Горные машины и оборудование

6.4.3 Условие достаточности производительности конусной фрезы

Производительность фрезы по ходу агрегата

определим как произведение площади поперечно-

го сечения канала (трапеция) на поступательную

скорость:

Q F 0.5(B b)H ,

м3/с

x

Конструктивная

производительность

фрезы за

d

один оборот равна

V1 ,

Q

м3/с

ф1

k p

t

D

B

где = (0,8…0,9) – коэффициент заполнения про-

странства, ограниченного высотой тарельчатых

ножей,

У

kp= (1,2…1,5) - коэффициент разрыхления

h

H

Т

l

массы в результате фрезерования;

t = 60/n – продолжительность одного обо-

рота, с/об.

Н

b

Б

Рис. 6.4.5

Объем торфа, снимаемый фрезой за од

оборот,

V1 lh 2 lh (R r) ,

й

где lh – площадь поперечного сечен

я сн

маемого слоя;

=(R+r)/2 - средняя длина ок

по боковой поверхности фрезы.

ужности

Тогда производительн сть ф езы в единицу времени

n

Qф

k p

lh(R r)

рlh(R r) .

60

2k p

Условие доста

очнос

о

производительности конусной фрезы: Qф Qx .

Выра им макс мальнуюттолщину снимаемого слоя или высоту рабочего простран-

ства фрезы, которые определяется ее геометрическими и кинематическими параметрами:

k p

B иh H

h

R r

l .

з

Для

, чт бы весь торф, снятый тарельчатыми ножами, помещался в рабочем

фрезы, необходимо соблюдение еще одного условия – высота тарельчато-

го

го ножа должна быть больше максимальной толщины снимаемой стружки

h max ,

пространстве

т.к. в противном случае снятый слой будет упираться в боковую поверхность

конуса, что приведет к существенному увеличению энергии на фрезерование.

е

Выражение для определения максимальной толщины стружки, снимаемой ко-

нусной фрезой, имеет вид

Р

2

2 H

1 H ,

max

z

D

D

где z (bн i) / B 5 - число ножей в плоскости резания.

N=N1+N2+N3+N4 , кВт.

Мощность на передвижение:

для самоходной гусеничной машины с навесной конусной фрезой -

N N

( 1 2 )mМ g 0

,

У

1

Г

1000 1

Т

прицепной машины в составе с гусеничным трактором –

N N

T

N

M

г mT g 0

к mП g 0 (1 ) ,

1

1000 1

1000

Б

где mМ, mT и mП – эксплуатационные массы самоходной машины, трактора и при-

цепной колесной машины, соответственно, кг;

=( + ) и – коэффициенты сопротивления передвижению машин с гу-

г

1

2

к

самоходнойт х

Н

сеничным и колесным движителями;

пн

x

0 – кинематическая скорость движения машины, м/с;

и

- буксование активного движителя

машины или тягача.

Мощность на фрезерование торфа N3

пня N4:

ружки

(1

) p Q

p

Q

N2

N3

Nф.т

Nф.п

,

2

о

1000 2

1000 2

где p

m

20000

- удельные зат аты эне гии на фрезерование торфа, Н/м2;

2 / - толщина с

, м;

; 0 – мес ная и средняя пнистость торфяной залежи;

рпн=(70…100)р - удельные затраты энергии на фрезерование пня, Н/м ;

з

(1 ) - производительность по ходу, м3/с;

Q F 0,5(Bтb)H

0

x

о

1 и 2

– КПД трансм ссии движителя и привода шнек-фрезы.

Мощн сть на собщение кинетической энергии сфрезерованной массе

п

mv

2

Qxv

2

N4 Nк.э

c

,

где ф

ф

2t

2000 2

Р

с=1,2 – коэффициент, учитывающий повторное соударение ножей с фрезеруе-

мой массой;

1000 кг/м3 – плотность сфрезерованной массы;

v= R = Dn/60 – окружная скорость фрезы по наружному диаметру, м/с.

Если в первое уравнение вместо суммарной мощности N подставить значе-

ние эксплуатационной мощности двигателя Nдв, обеспечивающего работу машины,

то получаем уравнение баланса мощностей

Nдв=N1+N2+N3+N4,,

решив которое относительно 0

получим ту наибольшую теоретическую, поступа-

тываемых торфяных месторождениях сопряжено с выполнением большого объема

работ по их периодическому ремонту. Например, только на технологической пло-

щадке (500х1000)м общей площадью 50 га развернутая длина картовых канав, при

ширине карт 20, 30 или 40м, составляет 10-20км.

