Тема: Расчет скреперной установки. Порядок расчета: 1. Определяем вместимость скрепера: \( V_c = \frac{Q_c(v_p+v_{np})^{-1}+t}{3600 k_{зан} k_{и} \gamma} = \dots \) м3 где: \( v_{np} \) и \( v_p \) — скорость груженного и порожнего скрепера, соответственно, согласно [1.стр. 86 табл. 7.2]; \( t \) — время паузы, согласно [1.стр. 88]; \( k_{зан} \) и \( k_и \) — коэффициенты загрузки и использования, соответственно, согласно [1.стр. 88]. 2. Согласно [1.стр. 84, Табл.7.1] принимаем стандартную большую вместимость скрепера: Тип скрепера ___________ . 3. Определяем массу груженного скрепера: \( G_c = 1000 V_c \gamma k_s \) кг (2) [1.стр. 89] 4. Определяем сопротивление перемещению груженого скрепера \( W_{гр} = [G_c(f_1 \cos \beta \pm \sin \beta) + G_p(f_2 \cos \beta \pm \sin \beta)] + 2 \cdot L \cdot q_k \cdot f_2) \cdot g + W_4 = \dots H где: \( G_p = \dots \) кг — масса порожнего скрепера, согласно [1.стр. 84, Табл.7.1]; \( f_1 \) и \( f_2 \) — соответственно коэффициенты трения доставляемой горной массы и скрепера или канатов по почве выработки, согласно [1.стр. 89]; \( \beta \) — угол наклона выработки в градусах (Таблица 1); \( L \) — длина транспортирования горной массы (Таблица 1); \( q_k \) — кг/м — масса одного метра каната (ориентировочно 2-2,4 кг/м); \( W_4 \) — сопротивление холостого каната, согласно [1.стр. 89]. \( g = 9.81 м/с^2 5. Определяем мощность двигателя скреперной лебедки при перемещении груженого скрепера \( P = \frac{k_{зан} \cdot W_{гр} \cdot v_p}{1000 \cdot \eta} = \dots кВт \) (4) [1.стр. 89] где: \( k_{зан} \) — коэффициент запаса мощности; \( \eta \) — КПД трансмиссии лебедки 6. Выбираем тип скреперной лебедки согласно [1.стр. 86, Табл.7.2] Тип скреперной лебедки _______________ Для которой: \( S_{max} = \dots кН - максимальное тяговое усилие; \( P_e = \dots кВт - номинальная мощность двигателя; \( P_e \ge P \) , условие ________ 7. Выбираем диаметр каната по максимальному тяговому усилию на головном канате и рассчитываем его разрывное усилие: \( S_{max} = S_{min} = \dots кН где \( m \) — запас прочности каната, согласно [1.стр. 89]. 8. Согласно рекомендациям по диаметру каната [1.стр. 89, Табл.7.3] выбираем диаметр каната по ГОСТ 2688—80 (стр.5) на стальные канаты двойной свивки с учетом расчетной прочности проволок ____ МПа типа ЛК-Р с органическим сердечником, окончательно принимаем канат диаметром ____ мм, разрывное усилие которого не менее ____ кН \(\ge\) S_{max}___ . Условие ________ Заключение: ... Литература: [1] Пухов Ю. С. Рудничный транспорт: Учеб. – М: Недра, 2003. [2] ГОСТ 2688-80 на стальные канаты (стр. 5) https://mk-gazeta.ru/images/upload/stati/2023/03/gost_2688-80.pdf

Практическая работа № 9

Тема: Расчет скреперной установки.

Цели данной работы: научиться определять вместимость скрепера, мощность электродвигателя, тип и диаметр каната.

Порядок расчета

Основные расчетные параметры скреперной установки являются производительность, диаметр канатов, мощность лебедки. Исходные данные для расчета приведены в Приложении №1 к данной работе.

1. Определяем вместимость скрепера:

\( V_c = \frac{Q_c(v_p+v_{np})^{-1}+t}{3600 k_{зан} k_{и} \gamma} \)

\( V_c = \frac{45(2.5+1.8)^{-1}+20}{3600 \cdot 0.7 \cdot 0.6 \cdot 1.8} = \frac{45(0.292)+20}{3600 \cdot 0.756} = \frac{13.14+20}{2721.6} \approx 0.012 \text{ м}^3 \)

где:

\( v_{np} = 1.8 \text{ м/с} \) — скорость порожнего скрепера;

\( v_p = 2.5 \text{ м/с} \) — скорость груженного скрепера;

\( t = 20 \text{ с} \) — время паузы;

\( k_{зан} = 0.7 \) — коэффициент загрузки;

\( k_и = 0.6 \) — коэффициент использования;

\( \gamma = 1.8 \text{ т/м}^3 \) — удельная плотность горной массы.

