ВВЕДЕНИЕ 5
1 ОБЗОР НАУЧНО-ТЕХНИЧЕСКОЙ И ПАТЕНТНОЙ ЛИТЕРАТУРЫ 7
2 УСТРОЙСТВО И ПРИНЦИП РАБОТЫ ГИДРОСИСТЕМЫ 15
3 ЭНЕРГЕТИЧЕСКИЙ РАСЧЕТ 21
3 ГИДРАВЛИЧЕСКИЙ РАСЧЕТ 30
4 ЭНЕРГЕТИЧЕСКИЙ РАСЧЕТ НАСОСНОЙ УСТАНОВКИ 59
5 ТЕПЛОВОЙ РАСЧЕТ 61
6 РАСЧЕТ НАДЕЖНОСТИ 67
7 РАСЧЕТ СПЕЦИАЛЬНОЙ ЧАСТИ 71
ЗАКЛЮЧЕНИЕ 83
СПИСОК ИСПОЛЬЗОВАННЫХ ИСТОЧНИКОВ
Добыча полезных ископаемых была и остается одной из важнейших отраслей промышленности России. Несмотря на то, что наиболее широко используемыми видами топлива являются нефть и газ, уголь по-прежнему является важным ресурсом для энергетики.
Разработка угольных месторождений требует наличия мощных и эффективных горнодобывающих машин. Одним из видов таких машин является проходческий комбайн.
Проходческий комбайн — сложная многоприводная горная машина, обеспечивающая выполнение большого числа основных и вспомогательных операций рабочих процессов проведения и крепления подготовительных выработок, предназначенная для механизированного разрушения горных пород и погрузки горной массы в транспортные средства (вагонетки, конвейер, перегружатель).
Проходческие комбайны подразделяются:
1. по назначению и области применения:
- проходческие комбайны для проведения нарезных выработок по пласту полезного ископаемого;
- проходческие комбайны для проведения основных и вспомогательных подготовительных выработок по полезному ископаемому или по смешанному забою с присечкой слабых пород;
- проходческие комбайны для проведения подготовительных и капитальных выработок по породам средней крепости и крепким;
2. по способу обработки забоя исполнительным органом
- проходческие комбайны избирательного (циклического) действия с последовательной обработкой слоями или заходками;
- проходческие комбайны бурового (непрерывного) действия с одновременной обработкой всей поверхности забоя.
В качестве объекта работы выбран проходческий комбайн КП21. Рассматриваемый комбайн представляет собой самоходную гусеничную машину со стреловидным исполнительным органом, погрузочным устройством с нагребными элементами (звезды или лапы) и центрально расположенным скребковым конвейером. Комбайном производится разрушение забоя, погрузка отбитой горной массы и транспортировка ее к общешахтным транспортным средствам.
Предметом данной выпускной квалификационной работы является модернизация гидросистемы проходческого комбайна КП21 с целью повышения его надежности.
Для достижения указанной цели были поставлены следующие задачи:
1. анализ научной и патентной литературы для определения способа повышения надежности машины;
2. разработка модернизированной гидравлической схемы;
3. проведение необходимых технических расчетов модернизированной схемы, в частности энергетического, гидравлического (включающего в себя расчеты расходов, диаметров трубопроводов и потерь давления в путевых и местных сопротивлениях), теплового, а также энергетического расчета насосной установки и расчета надежности.
Результатом данной выпускной квалификационной работы является модернизированная гидросистема проходческого комбайна КП21. Предложенное решение позволит повысить удобство управления комбайном, исключить влияние человеческого фактора и независимо от машиниста комбайна и его квалификации совмещать операции по запуску гидромоторов и складыванию аутригеров, что приведет к уменьшению операций по управлению комбайном и исключению поломок механизмов аутригеров.
Для достижения указанного результата был проведен анализ научной и патентной литературы, итогом которого стал выбор способа повышения надежности комбайна.
На основе выбранного способа в исходную гидравлическую схему были внесены соответствующие изменения.
Также были проведены необходимые технические расчеты модернизированной схемы.
В результате энергетического расчета были определены необходимые типоразмеры гидродвигателей для обеспечения преодоления требуемых нагрузок.
В ходе гидравлического расчета были этапов: расчет расходов, расчет диаметров трубопроводов, расчет потерь давления в путевых и местных сопротивлениях.
В результате расчета расходов были определены потребные значения расходов рабочей жидкости для обеспечения требуемой скорости перемещения выходных звеньев гидродвигателей. Также построена гистограмма расходов, на основе которой подбиралась насосная установка.
Расчет потерь давления в путевых и местных сопротивлениях показал, что полученный КПД гидролиний и аппаратов не опускается ниже значений, принятых в энергетическом расчете.
Тепловой расчет гидросистемы показал, что температура рабочей жидкости находится в допустимом температурном диапазоне, и нет необходимости установки теплообменника.
Результатом выполненного расчета надежности стало определение значений вероятности безотказной работы модернизированной гидросистемы, интенсивности отказов, средней наработки на отказ, а также гарантийного и гамма-ресурса.
В разделе спецчасти приведены необходимые прочностные расчеты спроектированного гидроцилиндра поворота исполнительного органа.
