Описание схемы организации вскрышных работ

1 2 3 4 5 6 7

КУРСОВОЙ ПРОЕКТ

по дисциплине «Конструирование горных машин и оборудования»

на тему «Модернизация рабочего органа

Проходческо-очистного комбайна УРАЛ-20Р»

Выполнил: ст. гр. ГМз-41

Привалов М.С.

Проверил: к.т.н., доц.

Несмеянов Н.П.

Белгород 2020

Содержание

Изм.

Лист

№ докум.

Подпис ь

Дата

Лист

КПКГМиО - 20 032 00 00 00 ПЗ

Разраб.

Привалов

Руковод.

Несмеянов

Пояснительная записка

Лит.

Листов

БГТУ им. В.Г.Шухова

Введение…………………………………………………………………….....	3
1. Технологическая часть…………………………………………………......	5
1.1 Описание схемы организации вскрышных работ……………………..	5
1.2 Краткая технико-эксплуатационная характеристика оборудования…	7
2. Специальная часть……………………………………………………….....	13
2.1 Конструкция и принцип действия проходческого комбайна Урал-20Р.	13
2.2 Патентный поиск…………………………………………………….........	16
2.3 Сущность модернизации………………………………………...………..	28
2.4 Расчёт основных параметров модернизируемой машины	28
2.4.1 Определение производительности проходческо-очистного комбайна………………………………………...………..…………………………	28
2.4.2 Расчёт силовых и энергетических показателей разрушения……………………	31
2.4.3 Определение нагрузок на исполнительный орган…………….	33
2.4.4 Проверочный расчет шпоночных и шлицевых соединений редуктора дисков комбайна………………...………………...…………	36
2.4.4.1 Расчет шпонки на быстроходном (2) валу редуктора……	37
2.4.4.2 Расчет шпонки на промежуточном (3) валу редуктора……	38
2.4.4.3. Расчет шпонки на промежуточном (4) валу редуктора……	39
2.4.4.4 Расчет шлицевого соединения на выходном (5) валу редуктора……………………………………………………...………………...	40
Заключение…………………………………………………………………..	42
Список литературы………………………………………………………….	43

Изм. Лист № докум. Подпись Дата

Лист

КПКГМиО - 20 032 00 00 00 ПЗ

ВВЕДЕНИЕ

Современные отечественные горные предприятия, осуществляющие добычу калийно-магниевых солей подземным способом, широко используют механизированные комбайновые комплексы и камерную систему разработки. Данная технология в обозримом будущем останется приоритетной для калийной отрасли России, так как обеспечивает наибольшую производительность и безопасность ведения горных работ при реализации процессов отбойки и транспортирования руды в очистных камерах.

На сегодняшний день на рудниках России наибольшее применение нашли проходческо-очистные комбайны типа «Урал». Данные выемочные машины оснащены комбинированными планетарно-дисковыми исполнительными органами бурового типа и гусеничным ходовым оборудованием.

Проходческо-очистной комбайн «Урал-20Р» предназначен для применения на очистных работах в камерах и проходки выработок овально-арочной формы. Основываясь на опыте эксплуатации, завод-изготовитель комбайнов «Урал» ведет работы по совершенствованию своей продукции.

Применение данных добычных машин обеспечило значительное снижение удельных энергозатрат процесса отбойки калийной руды по сравнению с буровзрывным способом, а также позволило механизировать основные технологические процессы в очистном забое.

К основным недостаткам проходческо-очистных машин для добычи калийных солей следует отнести следующее:

· сложность конструкции исполнительных органов;

· низкая энерговооружённость по сравнению с зарубежными аналогами;

· недостаточная надёжность редукторов, узлов гидравлики и резцов; – отсутствие эффективных систем и устройств защиты узлов трансмиссии от динамических нагрузок;

Изм. Лист № докум. Подпись Дата

Лист

КПКГМиО - 20 032 00 00 00 ПЗ

Несмотря на указанные недостатки, следует отметить, что отечественные проходческо-очистные комбайны являются наиболее адаптированными добычными машинами для горно-геологических и технических условий калийных рудников России и стран СНГ.

