- •Горные машины и оборудование подземных разработок методические указания к практическим занятиям для студентов специальностей 130404, 150402 всех форм обучения
- •Введение
- •Практическое занятие № 1 Перфораторы. Конструкция, эксплуатация, расчет
- •1. Назначение, технические характеристики и конструкция перфораторов
- •2. Расчет рабочего цикла перфоратора
- •Методика расчета рабочего цикла перфоратора
- •3. Расчет параметров и производительности перфоратора пп63в
- •4. Расчёт числа перфораторов для выполнения заданного объёма работ
- •5. Особенности эксплуатации перфораторов
- •6. Индивидуальные средства защиты от шума, пыли и вибрации
- •7. Профилактика и техническое обслуживание перфораторов
- •Практическое занятие № 2 Горные сверла. Расчеты режимных параметров. Эксплуатация
- •1. Расчет режимных параметров
- •2. Эксплуатация электросверл
- •Практическое занятие № 3 Буровые станки с погружными пневмоударниками. Расчет и эксплуатация
- •1. Устройство и работа станков ма
- •1.1. Станок нкр-100ма
- •1.2. Станок лпс-3а
- •1.3. Станок сбп-155/320
- •1.4 Станок сбсп-56/320
- •1.4. Буровой станок смм-2
- •2. Пневмоударники
- •2.1. Конструкция погружного пневмоударника пп-105-2,4 для подземных работ.
- •2.2. Конструкция погружного пневмоударника п-12,5-3,8 для открытых горных работ
- •3. Расчет параметров ударно-вращательного бурения
- •4. Эксплуатация бурового полуавтомата нкр-100
- •5. Классификация неполадок станка типа нкр-100. Причины и способы устранения
- •Практическое занятие № 4 Шахтные бурильные установки. Расчет и эксплуатация
- •1. Шахтные бурильные установки
- •2. Доставка, спуск в шахту и транспортирование машин на участок
- •3. Расчет параметров вращательно – ударных машин
- •4. Расчет производительности буровых кареток
- •5. Расчет производительности колонковых установок и самоходных буровых станков
- •6. Эксплуатация буровых систем
- •Практическое занятие № 5 Погрузочные машины. Расчет режимных параметров, производительность и эксплуатация
- •1. Погрузочные машины. Основные данные
- •2. Расчет параметров ковшовых погрузочных машин
- •3. Расчет производительности ковшовых погрузочных машин
- •3.1. Теоретическая (расчетная) производительность
- •3.2. Техническая производительность
- •3.3. Эксплуатационная производительность
- •4. Расчет производительности погрузочных машин с нагребающими лапами
- •5. Эксплуатация погрузочных машин
- •Практическое занятие № 6 Погрузочно–транспортные машины. Расчет производительности, эксплуатация
- •1. Назначение, технические характеристики погрузочно – транспортных машин
- •2. Расчет производительности машины
- •3. Индивидуальное задание для расчета производительности количества машин
- •4. Эксплуатация систем гидропривода самоходных машин
- •Практическое занятие № 7 Проходческие комбайны. Расчет параметров, производительности и эксплуатация
- •1. Назначение
- •2. Пример расчета производительности комбайна цикличного действия
- •3. Эксплуатация комбайнов избирательного действия
- •7. Приложение
- •7.1. Техника безопасности при эксплуатации перфораторов
- •7.2. Техника безопасности при эксплуатации бурильных станков
- •7.3. Техника безопасности при монтаже самоходных машин
- •Оглавление
- •Горные машины и оборудование подземных разработок
- •660041, Г. Красноярск, пр. Свободный, 79
- •660041, Г. Красноярск, пр. Свободный, 82а
Федеральное агентство по образованию
Федеральное государственное образовательное учреждение высшего профессионального образования
«Сибирский федеральный университет»
Горные машины и оборудование подземных разработок методические указания к практическим занятиям для студентов специальностей 130404, 150402 всех форм обучения
Красноярск – 2009 г.
УДК 622.271.4
Горные машины и оборудование подземных разработок: Методические указания к практическим занятиям для студентов специальностей 130404, 150404 всех форм обучения/ В.Т. Чесноков; СФУ. – Красноярск, 2009. – 97 с.
В методических указаниях приводятся методики расчёта режимных параметров, производительности горных машин и оборудования. Освещены вопросы по конструкции и правилам технической эксплуатации. Для студентов, изучающих курс «Горные машины и оборудование подземных разработок».
Печатается по решению
редакционно-издательского совета университета
СФУ, 2009
Введение
Практические занятия по курсу «Горные машины и оборудование подземных разработок» занимает значительный, объем аудиторных часов, в общем, времени, отводимом на изучение дисциплины.
