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

3.1 Расчет подъемного и тягового механизмов
Все расчеты начинаются с определения нагрузок, возникающих при работе экскаватора. Для этого строят масштабные схемы расчетных положений рабочего оборудования с указанием действующих сил.

При определении средневзвешенной мощности двигателей подъема и тяги драглайнов строятся нагрузочные диаграммы этих механизмов, показывающие изменение нагрузок и скоростей перемещения рабочего органа в течение рабочего цикла механизма.

Привод механизма подъема драглайна во время копания не нагружен и включается в работу после наполнения ковша для его отрыва от забоя. Отрыв ковша от забоя длится 2…3 с, и привод подъема драглайна в этот период преодолевает сопротивления отрыву ковша от забоя и от веса ковша с породой. При дальнейшем подъеме ковша с породой и повороте его к месту разгрузки нагрузки в приводе определяются весом ковша с породой. Скорость подъема при этом близка к номинальной.

Привод механизма тяги драглайна преодолевает следующие нагрузки: при черпании породы – от сопротивления породы копанию, составляющую от веса ковша с породой и сопротивление от трения ковша с породой о грунт при перемещении.[7]

Усилия сопротивления горной породы копанию на режущей кромке ковша драглайна (рисунок 4) определяются из выражения:

где E – вместимость ковша, м³;

– коэффициент удельного сопротивления копанию, Н/м²;

– отношение объема призмы волочения к объему ковша. Для легких пород ; для средних - ; для тяжелых - ;

– отношение пути наполнения ковша l_н к длине ковша ;

– коэффициент разрыхления породы в ковше.

Потребные тяговые усилия S_т (Н), массу ковша m_к (кг), а также высоту r_т (м) крепления тяговой цепи от уровня режущей кромки определяют на основании следующих уравнений:

; (1)

; (2)

, (3)

где – предельный угол откоса забоя, зависящий от типа пород, для легких - , для средних - , для тяжелых - ;

– коэффициент трения ковша о породу (≈0,4);

– плечо приложения силы.

Рисунок 4 - Схема к расчету усилий в ковше драглайна

Решая совместно уравнения (1…3), получим

Условие устойчивости ковша против опрокидывания на откосе при пустом ковше:

Максимальное значение силы тяги при многодвигательном приводе для выбора сечения тяговых канатов и определения стопорного момента двигателя принимается в соответствии со следующей зависимостью:

Усилие в подъемном канате при отрыве груженого ковша от забоя (концевая нагрузка) определяется по зависимости:

Сечение подъемного каната и стопорный момент двигателя рассчитываются по максимальному подъемному усилию:

Выполнить расчет применительно к драглайну ЭШ-10/70 невозможно в связи с недостаточностью исходных данных.

Заключение

В процессе выполнения контрольной работы были закреплены знания о принципе работы драглайнов, о их конструктивных особенностях и принципиальных отличиях от обычных одноковшовых экскаваторов.

Выполняя третий раздел работы были получены навыки по использованию методики расчета основных параметров драглайна и подъемно-тягового оборудования.

Конструирование драглайнов в наши дни является отлаженным процессом состоящим из комбинирования большого количества унифицированных элементов, поэтому наиболее эффективными способами увеличения качества производства данных машин будут являться: использование современных технологий в области обработки металлов; внедрение в производство современных высокопрочных сплавов; использование средств автоматизации рабочих процессов на основе ЭВМ.

Повысить производительность драглайна можно с помощью качественной подготовки операторов и ремонтно-обслуживающего персонала.

Список используемых источников

1. Беляков, Ю.И. Проектирование экскаваторных работ. - М.: Недра, 1983.

2. Ефимов, В.Н. Одноковшовые экскаваторы. - М.: Недра, 1995.

3. Подэрни, Р.Ю. Горные машины и комплексы для открытых работ: в 2 т, 4-е издание. - М.: Изд-во МГГУ, 1999 и 2001.

4. Ржевский, В.В. Процессы открытых горных работ. - М.: Недра, 1978.

5. Справочник механика открытых работ. Экскавационно-транспортные машины непрерывного действия / Под ред. М.И. Щадова и В.М. Владимирова. - М.: Недра, 1989.

6. Подэрни, Р.Ю. Горное машиностроение: 1 т. Механическое оборудование карьеров - М.: Изд-во МГГУ, 2007.

7. Лагунова, Ю.А. Экскаваторы-драглайны. – М.: УГГГА, 2004.