Введение

1. Исходные данные

H, м	Aр, Н/см	q, шт/1000т	α, град	γ, т/м^3
2.4	4000	9	+4	2.07

По исходным данным горно-геологических условий, а именно по величине H=2.4 м A_р =400 Н/см и углу α=+4⁰ был выбран комбайн «Урал10А».

2. Расчёт силовых и энергетических показателей процессов отбойки калийных руд планетарно-дисковым исполнительным органом

1. Расчёт основных параметров резания планитарно-дискового исполнительного органа

   1. Средняя сила резания на поворотном затупленном резце

P_z = A_p·h_cp·k_t/h·k_B·k_a·k_ф·k_Y·k_BP H, /2/

где

A_p – сопротивляемость резанию калийной руды, A_p =4000 Н/см;

h_cp – средняя толщина реза, см;

k_t/h – коэффициент степени блокированности реза;

k_B – коэффициент ширины режущей кромки;

k_a – коэффициент угла резания;

k_ф – коэффициент формы передней грани резца;

k_Y – коэффициент ориентации резца;

k_BP – коэффициент вращения резца.

2. Максимальное значение толщины стружки

h_m = см, /2/

где

V_к – скорость подачи комбайна, м/мин;

n_водила – частота переносного движения исполнительного органа (водила),

n_водила = 4.73 об/мин;

Z_дисков – число дисков на исполнительном органе, Z_дисков = 2;

V_к = м/мин, /2/

где

Q_к – производительность комбайна, Q_к = 5 т/мин;

g – плотность руды, g = 2.07 т/м³;

S – площадь контакта, S = 9.4 м²;

V_к = = 0.26 м/мин,

h_m = = 2.74 см.

3. Средняя толщина стружки

h_ср = см, /2/

где

H_i – средняя высота массива, разрушаемая исполнительным органом, H_i = 104 см;

D_д – диаметр диска, шнека или барабана по резцам, D_д =104 см.

Для комбайна Урал 10А высота массива, разрушаемая исполнительным органом (H_i) равна диаметру диска по резцам (D_д).

Если H_i = D_д, то h_ср = см,

h_ср = = 1.74 см.

4. Средний шаг резания

t_ср= см, /2/

где

Z_ио – общее количество резцов на резцовом диске, Z_р = 11;

D_ср.и.о. – средний диаметр исполнительного органа, см;

i – передаточное число;

i=,

где

n_пер – частота вращения исполнительного органа, _пер = 4.73 об/мин;

n_отн – частота вращения резцовых дисков, _отн = 43.77 об/мин;

i==9.25,

D_ср.и.о. = H – D_д см,

где

D_д – диаметр дисков по резцам, D_д =1040 мм

D_ср.и.о. = 2400 – 1040 = 1360мм = 136 см,

t_ср==2.09 см.

Средний шаг резания равен t_ср= 2.09 см, отношение равно

= = 1.21 < 7.2.

5. Коэффициент степени блокированности реза при < 7.2 равен

k_t/h = , /2/

k_t/h == 0.48.

6. Коэффициент ширины режущей кромки

k_В = 0.16 + 0.42·b_р, /2/

где

b_р – расчётная ширина режущей кромки, см;

а – высота конусной части твердосплавной вставки резца, см;

D- высота контакта резца с массивом, см;

D = 0.45 · см, /2/

D = 0.45 ·= 0.6 см.

Расчётная ширина режущей кромки b_р в зависимости от её формы, толщины среза и высоты контакта резца с массивом D для поворотных резцов находится из выражения

при D<а b_р = p·D·tg() см, /2/

где

a_з – угол заострения резца, град, a_з = 85°;

d – диаметр конусной части державки резца (меньший), d=0.8 см;

a – высота конусной части твердосплавной вставки резца, см;

b_р = 3.14·0.6·tg()= 1.72 см,

k_В = 0.16 + 0.42·1.72= 0.88.

7. Коэффициент угла резания

k_a = 0.021 · a_р – 0.04, /2/

где

a_р – угол резания, град, a_р = 85°;

k_a = 0.021·85° - 0.04 = 1.75.

8. Коэффициент формы передней грани резца

Коэффициент формы передней грани резца выбирается в зависимости от формы режущей кромки (треугольная) и формы передней грани резца (полукруглая выпуклая), по табл. 2 стр. 4 /2/

k_ф = 0.68.

9. Коэффициент ориентации

k_y = 1 + 0.006 · F, /2/

где

F – расчётная площадь контакта рабочей части резца с боковой поверхностью угла

развала.

Расчётная площадь контакта для поворотного резца

F = 5·d_к + 0.01· y ² – 0.1· ( a_з – 50°) – 3 мм², /2/

где

d_к – диаметр керна ,d_к = 0.8 см;

a_з – угол заострения, град, a_з = 85°;

y - угол разворота резца относительно направления движения, средний, град;

y = y_уст - y_к, град, /2/

где

y_уст – угол разворота резца относительно плоскости диска, град, y_уст=17⁰;

y_к – угол разворота резца относительно направления движений, средний,

кинематический, град;

y_к = arctg (), град, /2/

где

D_ио – диаметр исполнительного органа, D_ио= Н = 2400 мм;

D_д – диаметр диска по резцам, D_д=1040 мм;

А – смещение плоскости диска относительно оси вращения исполнительного органа, А = 0 м;

i – передаточное число; i=9.25;

j_В – угол поворота водила, град;

j_В = , град, /2/

где

Н_i- высота массива разрушаемая исполнительным органом, Н_i=1040 мм;

D_д – диаметр диска по резцам, D_д=1040 мм;

j_В = = = 19.46⁰,

Следовательно

Y_к = =14°,

y = y_уст - y_к = 17° - 14° = 3°,

F = 5 ·8 + 0.01 · (3)² – 0.1 · (85°-50°)–3 = 33.59 мм²,

k_Y = 1 + 0.006 ·33.59 = 1.2.

10. Коэффициент вращения резца

k_ВР = , /2/

k_ВР = = 1.23.

Средняя сила резания равна

P_Z = 4000 ·1.74 ·0.48 ·0.88 ·1.75 ·0.68 ·1.2 ·1.23 = 5163 H.

11. Коэффициент, учитывающий влияние разворота инструмента относительно направления движения

k^¢_Y = 1 + 0.008 · F, /2/

где

F – расчётная площадь контакта рабочей части резца с боковой поверхностью угла

развала, F=33.59 мм²;

k^¢_Y = 1+ 0.008 ·33.59 = 1.27.

12. Сила резания острым неразвёрнутым резцом

P_Z0 = H, /2/

где

k^¢_Y – коэффициент учитывающий влияние разворота инструмента относительно

направления движения, k^¢_Y=1.27;

P_Z – средняя сила резания, P_Z = 5163 H;

P_Z0 == 4065 H.

13. Средняя сила подачи

P_y = 0.8 ·P_Z0 · k_Y H, /2/

где

k_Y – коэффициент ориентации, k_Y=1.2;

P_y = 0.8·4065·1.2 =3902 H.