Цель методических указаний к практическим занятиям - способствовать более глубокому изучению материала курса и решению практических задач, связанных с расчетом эксплуатационных и конструктивных параметров горных машин для заданных условий расчета, их производительности.
Поскольку курс "Горные машины является эмпирическим, то ряд задач и вопросов, которые выносятся на занятия, в результате решения могут иметь отклонения от практических данных, полученных экспериментальным путем. Это положение заставляет задуматься о возможных изменениях в расчетах и конструкциях машин, т.е. вносит элемент исследования.
Методические указания написаны с исследованием научно-технической литературы последних лет. Результаты практических занятий используется студентами при подготовке к экзамену и при выполнении курсового и дипломного проектирования.
Практическое занятие № 1 Перфораторы. Конструкция, эксплуатация, расчет
1. Назначение, технические характеристики и конструкция перфораторов
Перфоратор представляет собой пневматическую ударную машину, автоматически наносящую удары по торцу буровой штанги при одновременном ее повороте. Пневматические перфораторы используются для бурения шурпов и скважин при производстве буровзрывных работ.
В зависимости от условий применения и конструкции перфораторы бывают трех типов: переносные, телескопные, колонковые. ГОСТ 10750-80, ГОСТ 18093-79, ГОСТ 18092-79 предусматривают выпуск перфораторов с техническими характеристиками, приведенными в табл. 1, 2, 3, 4
Таблица 1
Технические характеристики перфораторов
Наименование |
Тип перфоратора | ||||
ПП50В1 |
ПП36В |
ПП54В1 |
ПП54ВБ1 |
ПП63В | |
Завод-изготовитель |
Коммунист |
|
Пневматика |
|
|
Масса, кг |
29,5 |
24 |
31,5 |
31,5 |
63 |
Длина, мм |
717 |
705 |
820 |
895 |
880 |
Диаметр поршня, мм |
80 |
72 |
85 |
85 |
75 |
Ход поршня, мм |
45 |
46 |
45 |
45 |
71 |
Расход воздуха м3/мин |
3,1 |
2,8 |
4,1 |
4,1 |
3,85 |
Частота ударов, с-1 |
37 |
38,33 |
39,16 |
39,16 |
30 |
Энергия ударов, Дж |
54 |
36 |
55,5 |
55,5 |
63,74 |
Мощность, кВт |
22 |
1,6 |
2,36 |
2,36 |
2,2 |
Крутящий момент, Н×м |
20 |
20 |
29,43 |
29,43 |
26,93 |
Диаметр коронки, мм |
36-40 |
32-40 |
40-16 |
40-16 |
40-16 |
Максимальная глубина бурения, м |
3 |
2 |
4 |
4 |
5 |
Диаметр воздушного шланга, мм |
25 |
25 |
25 |
25 |
25 |
Диаметр водяного шланга, мм |
12 |
12 |
12 |
12 |
12 |
Осевое усилие подачи, Н |
800 |
830 |
1190 |
1190 |
910 |
Ход телескопа, мм |
- |
- |
- |
- |
- |
Таблица 2
Технические характеристики перфораторов
Наименование |
Тип перфоратора | ||||
ПП50В1 |
ПП36В |
ПП54В1 |
ПП54ВБ1 |
ПП63В | |
Завод-изготовитель |
Пневматика |
|
Кыштымский |
|
|
Масса, кг |
33 |
33 |
33 |
33 |
36 |
Длина, мм |
920 |
750 |
880 |
880 |
850 |
Диаметр поршня, мм |
75 |
75 |
75 |
75 |
76 |
Ход поршня, мм |
71 |
71 |
71 |
71 |
70 |
Расход воздуха м3/мин |
3,8 |
3,85 |
3,85 |
3,85 |
4 |
Частота ударов, с-1 |
30 |
30 |
30 |
30 |
37 |
Энергия ударов, Дж |
63,74 |
63,74 |
63,74 |
63,745 |
60 |
Мощность, кВт |
2,2 |
2,2 |
2,2 |
2,2 |
3,2 |
Крутящий момент, Н×м |
26,9 |
26,93 |
26,93 |
26,93 |
18 |
Диаметр коронки, мм |
40-16 |
40-16 |
40-16 |
40-16 |
40-16 |
Максимальная глубина бурения, м |
5 |
5 |
5 |
5 |
4 |
Диаметр воздушного шланга, мм |
25 |
25 |
25 |
25 |
25 |
Диаметр водяного шланга, мм |
12 |
- |
- |
- |
12 |
Осевое усилие подачи, Н |
910 |
910 |
910 |
910 |
800 |
Ход телескопа, мм |
- |
- |
- |
- |
- |
Таблица 3
Техническая характеристика телескопных перфораторов
Наименование |
Тип перфоратора | |
ПТ-38 |
ПТ-48 | |
Масса, кг |
38 |
48 |
Энергия ударов, Дж |
46 |
80,4 |
Частота ударов, с-1 |
40 |
38,4 |
Крутящий момент при частоте вращения не менее 1 с-1, Н×м |
19,6 |
29,4 |
Номинальное давление воздуха, Мпа |
0,5 |
0,5 |
Удельная масса, кг /кВт |
19,4 |
14,7 |
Ход телескопического податчика, мм |
650±10 |
В перфораторах с автоматическим поворотом бура ударно-поворотный механизм конструктивно выполняется в виде поршневою двигатели, преобразующею анергию подводимого к перфоратору сжатого воздуха в энергию механического возвратно-поступательного движения поршня-ударника. В конце хода поршень-ударник передает энергию непосредственно буровой штанге путем нанесение удара по торцу ее хвостовика, а на обратном ходу он работает как привод механизма поворота буровой штанги.
