Мощность на перемещение комбайна и преодоление сопротивления подаче

,

где ŋ ₂ – КПД привода механизма подачи.

Приняв КПД равным 0,85 имеем

N ₂ = 183,5 v_п + 2715 v_п ² _,, кВт.

Мощность для погрузки породы на забойный конвейер вычислим по упрощенной формуле, учитывающей основные затраты мощности на поперечное перемещение породы,

,

где ƒ – коэффициент трения породы о подошву выработки;

l – длина перемещения породы при погрузке на забойный конвейер;

k_п – коэффициент, учитывающий дополнительные затраты мощности на подъем породы при погрузке;

η ₃ – общий КПД привода исполнительного органа и шнека как транспортирующего устройства.

Приняв ƒ = 0,6, k_п = 1,3, l = 1 м, η ₃ = 0,5, получим

,

Таким образом, для определения скорости подачи имеем уравнение:

,

или

.

Это квадратное уравнение, решение которого

м/с.

Решение определяет теоретическую скорость подачи (перемещения) очистного комбайна, на основании которой можно вычислить расход мощности на выполнение отдельных операций процесса выемки

кВт;

N ₂ = 183,5·0,0216 + 2715·0,0216² = 3,96 + 1,24 = 5,2 кВт;

N ₃ = 31,8·0,0216 = 0,7 кВт.

Теоретическая скорость подачи (перемещения) является основой для определения производительности комбайна в конкретных условиях работы.

Теоретическая производительность:

- объемная м³/с;

- массовая кг/с = 2,7 т/мин.

Техническая производительность (при k _т = 0,6):

- объемная м³/с;

- массовая кг/с = 1,62 т/мин.

Эксплутационная производительность (при k _э = 0,52):

- объемная м³/с;

- массовая кг/с = 1,4 т/мин.

Исходные данные для определения производительности очистных комбайнов со шнековым исполнительным органом приведены в таблице 1.

Таблица 1 Исходные данные для расчета производительности очистного комбайна

№ вари-анта	Масса комбайна m, кг	Мощность двигателя N, кВт	Плотность породы ρ, кг/м3	Ширина захвата B, м	Диаметр шнека D, м	Угловая скорость шнека ω, рад/с	Угол подъема лавы Φ град	Коэф-т сопротив-ления перемещению комбайна kf	К-т, учит. затр. мощн. на подъем породы	Удельные затраты мощности ep Вт··с/кг	К-т пропорц. между силами резания и подачи kn	К-т трения f	Длина переме- щения породы l, м	КПД
	ŋ 1	ŋ 2	ŋ 3
				0,75	1,20	4,5		0,3	1,2		0,5	0,5	0,5	0,7	0,8	0,8
				0,80	1,25	4,6		0,4	1,3		0,6	0,6	0,55	0,75	0,7	0,65
				0,85	1,30	4,7		0,45	1,2		0,7	0,55	0,6	0,8	0,7	0,7
				0,75	1,35	4,8		0,35	1,3		0,8	0,65	0,4	0,8	0,7	0,8
				0,70	1,40	4,9		0,5	1,3		0,9	0,6	0,4	0,6	0,7	0,8
				0,80	1,45	5,0		0,45	1,35		0,95	0,6	0,5	0,7	0,6	0,8
				0,85	1,50	5,1		0,4	1,25		0,85	0,5	0,55	0,8	0,6	0,7
				0,80	1,45	5,2		0,45	1,2		0,75	0,65	0,5	0,7	0,7	0,8
				0,70	1,40	5,3		0,35	1,3		1,0	0,55	0,5	0,6	0,8	0,7
				0,75	1,35	5,4		0,45	1,35		0,65	0,7	0,45	0,8	0,7	0,7
				0,90	1,30	5,5		0,4	1,25		0,75	0,65	0,45	0,8	0,6	0,7
				0,80	1,25	5,2		0,35	1,4		0,8	0,65	0,6	0,6	0,7	0,8
				0,90	1,20	5,3		0,4	1,25		0,85	0,55	0,5	0,8	0,7	0,6
				0,85	1,30	5,1		0,45	1,2		0,9	0,5	0,6	0,7	0,7	0,8
				0,90	1,40	5,0		0,5	1,15		1,2	0,6	0,6	0,8	0,6	0,8

2.2 Энергетический расчет проходческого комбайна бурового типа

2.2.1 Первая задача. Построить диаграмму распределения мощности приводов отдельных механизмов проходческого комбайна с соосными роторами при заданной производительности.

Основные исходные данные

Масса комбайна, кг m = 61000

Сечение выработки - арочное

Площадь сечения, м² S = 9,4

Диаметр внешнего ротора, м D ₂ = 3,0

Диаметр центрального бура, м D ₁ = 2,4

Диаметр бермовых фрез, м d ₃ = 0,6

Диаметр отрезных коронок, м d ₄ = 0,6

Частоты вращения, об/мин

- внешнего ротора n ₂ = 7,05

- центрального бура n ₁ = 13,3

- бермовых фрез n ₃ = 21

- отрезных коронок n ₄ = 42,2.

Производительность (массовая) составляет G = 4,2 т/мин, при плотности породы в массиве ρ = 2000 кг/м³. Общий вид комбайна и схема основного исполнительного органа представлены на рис.2 и рис.3.