У

Для ремонта (очистка и углубление), картовых канав широко применяются

Т

канавные машины РК-0 и РК-1. Рабочее оборудование – конусная шнек-фреза с ро-

тором-метателем и напорным щитом – смонтировано консольно на телескопиче-

ный телескопический вал, два конических редуктора и промежуточный вал с цеп-

ными муфтами. Перевод оборудования в рабочее или транспортное положения –

два силовых цилиндра, подключенные к отдельным секциям распределителя гид-

Н

росистемы трактора.

Основные технические данныеБмашины РК-0:

1.

производительность маш ны по рабочему органу, м3/ч – 350

2.

глубина очистки, м

й

до 1.8

3.

дальность

г д омассы, м –

до 14

4.

и

1,3-2,4

рабочие скор сти пе едвижения, км/ч

5.

р

2450

масса с кон ргруз м, кг

6.

параметры конусного шнека:

отбрасывания

д аме ры min/max, мм

200 / 400

т

шаг в тков, мм

переменный (150-300)

частотаивращения, с-1

9,0

7.

рзт р-метатель:

диаметр/ширина, мм

600/200

о

16,7

п

окружная скорость по концам лопаток, м/с

е

8. катки движителя: кол-во; (диаметр/ширина), мм 2х(600/1000)

Р

u2

с

Для нормальной работы каналоочисти-

4

тельной

машины должны

соблюдаться два

условия

достаточности

производительности

3

2

центробежного колеса :

вых

-

по выходному цилиндрическому сече-

2

нию кожуха (сектор с углом вых);

- по входному, плоскому сечению Fв в

центробежное колесо.

Толщина стружки грунта, снимаемого

одной лопаткой колеса должна быть меньше

Rк

r2

ширины лопатки.

У

rт

Площадь выходного сечения кожуха 3:

в ых

1

Fв ых Rк bк

Т

2

,

Fв

где вых – центральный угол, охватывающий

Н

дугу выходного сечения кожуха, рад;

Рис. 6.5.1

Dк=2Rк

– наружный

диаметр колеса,

равенБдиаметру кожуха.

Производительность по выходному сечен ю кожуха

Q

2

2

,

F uйD b

2

2

k p

в ых 2

k p

к к в ых

где u

v

2

– принимается для раз ыхленной торфяной массы с влагой более 85%;

2

примерно

р=0,7 – коэффициент зап лнения п остранства ротора торфяной массой;

р

kp=1,5 – коэффициент разрыхления.

Производительнос ь Q2 д лжна быть больше производительности шнека

о

ш

Qш по ходу маш ны

т

Q

(R2

r 2 )

ос

,

ш

k p

ш

0

где ш=0,7 -

ц ент заполнения пространства между витками шнека;

и

с= врН/t – севая скорость продвижения торфяной массы в шнеке, м/с;

вр=0,1…0,3з– коэффициент вращения торфяной массы вместе со шнеком;

Н– средний шаг витков шнека, м;

t - время, за которое масса перемещается на один шаг, с; для однозаходного

коэфф

2 / .

шн ка

t 60/ n

пПриравняв производительности Q2 и Qш и разрешив уравнение относительно

bк найд м достаточную ширину выходного сечения кожуха

е

в р

R2

r 2

Р

b

ш

0

Н ,

к

2

2R2

в ых

к

(см.рисунок 3.6.2) можно записать, что

u

v

2

и

45о.

2

2

Абсолютная скорость частиц при сходе с лопаток -

с

2 2 .

Дальность бросания торфяной массы лопатками ротора а также наиболь-

шую высоту ее полета определим на классической модели, имитирующей движе-

ние материальной точки без учета сопротивления среды.

Уравнения движения частицы:

x c2 cos 2

t ;

y

c2

y c2 sin 2

t gt 2 / 2 .

Hmax

У

Из первого уравнения выразим t

и подста-

вим его значение во второе.

Тогда

2

y x tg 2

gx

2

.

L

х

2c22 cos2

2

Рис. 6.5.2