Контрольная работа по дисциплине «Механизация и автоматизация процессов в системах теплогазоснабжения и вентиляции»

МИНИСТЕРСТВО ОБРАЗОВАНИЯ И НАУКИ

РОССИЙСКОЙ ФЕДЕРАЦИИ

ФГБОУ ВПО ГОСУДАРСТВЕННЫЙ УНИВЕРСИТЕТ УЧЕБНО-НАУЧНО-ПРОИЗВОДСТВЕННЫЙ КОМПЛЕКС

Кафедра: «ПТС и ДМ»

Контрольная работа

по дисциплине «Механизация и автоматизация процессов в системах теплогазоснабжения и вентиляции»

Тема: Драглайны

Выполнил: студент группы 41-ТВ

Думчев И. Н.

Шифр: 080684

Проверил: доцент

Кравченко В. А.

Орёл-2012

Содержание
Введение 3

1 Назначение и область применения 4

2 Конструкция и принцип работы 7

3 Расчет основных параметров драглайна 11

3.1 Расчет подъемного и тягового механизмов 13

Заключение 17

Список использованных источников 18

Введение
Механизация и автоматизация производственных процес­сов — это комплекс мероприятий, предусматривающих широ­кую замену ручных операций машинами и механизмами, вне­дрение автоматических станков, отдельных линий и произ­водств.

Механизация производственных процессов означает замену ручного труда машинами, механизмами и другой техникой.

Механизация производства непрерывно развивается, со­вершенствуется, переходя от низших к более высоким фор­мам: от ручного труда к частичной, малой и комплексной механизации и далее к высшей форме механизации — автома­тизации.

Автоматизация — это новый тип производства, который подготовлен совокупным развитием науки и техники, прежде всего переводом производства на электронную основу, с помо­щью применения электроники и новых совершенных техничес­ких средств. Необходимость автоматизации производства вы­звана неспособностью органов человека с нужной быстротой и точностью управлять сложными технологическими процесса­ми. Огромные энергетические мощности, большие скорости, сверхвысокие и сверхнизкие температурные режимы оказались подвластны только автоматическому контролю и управлению.

Одним из средств механизации строительных процессов, в частности земляных работ, являются драглайны. Эти машины позволяют проводить выемку грунта с последующей отгрузкой в отвал или в кузов транспортного средства, тем самым заменяя ручной труд рабочих. В настоящее время экскаваторы, в том числе и драглайны, являются незаменимыми машинами при производстве земляных работ различной сложности и объемов.


1 Назначение и область применения
Драглайн (англ. dragline) — одноковшовый экскаватор с гибкой канатной связью стрелы и ковша. Длина стрелы достигает 100 м, вместимость ковша — 80 м³. Оборудуется, как правило, шагающим ходом, но существуют драглайны и на гусеничном ходу. Применяется на карьерах, в гидротехническом и мелиоративном строительстве. Гибкая подвеска ковша и легкая решетчатая стрела драглайна обеспечивает наибольший радиус, наибольшую глубину копания, а также наибольшую высоту выгрузки по сравнению с другими видами рабочего оборудования экскаваторов. Кроме того, драглайны обладают высокой производительностью. Однако гибкая подвеска ковша не обеспечивает достаточной точности копания и выгрузки. Перемещение грунта в транспортные средства драглайнами затруднительно. Поэтому выгрузка грунта или полезных ископаемых производится в отвал — откуда перегружается в транспортные средства другими типами экскаваторов или погрузчиками. Ковш драглайна подвешивается на цепях к подъемному и тяговому канатам.

Экскаваторы-драглайны основное применение нашли при бестранспортной системе разработки месторождений открытым способом и производстве земляных работ на строительстве крупных гидротехнических сооружений. Экскаваторы-драглайны составляют около 20% парка одноковшовых экскаваторов в России. Большая их часть используется на отвалах и на открытых разработках угольных месторождений. Предназначены для разработки легких, средних и взорванных крепких (до IV категории) пород в забоях, расположенных как ниже, так и выше горизонта установки экскаватора, и перемещения породы в отвал, транспортные сосуды, а так же переэкскавации отвалов.

