложении велся по исходным данным в стандартной программе пакета «Компас 3D V8»

При его проведении был подобран материал зубчатых колес (сталь 45X) .

    2.3.2 Оценка энергоемкости комбайна

Буроскалывающий исполнительный орган осуществляет комбинированное разрушение резцами и скалывание породы. Его резцы прорезают концентрические щели, что приводит к образованию концентрических целиков, которые потом скалываются резцедержателями. При такой схеме работы разрушается 60% всей горной массы с минимальными удельными затратами энергии (Ру=0,4-1,2кВт*ч/м3), остальные 40% измельчаются резцами в глубоких щелях с большой энергоемкостью (Ру=1.7-3.2кВт*ч/м3) при работе по калийной руде. Комбайн устойчиво работает при скорости подачи W=8-9 м/ч, Wmax=12 м/ч.

Средние удельные энергозатраты процесса разрушения калийной соли и выгрузки ее из забоя только по буроскалывающему элементу исполнительного органа при скорости подачи  W=2-8 м/ч составляет 1.3-2кВт*ч/м3. При работе бермовых фрез и отрезного устройства Ру=3.6-4.7кВт*ч/м3

2.3.2.1Производительность комбайна по ходу и по исполнительному органу

Производительность по ходу

Wmax=12 м/ч

Qх=0.0297 м3/с=106.8м3/ч=213.6т/ч

Qх.б.=Fб*Wmax=96.5м3/ч

Теритическая производительность по рабочему органу > производительности по ходу, а во время работы Qх=Qб

Где:

F-площадь поперечного сечения снимаемого слоя

W-действительная скорость передвижения машины(скорость подачи