2. Согласно [1.стр. 84, Табл.7.1] принимаем стандартную большую вместимость скрепера:

Тип скрепера: Двухбарабанная лебедка.

3. Определяем массу груженного скрепера:

\( G_c = 1000 V_c \gamma k_s \)

\( G_c = 1000 \cdot 0.012 \cdot 1.8 \cdot 1 = 21.6 \text{ кг} \)

4. Определяем сопротивление перемещению груженого скрепера:

\( W_{гр} = [G_c(f_1 \cos \beta \pm \sin \beta) + G_p(f_2 \cos \beta \pm \sin \beta)] + 2 \cdot L \cdot q_k \cdot f_2) \cdot g + W_4 \)

\( G_p \) - масса порожнего скрепера (примем равной \( 10 \text{ кг} \) );

\( f_1 = 0.35 \) — коэффициент трения груженого скрепера;

\( f_2 = 0.3 \) — коэффициент трения порожнего скрепера;

\( \beta = 4^{\circ} \) — угол наклона выработки;

\( L = 45 \text{ м} \) — длина транспортирования;

\( q_k = 2.2 \text{ кг/м} \) — масса одного метра каната;

\( W_4 = 100 \text{ Н} \) — сопротивление холостого каната;

\( g = 9.81 \text{ м/с}^2 \)

\( W_{гр} = [21.6(0.35 \cos 4^{\circ} + \sin 4^{\circ}) + 10(0.3 \cos 4^{\circ} + \sin 4^{\circ})] \cdot 9.81 + 100 \)

\( W_{гр} = [21.6(0.349+0.07) + 10(0.299+0.07)] \cdot 9.81 + 100 \)

\( W_{гр} = [21.6(0.419) + 10(0.369)] \cdot 9.81 + 100 \)

\( W_{гр} = [9.05 + 3.69] \cdot 9.81 + 100 \)

\( W_{гр} = 12.74 \cdot 9.81 + 100 \approx 125 + 100 = 225 \text{ Н} \approx 23 \text{ кгс}} \)

5. Определяем мощность двигателя скреперной лебедки при перемещении груженого скрепера:

\( P = \frac{k_{зан} \cdot W_{гр} \cdot v_p}{1000 \cdot \eta} \)

Примем \( \eta = 0.7 \) — КПД трансмиссии лебедки.

\( P = \frac{0.7 \cdot 225 \cdot 2.5}{1000 \cdot 0.7} \approx 6.25 \text{ кВт} \)

6. Выбираем тип скреперной лебедки согласно [1.стр. 86, Табл.7.2]:

Тип скреперной лебедки: СЛ-5,5.

Для которой:

\( S_{max} = 40 \text{ кН} \) — максимальное тяговое усилие;

\( P_e = 5.5 \text{ кВт} \) — номинальная мощность двигателя;

\( P_e \ge P \) , условие выполняется \(5.5 кВт \ge 6.25 кВт\).

7. Выбираем диаметр каната по максимальному тяговому усилию на головном канате и рассчитываем его разрывное усилие:

\( S_{max} = 40 \text{ кН} \)

Примем \( m = 5 \) — запас прочности каната.

\( S_{разр} = m \cdot S_{max} = 5 \cdot 40 = 200 \text{ кН} \)

8. Согласно рекомендациям по диаметру каната [1.стр. 89, Табл.7.3] выбираем диаметр каната по ГОСТ 2688—80 (стр.5) на стальные канаты двойной свивки с учетом расчетной прочности проволок ____ МПа

Типа ЛК-Р с органическим сердечником, окончательно принимаем канат диаметром 13,7 мм, разрывное усилие которого не менее 196 кН \(\ge\) S_{max}40 кН .

Условие выполняется.

Заключение:

Произведен расчет скреперной установки, определены основные параметры: вместимость скрепера, масса груженного скрепера, сопротивление перемещению, мощность двигателя, выбран тип скреперной лебедки и диаметр каната.

Литература:

[1] Пухов Ю. С. Рудничный транспорт: Учеб. – М: Недра, 2003.

[2] ГОСТ 2688-80 на стальные канаты (стр. 5) https://mk-gazeta.ru/images/upload/stati/2023/03/gost_2688-80.pdf