Таблица 4
Техническая характеристика колонковых перфораторов
Наименование |
Тип перфоратора | |||||
ПК-50 |
ПК-60 |
ПК-75 |
ПК-120 |
ПК-150 |
ПК-175 | |
Масса, кг не более |
50 |
60 |
75 |
120 |
150 |
175 |
Энергия удара ударника, Дж не менее |
88,26 |
90 |
157 |
82,26 |
196,15 |
245,17 |
Частота ударов, с-1 не менее |
33,4 |
41,7 |
33,4 |
41,7 |
33,3 |
33,3 |
Крутящий момент, Н×м не менее |
49 |
157 |
245 |
343 |
343 |
343 |
Удельный расход воздуха (м3× с-1)×кВт -1, не менее |
0,029 |
0,029 |
0,026 |
0,026 |
0,029 |
0,029 |
Номинальное давление воздуха, Мпа |
0,5 |
0,5 |
0,5 |
0,5 |
0,5 |
0,5 |
Удельная масса, кг /кВт, не более |
15,3 |
12,7 |
11,1 |
20,3 |
17,3 |
18,4 |
Кроме того, поршень-ударник перфоратора одновременно является основной частью системы воздухораспределения. Так, он непосредственно управляет выхлопом отработанного сжатого воздуха, открытием каналов, по которым движется сжатый воздух и перекидывает клапаны (в системах с золотниковым воздухораспределением), определяет объемы рабочих камер; в некоторых конструкциях перфораторов поршень-ударник осуществляет полностью все функции воздухораспределения.
У современных перфораторов (рис.3) [4] ударно-поворотный механизм состоит из цилиндра 6 с направляющей буксой 9. В цилиндре 6 размещаются поршень-ударник 8 и воздухораспределительное устройство, состоящее из корпуса 3 и седла 5, между которыми заключен клапан 4. Перфоратор имеет корпус крана 1 с краном управления 15 .
Рис. 1. Схема действия ударного механизма
Между корпусом крана 1 и корпусом 3 воздухораспределительного устройства размещается храповая букса 14. В отверстии корпуса 3 воздухораспределительного устройства устанавливает геликоидальный стержень 7, спиральные шлицы которого находятся в зацеплении с соответствующими шлицами геликоидальной гайки, ввинченной в поршень-ударник. В головке геликоидального стержня размещены подпружиненные собачки 2, контактирующие с зубцами храповой буксы I 4.
Направляющая букса 9 сопрягается со стволом 10, в ко-тором размещены шлицевая 11 и поворотная 12 буксы. Шлицы буксы 11 находятся в зацеплении с соответствующими шлицами поршня-ударника 8. Букса 12 имеет шестигранное гнездо, в которое вставляется хвостовик буровой штанги 13.
Корпусные детали перфораторов соединяются стяжными болтами. Сквозь корпус крана, геликоидальный стержень и поршень-ударник проходит трубка промывочного устройства, удерживаемая пробкой. Уплотнение предохраняет ударно-поворотный механизм от проникновения промывочной воды. Система воздухораспределительных каналов включает в себя полость Е крана управления, откуда сжатый воздух поступает в камеру Г распределительного устройства и далее по системе отверстий - в предклапаянуто камеру В. Из нее воздух поступает либо через зазор Δр в камеру рабочего хода А, либо через зазор Δоб и каналы К в камеру Б обратного хода. Из камер цилиндра отработанный воздух выпускается в атмосферу через выхлопное окно М.