Добыча огнеупорного сырья с разработкой роторного экскаватора ЭР-315

Описание

В проекте выполнена модернизация роторного экскаватора РЭ-315 с производительностью 315 м³/ч.

Разработан раздел по комплексной механизации. Рассмотрена селективная добыча огнеупорного сырья роторными экскаваторами.

Описана добыча огнеупорного сырья роторным экскаватором. Пласты залежей огнеупорной глины, каолинов расположены на небольшой глубине. Их добыча происходит открытым способом посредством роторных экскаваторов. Отработка пласта глины, разделенного слоем песка, выполняется машиной по направлению сверху вниз горизонтальными стружками. Далее материал передается на двустрельный самоходный конвейер-перегружатель, откуда происходит его поступление на забойный ленточный конвейер. Затем глина подается на второй самоходный ленточный конвейер-перегружатель и далее - в железнодорожные вагоны. Разработка слоя песка выполняется с разгрузкой его во внутренний отвал непосредственно с отвальной консоли экскаватора.

Произведен расчет годового объема добычи огнеупорного сырья, равного 8316000 м³. Для работы на карьере в одну смену организован штат из 7 человек.

Приведена конструкторская часть. Рассмотрены конструктивно-технологические особенности экскаватора и выполнено описание его конструкции.

Основные агрегаты экскаватора представлены рабочим оборудованием, поворотной платформой, надстройкой, механизмом поворота, отвальной стрелой, ходовой тележкой, приемной стрелой, ковшом, электрооборудованием и системой управления машиной.

В качестве рабочего органа применен бескамерный ротор с боковой гравитационной разгрузкой грунта на вращающийся конус с неподвижным сектором. Его диаметр равен 3 м. В конструкции ковша имеется цепное днище, зубья и литой пояс. Крепление ковша к роторному колесу выполнено при помощи сварки. В составе роторной стрелы содержится металлоконструкция и конвейер с приводом. Ее несущий элемент изготовлен из трубы, имеющей диаметр 720 мм. Хвост стрелы оснащен вилкой с проушинами, предназначенной для навески стрелы на цапфы портала. Вдоль стрелы к трубе посредством кронштейнов и планок присоединена рама конвейера. Ее основным несущим элементом являются швеллерные балки с установленными на них роликами рабочей и холостой ветви. Конвейерная лента рабочей ветвью опирается на трехроликовые опоры. Предусмотрена установка приемного бункера в месте перегрузки грунта из ковша на конвейер.

Произведен расчет ковша с определением значений:

Выполнен расчет козырька ковша с цепным днищем. Козырек представлен статически неопределимой рамой-оболочкой двоякой кривизны. Боковые части оболочки развернуты к плоскости симметрии под углом 7°. Для упрощения расчета принята расчетная схема козырька ковша в виде плоской статически неопределимой рамы с жестко защемленными пятами, находящейся под действием пространственной нагрузки. Выполнено определение геометрических характеристик сечений и расчет рамы в ее плоскости с построением эпюр изгибающих моментов и продольных сил. Также сделан расчет рамы из плоскости с определением основных значений напряжений в опасных сечениях.

Приведены основы расчета конструктивных параметров арочного козырька и зубьев ковша раздельного резания.

Для снижения динамики рабочего процесса и уменьшения кусковатости разрабатываемых пород ковши оснащены косым козырьком арочного профиля, оборудованным зубьями в количестве шести штук. На каждой стороне ковша режущие кромки зубьев расположены параллельно друг другу. Они образуют с плоскостью симметрии ковша угол, выбираемый в зависимости от типа грунта в пределах 55-75⁰. С целью обеспечения параллельности кромок зубья выполняются с поворотом их режущей части относительно хвостовой вокруг продольной оси зуба.

Сделан расчет стрелы ротора с определением необходимого диаметра труба, который должен быть не менее 630 мм. Рассчитано окружное усилие резания, равное 19,04 кН. Произведен расчет ходовой части. Тип хода – гусеничный, количество гусениц – 2 шт. Конструкция включает раму с опорно-поворотным устройством и ходовой механизм с приводами.

Ходовая тележка механизма выполнена из двух продольных балок с опорными катками, левой и правой приводных звездочек, натяжных и поддерживающих катков, гусеничной цепи и механизма ее натяжения, приводов. В составе каждого привода цепи имеется редуктор, приводной электродвигатель и две зубчатые пары. Используется тормоз типа ТКТ-300. Общее передаточное число трансмиссии гусеничного привода составляет 362,25.

В ходе тягового расчета механизма передвижения экскаватора определено общее сопротивление передвижению 40,6 кН и максимальная сила тяги, равная 149,5 кН. Максимальная мощность привода хода равна 135 кВт. Приняты два двигателя марки 4А250М4УЗ.

Произведен пересчет мощностных характеристик привода роторного колеса, поворота платформы, приемного и отвального конвейеров с подбором соответствующих двигателей. Суммарная установочная мощность составляет 404 кВт.

Выполнен расчет ленточного конвейера отвального транспортера с вычислением значений: ширина ленты 1000 мм, толщина 13,5 мм, скорость передвижения 2,6 м/с, шаг роликовых опор 1,3 м.

Описана конструкция кабины. Расположение кабины машиниста выполнено на вспомогательной кабине, которая в свою очередь закреплена на резиновых амортизаторах. В нижней кабине выполнен монтаж установки наддува кабин, обогреватель, фильтр, печь для разогрева обедов, стол и прочее. Верхняя кабина изолирована от внешней среды. В ней расположена панель управления и панель вспомогательных приборов, сиденье машиниста. Описано электрооборудование. Экскаватор Эр-315 получает питание от передвижной трансформаторной подстанции с трехфазным напряжением 380 В. Рассмотрена защита тяжело нагруженных механизмов от перегрузки с различным регулированием скорости.

Выполнена технологическая часть с разработкой технологического процесса изготовления вала привода конвейера роторного экскаватора ЭР-315.

Вал предназначен для поддержания вращающихся деталей и передачи крутящего момента. Определен тип производства – крупносерийное.  Разработан маршрут обработки.

Аналитическим методом рассчитаны операционные припуски и межоперационные размеры. Приведен расчет режимов резания. Для операции 020 Токарная вычислены значения: скорость резания 1,5 м/с, глубина резания 8,5 мм, число оборотов детали 315 об/мин, мощность резания 8,5 кВт. Принят станок токарно-винторезный 16К50П.  Аналогично проведены расчеты для остальных операций.

Разработана конструкция станочного приспособления для закрепления заготовки – тисков. Определена сила зажима 39,2 кН и давление 0,39 МПа.

Приведена исследовательская часть с изучением стендов для исследования рабочего процесса роторных экскаваторов и рассмотрением перспектив применения ЭВМ для диагностики машины.

Составлен раздел по безопасности жизнедеятельности и охране окружающей среды. Разработана организационно-экономическая часть с расчетом себестоимости модернизированной машины в размере 6881600 руб и годового экономического эффекта от ее применения в сумме 4473,4 тыс. руб.

В дипломной работе разработана комплексная механизация добычи огнеупорного сырья с модернизацией роторного экскаватора РЭ-315, имеющего производительность 315 м³/ч.

Чертежи (в программе): Компас 3D v, AutoCad

Спецификация - 5 листов