2. Определение рационального режима работы выемочного комбайна

2.1. Постановка задачи

Главная задача курсового проекта – это выбор рационального режима работы выемочного комбайна для оптимального проектирования и получения большей добычи полезного ископаемого. Ее постановка включает в себя следующие этапы:

1. Выбор критериев качества (функций цели). В качестве последних целесообразно принимать эксплуатационную производительность Q_э→max и удельные энергозатраты W→min.

2. Выбор оптимизируемых параметров. Для выемочного комбайна таковыми являются:

1. скорость перемещения (подачи) – V_п;

2. скорость резания – V_р;

3. ширина захвата В_з и диаметр D_и исполнительного органа;

4. тип режущего инструмента и др.

Факторами, определяющими выбор рациональных значений ширины захвата и диаметра исполнительного органа, являются:

- соответствие шагу передвижки крепи;

- вписываемость в размеры пласта с одной стороны и обеспечение равномерной загрузки приводов с другой.

Тип режущего инструмента определяется физико-механическими свойствами разрушаемого массива.

Основным оптимизируемым параметром является скорость подачи.

3. Построение математической модели, устанавливающей взаимосвязь между функциями цели и оптимизируемыми параметрами.

В данном случае математическая модель представляет собой зависимости

Q_э = f₁ (V_п),

Q_ПВ = f₂ (V_п),

где Q_ПВ – производительность комбайна, обусловленная тепловой характеристикой двигателя.

4. Выбор ограничений, накладываемых на оптимизируемые параметры (параметрические ограничения) и другие параметры системы (функциональные ограничения). Для выемочных комбайнов таковыми являются:

2. максимальная скорость, обеспечиваемая механизмом подачи V_пmax (V_п≤V_пmax);

3. производительность конвейера Q_конв(Q_т≤ Q_конв);

- скорость крепления забоя механизированной крепью V_пкр (V_п≤V_пкр);

- скорость комбайна, соответствующая вылету режущего инструмента V_пlp (V_п≤V_пlp);

2. мощность, соответствующая устойчивому моменту двигателя Р_у (Р_у≥Р).

3. Исходные данные для расчета

Исходные данные для выполняемых расчетов сводятся в табл.2.1.

Таблица 2.1.- Исходные данные

№	Наименование параметров	Обозначение	Размерность	Значение
1	Сопротивляемость угля резанию	Аp	Н/мм	340
2	Мощность пласта расчетная	Нp	м	1,95
3	Марка угля			Ж
4	Диаметр исполнительного органа	Dи	м	1,4
5	Ширина захвата	Bз	м	0,63
6	Скорость резания		м/с	3,04
7	Количество резцов на органе		шт.	63
8	Число резцов в одной линии резания	npp	шт.	3
9	Электродвигатель			ЭКВ5-250В-У5
10	К.п.д. передаточного механизма	η		0,8
11	Схема работы комбайна			челноковая
12	Длина очистного забоя	L	м	190
13	Коэффициент готовности	Кг		0,9
14	Удельный расход резцов	Z	шт/т	27,5·10-3

Скорость резания определяется по выражению , где n_и - частота вращения исполнительного органа, об/мин.