WYKŁAD I
Maszyna – zespół mechanizmów lub pojedynczy mechanizm służący do przetwarzania energii lub wykonywania pracy mechanicznej.
Mechanizm – zespół współpracujących ze sobą elementów spełniających określone zadania.
Podział maszyn:- napędowe (przetwarzają jeden rodzaj energii na inny): - silniki (zmieniają pewien rodzaj energii na mechaniczną), - przetworniki (przekształcają daną wielkość na inną z określoną dokładnością).- robocze: - przeróbcze (dokonują przemian fizycznych lub chemicznych na przedmiotach swojej pracy), - transportowe (służą do przemieszczania przedmiotów, ludzi, materiałów na określone odległości).
Silnik – maszyna, bez której żadna większa maszyna nie może się obejść. Budowa zależy od rodzaju energii napędowej.
Podział silników ze względu na energię:- elektryczne (energia elektryczna zamieniana na mechaniczną),- pneumatyczne (energia sprężonego powietrza zamieniana na pracę mechaniczną),- hydrauliczne (energią napędową jest energia cieczy pod wysokim ciśnieniem),- cieplne (energia termiczna/cieplna zamieniana jest w energię mechaniczną lub elektryczną).
Silnik elektryczny asynchroniczny – maszyna elektryczna zamieniająca energię elektryczną w mechaniczną, w której wirnik obraca się z poślizgiem w stosunku do wirującego pola magnetycznego wytworzonego przez uzwojenia stojana.
Silniki elektryczne – powszechnie stosowane asynchroniczne (napędzane prądem przemiennym). Do napędu maszyn stosowane są o mocy od 1 do 800kW.
Moc – zdolność do wykonywania pracy w określonym czasie.
Charakterystyka mechaniczna silnika asynchronicznego:
Prędkość synchroniczna – prędkość wirowania pola magnetycznego powstającego w stojanie silnika prądu przemiennego, dla silników synchronicznych jest to prędkość jaką rozwija silnik. , gdzie f - częstotliwość prądu, p – liczba par biegunów.
Poślizg nominalny: Sn = 0,01÷ 0,04 (1%-4%) Obroty nominalne są zawsze niższe od synchronicznych np.: n0 = 1500 [obr/min]; nn ≈ 1475 [obr/min].
Moc silnika - P=M*ω.
Moc nominalna silnika – iloczyn momentu nominalnego i prędkości kątowej.
Prędkość kątowa: ω=πn/30 [Obr/min]
Zmiany prędkości obrotowej:- poprzez zmianę liczby par biegunów,- poprzez zmianę prędkości przez zmianę częstotliwości prądu,
Zmiana prędkości obrotowej poprzez zmianę liczby par biegunów: Stosunek obrotów biegu szybkiego do wolnego:
Charakterystyka silników dwubiegowych:
Silniki dwubiegowe – silniki stosowane w maszynach o trudnym rozruchu – najpierw włącza się wolniejsze obroty, następnie szybsze.
Zmiana prędkości obrotowej poprzez zmianę prędkości przez zmianę częstotliwości prądu: Stosuje się przekształtniki częstotliwości, tzw. falowniki.
Sprawność – stosunek energii użytecznej do włożonej: η = = , Pw – moc elektryczna pobrana z sieci elektrycznej.
Silnik łopatkowy mimośrodowy – silnik pneumatyczny. Wirnik wyposażony jest w szereg łopatek, które wsuwają się i wysuwają, by stykać się do cylindra. Obrót silnika wywołany jest różnicą ciśnień na poszczególnych łopatkach.
WYKŁAD II
Napęd hydrauliczny – napęd, w którym nośnikiem energii jest ciecz.
Rodzaje napędów hydraulicznych:- hydrostatyczny,- hydrokinetyczny.
Napęd hydrauliczny hydrostatyczny – wykorzystuje się energię ciśnienia cieczy; do przenoszenia ciśnienia stosuje się różne rodzaje cieczy: oleje (mineralny, syntetyczny), emulsje olejowo-wodne.
Napęd hydrauliczny hydrokinetyczny – wykorzystuje się w nim ruch cieczy.
Ciśnienie w hydraulice siłowej: p = 15 do 40MPa,
Ciśnienie w napędach: p = 20 do 25MPa.
Budowa układu hydraulicznego:- pompa hydrauliczna,- silnik hydrauliczny,- zawory,- filtry,- układy sterujące,- automatyczny układ gaśniczy.
Rodzaje pomp hydraulicznych:- zębate,- wysuwkowe,- wielotłoczkowe.
Pompa hydraulizcna zębata:
Qp↑-wydajność pompy
Pp↑-moc pompy
ns ↑–prędkość obrotowa silnika
Ms↑-moment silnika
Rodzaje silników hydraulicznych:- tłokowe,- wysuwowe,- obiegowo-krzywkowe.
Silniki hydrauliczne tłokowe:
Silnik hydrauliczny – zamienia energię ciśnienia cieczy na ruch posuwisty.