Ввиду широкого распространения комбайнов типа Урал-20Р при добыче калийно-магниевых солей подземным способом, необходимо знакомство с конструкцией данной машины.

Вышеизложенное говорит об актуальности данной темы. Целью курсового проекта является модернизация промежуточной втулки канала резцедержателя с целью улучшения условий вращения поворотного резца в резцедержателе и снижению неравномерности износа узлов и деталей резцового блока.

Изм. Лист № докум. Подпись Дата

Лист

КПКГМиО - 20 032 00 00 00 ПЗ

1 ТЕХНОЛОГИЧЕСКАЯ ЧАСТЬ

Описание схемы организации вскрышных работ

Проходческо-очистные комбайны используются для добычи калийно-магниевых руд, каменной соли и проведения выработок с овально-арочной формой сечения по пластам соляных пород.

Комбайновый способ проведения выработок наиболее прогрессивен, так как совмещает во времени основные операции и проведение выработки протекает как непрерывный процесс.

Повышение эффективности использования комбайнов калийных рудников обусловливает снижение себестоимости готовой продукции горнодобывающих и обогатительных предприятий, позволяет уменьшить удельные энергозатраты процесса разрушения калийного массива и снизить количество пылевидных, необогатимых классов (отходов горного производства) в отбитой руде.

Комбайн «Урал-20Р» относятся по назначению к классификационной группе проходческо-очистных буровых комбайнов:

· по способу обработки забоя исполнительным органом – бурового непрерывного действия, пространственным планетарно-дисковым.

· крепости разрушаемого горного массива:

- Предел прочности при одноосном сжатии σ, МПа 30,5–39,5

- Коэффициент крепости по шкале М.М. Протодьяконова fкр 3,5–4

- Контактная прочность pк, МПа 274–294

- Коэффициент трения μт 0,3 Абразивность а, мг/км 34,3–41,9

- Плотность в массиве ρ, т/ 2,1

Изм. Лист № докум. Подпись Дата

Лист

КПКГМиО - 20 032 00 00 00 ПЗ

Коэффициент вязкости ψ0, град 25–30 Коэффициент Пуассона ν 0,31 Модуль Юнга E, ГПа 11,1

· области применения – для проведения основных и вспомогательных подготовительных выработок по полезному ископаемому и по смешанному забою, основных и капитальных подготовительных выработок и тоннелей по породе и нарезных работ по полезному ископаемому;

· по площади сечения проводимой выработки (в проходке) — от 15,5; до 20,2 и высотой 3,1; 3,7 м.

Основным показателем работы проходческо-очистного комбайна является техническая производительность, обычно выражаемая в т/с (т/мин) или м3/с (м3/мин) и учитывающая специфику работы того или иного типа комбайна.

Эксплуатационная производительность комбайна (т/смену) сдерживается остановками комбайна, связанными с выполнением большого и сложного комплекса работ по креплению, зачистке забоя, непредвиденного ремонта и т. д., а также в связи с изменениями скорости подачи, вызванных неравномерностью отбойки горной массы или породы и их доставки, изменениями геологического характера забоя и организационными неполадками.

Изм. Лист № докум. Подпись Дата

Лист

КПКГМиО - 20 032 00 00 00 ПЗ

1.2 Краткая технико-эксплуатационная характеристика оборудования

Комбайн «Урал-20Р» предназначен для применения в рудниках калийных руд на очистных работах (рис. 1.1)

Рис. 1.1 Проходческо-очистной комбайн «Урал-20Р»

Комбайн «Урал-20Р» состоит из сдвоенного исполнительного органа планетарного типа, разрушающего забой двумя парами больших периферийных резцовых дисков и двумя парами центральных дисков меньшего диаметра, верхнего отбойного устройства, оформляющего кровлю выработки, бермового органа, служащего для выравнивания почвы и подрезки углов выработки, гусеничного хода, осуществляющего перемещение комбайна на рабочих и маневровых режимах.