Одной из разновидностей драглайнов является башенный драглайн.  Это экскаватор-драглайн, стрела которого заменена натянутым между двумя башнями канатом, несущим ковш. Такой драглайн может иметь эффективный «вылет стрелы» (расстояние между башнями) до 500 м. Применяются башенные драглайны двух типов: с волочением ковша по земле от точки черпания до точки разгрузки и с перемещением его над землей. Башни могут быть установлены на гусеничном ходу. По натяжному канату ходит кабельная тележка, к которой прикреплен ковш. Когда натяжному канату дается слабина, ковш под собственным весом движется от высокой башни к низкой. На больших пролетах ковш снабжается хвостовым канатом. При приспущенном натяжном канате посредством тягового каната осуществляется черпание. По заполнении ковша натяжной канат натягивается, и ковш приподнимается для перемещения по поверхности земли. Когда ковш приходит в зону разгрузки, натяжной канат натягивают так, чтобы можно было поднять ковш на нужную высоту. Ковш разгружается через дно, для чего ему часто придают серповидную форму. Такие драглайны применяются преимущественно на строительстве дамб обвалования. Канатно-скреперные установки второго типа широко используются на заводах по производству щебня и гравия; ковш в них обычно без открывающегося дна, и управление разгрузкой осуществляется посредством тягового каната.

 Земляные работы с помощью драглайнов производят торцовыми (головными) или боковыми забоями. При головных забоях можно работать с небольшим углом поворота стрелы на разгрузку и получать широкие выемки с крутыми боковыми откосами глубиной, равной наибольшей глубине резания. Траншеи и другие выемки небольшой ширины (не более удвоенного наибольшего радиуса резания) разрабатывают при головном забое за одну проходку, а широкие выемки — в несколько проходок. Преимуществом боковых забоев является возможность перемещения грунта на значительно большие расстояния, чем при работе в головных забоях. Однако ширина боковых забоев меньше головных, а глубина не превышает 0,75 наибольшей глубины резания. Боковые забои применяют на вскрышных работах, при возведении дорожных насыпей из боковых резервов и реже — при рытье широких выемок.

Преимуществами драглайна являются большие радиус действия и глубина копания. Поэтому его можно использовать на выемке грунта с выгрузкой в отвал или непосредственно в насыпь, а также и в транспортные средства. Глубина котлованов, разрабатываемых драглайнами, доходит до 16—20 м. Они могут быть использованы в забоях со значительным притоком грунтовых вод, черпая грунт под водой. Для повышения эффективности экскаваторов малой и средней мощности плотные грунты необходимо предварительно рыхлить.

2 Конструкция и принцип работы
Существует основная конструктивная схема драглайна (рис.1), которая включает: ковш (1) с упряжью, тяговый (2) и подъемный (3) канаты, стрелу (4) с блоками направляющими (5), головными (6) и пятой (7). Для перемещения ковша служат лебедки подъёма (8) и тяги (9). Угол наклона стрелы во время работы постоянен и определяется длиной стрелового полиспаста (10). Исполнительный механизм драглайна имеет два гибких звена-каната, связывающих ковш с ведущими звеньями механизма. Неподвижным звеном механизма драглайна является платформа экскаватора с двуногой стойкой и стрелой.

Рисунок 1 - Основная конструктивная схема драглайна

Работает драглайн следующим образом. С помощью подъемного каната (при отпущенном тяговом канате) ковш опускают на забой и затем подтягивают тяговым канатом к экскаватору, при этом ковш наполняется срезаемой породой. После наполнения груженый ковш поднимают вверх подъемным канатом и, удерживая его в горизонтальном положении натяжением тягового каната вместе с поворотной платформой поворачивают к месту разгрузки. Над местом разгрузки при ослаблении тягового каната ковш опрокидывается передней стороной вниз и разгружается, после чего платформу поворачивают к забою, одновременно опуская ковш. Далее рабочий цикл повторяется.

Ковши драглайнов позволяют вести разработку горных пород до IV категории крепости по Единым нормам выработки, в том числе пород, требующих предварительного рыхления, с плотностью до 2,9 т/м³.