Wydajność pompy – od wydajności zależy prędkość silnika lub tłoczyska.
Ciśnienie pompy – od ciśnienia zależy moment obrotowy lub siła.
Automatyczne układy gaśnicze – zawierają układy, które maja 200 i więcej litrów oleju.
Przekładnie mechaniczne – przenoszą energię ze zmianą prędkości, momentu i sił. Zmieniają niekiedy charakter ruchu. Służą do przenoszenia równomiernego ruchu obrotowego. Przekładnie składają się z minimum dwóch kół stykających się ze sobą lub rozsuniętych i opasanych wspólnym cięgnem.
Podział przekładni mechanicznych:- zębate (sprzężenie kół kształtowe bezpośrednie, są one najczęściej stosowane),- łańcuchowe (sprzężenie kół kształtowe cięgnowe),- pasowe (sprzężenie kół cierne cięgnowe),- cierne (sprzężenie kół cierne bezpośrednie).
Rodzaje przekładni mechanicznych zębatych:- walcowe (dwa koła zazębiające się ze sobą),- stożkowe (umożliwia prostopadłe usytuowanie osi),- planetarne (charakteryzują się dużą prędkością na wejściu i wyjściu), - ślimakowe (koło napędowe – ślimak – porusza się wolniej niż koło napędzające).
Przekładnia mechaniczna zębata stożkowa:
Przekładnia mechaniczna zębata planetarna:
Sprawność – stosunek mocy na wyjściu do mocy na wejściu.
Reduktor – przekładnia zwalniająca, przełożenie przekładni jest większe od 1,
Multiplikator – przekładnia przyspieszająca, przełożenie przekładni jest mniejsze od 1.
Przełożenie przekładni – stosunek liczby zębów w kole większym, do ilości zębów w kole mniejszym.
Cięgno – elementy zdolne do przenoszenia sił rozciągających a nie ściskających (np. łańcuch, pas).
Cięgło – elementy zdolne do przenoszenia sił rozciągających i ściskających (np. pręty).
Moduł uzębienia – stosunek średnicy do liczby zębów.
WYŁAD III
Sprzęgło – służy do łączenia wałów, umożliwia przeniesienie momentów obrotowych. Może być sztywne i podatne.
Funkcje sprzęgła:- łączy wały,- przenosi moment obrotowy,- wyrównuje niewspółosiowość wałów, - łagodzi obciążenia dynamiczne,- zabezpiecza przed przeciążeniem,
Podział sprzęgieł:
- stałe (nierozłączne): (sztywne i podatne),- włączalne: (sztywne i podatne),
Sprzęgło stałe – takie, gdzie podczas działania nie da się go rozdzielić.
Sprzęgło włączalne – podczas działania można je rozdzielić.
Sprzęgło stałe sztywne – nie umożliwia przesunięcia.
Sprzęgło hydrokinetyczne – rozłączne, podatne, jego mechanizmem działania jest ciecz. Pełnią funkcję sprzęgieł rozruchowych.
Poślizg sprzęgła , s≈1-4%
System maszynowy – zestaw maszyn powiązanych ze sobą funkcjonalnie, przeznaczony do realizacji procesu produkcyjnego (np. ścianowy kompleks zmechanizowany).
Podstawowe operacje podczas eksploatacji systemem ścianowym:- urabianie węgla, - ładowanie urobku, - odstawa urobku, - obudowa przestrzeni roboczej.
ścianowy kompleks zmechanizowany: 1) maszyna urabiająco-ładująca:
- kombajn ścianowy, - strug węglowy2) ścianowy przenośnik zgrzebłowy (transport urobku wzdłuż czoła ściany do chodnika), 3) ścianowa obudowa zmechanizowana (zabezpieczenie wyrobiska przed skutkami ciśnienia skał stropowych)
Zasilanie kombajnu:- 1000V- 3300V
Kombajn ścianowy – odległość organów urabiających ułożonych w jednej osi wynosi 12m, mają budowę modułową. Woda jest stosowana do chłodzenia silników i zraszania przy urabianiu.
Układ ciągnienia kombajnu – powoduje przemieszczenie kombajnu wzdłuż czoła ściany.
Prędkość posuwu – może być regulowana bez stopniowo.
Prędkość przesuwu – od 12 do 16m/min
Prędkość urabiania – 8m/min.
Rewersja ruchu – możliwość jazdy w dwóch kierunkach z tą samą regulacją prędkości.
Wymagania układu ciągnienia:- prędkość ma być regulowana bezstopniowo od 0 do Vmax.
- rewersja ruchu (możliwość jazdy w dwóch kierunkach),- siła uciągu kombajnu potrzebna do pobrania wszystkich oporów ruchu: 270, 2x270, 2x300, 2x450 kN.
Opory ruchu:- składowe opory urabiania i ładowania,- składowa siła ciężkości (przy nachyleniu),- siły tarcia.
Siła uciągu – potrzebna jest do pokonania oporów ruchu kombajnem.
Układ ciągnienia składa się z:- ciągnika, - mechanizmu posuwu.
...
pitol23