Гидроприводы хода и питателя позволяют комбайну работать в обводненных забоях. Конвейер комбайна скребковый, выполнен с поворотной хвостовой секцией для работы с погрузкой отбитой горной массы на забойный конвейер или в самоходные транспортные средства.

Рис. 1.2. Схема конструкции проходческо-очистного комбайна Урал-20Р:

1 - орган исполнительный; 2- устройство отбойное; 3- грузчик; 4- установка бурильная; 5- ход гусеничный;

6 – гидросистема; 7 - щит; 8 – насосная станция; 9 – гидроцилиндр; 10 – гидроцилинд.

Изм.

Лист

№ докум.

Подпись

Дата

Лист

КПКГМиО - 20 032 00 00 00 ПЗ

Изм. Лист № докум. Подпись Дата

Лист

КПКГМиО - 20 032 00 00 00 ПЗ

Проходческо-очистной комбайн «Урал-20Р» включает следующие основные узлы и агрегаты:

Исполнительный орган комбайна включает в себя:

· редуктор раздаточный левый и правый;

· редуктор исполнительного органа левый и правый;

· редуктор переносного вращения;

· четыре диска резцовых;

· четыре диска центральных;

· электродвигатели.

Устройство отбойное приводится во вращение электродвигателем ВРПВ200L4Р, 45кВт, 1500 об/мин., находящимся внутри литого кронштейна, жестко соединенного с корпусом, внутри которого смонтированы две планетарные передачи, получающие вращение через полумуфту на валу двигателя и ряд шестерен и механизмов, передающих вращение барабану.

Грузчик комбайна включает в себя две самостоятельные составные части - бермовый орган и скребковый конвейер с круглозвенной цепью, объединенные двумя рамами, соединенными жестко между собой болтами.

Бурильная установка предназначена для бурения шпуров диаметром 42 мм. Бурильная установка включает в себя две буровых каретки (левую и правую) которые закрепленных на общей раме. Рама бурильной установки закреплена на раме грузчика с помощью двух гидроцилиндров распора и гидроцилиндра возврата бурильной установки в исходное положение.

Гусеничный ход обеспечивает подачу комбайна на забой, перемещение его во время холостого перегона, а также поворот и разворот комбайна.

Гусеничный ход состоит из привода гусеницы правой, привода гусеницы левой, правой и левой гусеничных тележек, рамы, кронштейна, буфера и двух гусеничных цепей. Гусеничный ход имеет боковые направляющие лыжи, связанные с гидроцилиндрами. Гидроцилиндры лыж имеют раздельное управление.

Изм. Лист № докум. Подпись Дата

Лист

КПКГМиО - 20 032 00 00 00 ПЗ

Гидравлическая система управления процессом бурения комбайна обеспечивает возможность работы бурильной установки только в ручном режиме управления.

Насосная станция представляет собой компоновку редуктора. Насосы предназначены:

· для привода гусеничного хода;

· для питания гидроцилиндров установочных перемещений;

· для привода сверл бурильных установок;

· насос системы управления привода;

· гусеничного хода;

· для заправки гидросистемы и фильтрации рабочей жидкости в процессе работы комбайна.

Гидроцилиндры служат для подъема и опускания бермового и исполнительного органов.

Рис. 1.3. Сечение выработок, проводимых комбайном Урал-20Р

Для подбора отбитой руды и погрузки ее в транспортные средства служат: бермовый орган со шнеками и боковыми фрезами, грузчик, выполненный в виде рамы комбайна, внутри которой размещен скребковый.

Изм. Лист № докум. Подпись Дата

Лист

КПКГМиО - 20 032 00 00 00 ПЗ

Техническая характеристика проходческого комбайна избирательного действия Урал-20Р приведена в таблице 1.1.

Таблица 1.1

Техническая характеристика

проходческого комбайна избирательного действия Урал-20Р

Техническая производительность: по углю,м3/мин по породе, м3/мин

2 0,3

Размеры комбайна в транспортном положении, м: высота ширина длина

2600 2200 12500

Размер размаха стрелы, мм: высота ширина