Характеризуются ковши показателем удельной металлоемкости, то есть отношением массы пустого ковша к его вместимости. В зависимости от назначения они подразделяются на легкие, средние, тяжелые и сверхтяжелые с удельной металлоемкостью от 0,84 до 1,6 т/м³. При этом с ростом вместимости ковша его удельная металлоёмкость снижается.

По конструкции ковши драглайнов бывают арочные безарочные.

Стрелы драглайнов по конструктивному исполнению можно объединить в четыре группы: вантовые, трехгранные жесткие, ферменные (как с дополнительной двуногой стойкой и промежуточными подвесками, так и без них) и комбинированные.

Головные блоки на драглайнах средней и большой мощности устанавливаются в подвижной раме (люльке), которая позволяет им следовать за отклонением подъемных канатов. Это устраняет трение канатов о боковые поверхности ручьев блоков и уменьшает износ, как канатов, так и блоков.

Направляющие блоки (наводка) тяговых канатов устанавливается между опорами стрелы на платформе экскаватора, для обеспечения постоянного направления входа тягового каната на барабан лебедки. На экскаваторах малой мощности наводка состоит из двух вертикальных и двух горизонтальных блоков, объединенных общей поворачивающейся обоймой (ЭШ-6,45).

На мощных экскаваторах тяговые канаты проходят через нижние блоки, поворотные вокруг вертикальной оси, с которых идут на верхние неповоротные и далее на барабан лебедки.

Подъемная и тяговая лебедки у шагающих экскаваторов в наибольшей степени характеризуются блочностью и унификацией конструкций. Под блочностью понимаются такие конструкции машин или их механизмов, которые состоят из отдельных узлов (редукторов, барабанов, лебёдок, тормозов, аппаратов и др.), соединённых с остальной конструкцией машины с помощью легкоразъемных соединений.

Подъемная и тяговая лебедки на отечественных драглайнах кинематически и конструктивно унифицированы. Расчеты показывают, что предпочтительным является превышение мощности подъёмной лебедки на 15…20 % по сравнению с мощностью тяговой. При установке для привода лебедки малого числа двигателей большой единичной мощности этого достичь трудно. При применении схем компоновки лебёдок из стандартных модулей это легко достигается оснащением подъемной лебёдки соответствующим числом двигателей.

Рисунок 2 - Кинематическая схема подъемной (а) и тяговой (б) лебедок ЭШ-15.90А

Опорно-поворотное устройство (ОПУ) предназначено для передачи нагрузки от поворотной платформы на раму ходового оборудования экскаватора и обеспечения свободного вращения поворотной платформы относительно ходового оборудования. ОПУ состоит из механизма поворота платформы, опорного устройства и центральной цапфы (может отсутствовать).

Механизм поворота обеспечивает вращение платформы экскаватора с целью осуществления рабочего движения или поворота на выгрузку и в забой. Одноковшовые экскаваторы оснащены механизмами поворота, состоящими из двух и более одинаковых самостоятельных установок, имеющих индивидуальный привод и работающих на один зубчатый венец.

Опорное устройство служит для восприятия вертикальных и горизонтальных составляющих нагрузок, действующих на поворотную платформу, передачи этих нагрузок или их части на раму ходового устройства, обеспечения опирания поворотной платформы через опорно поворотный круг (или направляющие) на базу или раму ходового устройства, вращения поворотной платформы с минимальными сопротивлениями относительно базовой части экскаватора. При наличии в ОПУ центральной цапфы ей передаются функции восприятия горизонтальных усилий и моментов, а так же сил, отрывающих платформу от опорного круга.

Центральная цапфа служит осью вращения и является центрирующим элементом поворотной платформы экскаватора с опорной его частью, а также препятствует отрыву поворотной платформы от роликового круга.

Опорные башмаки предназначены для передачи нагрузки от веса экскаватора на грунт. Эта нагрузка воспринимется башмаком в виде сосредоточенной силы, передающейся от траверсы или плиты механизма шагания, и передается на грунт в виде распределенной нагрузки.

Башмаки представляют собой плиты, верхние и нижние пояса которых соединены продольными и поперечными ребрами.