ПЕРВОЕ ВЫСШЕЕ ТЕХНИЧЕСКОЕ УЧЕБНОЕ ЗАВЕДЕНИЕ РОССИИ
МИНИСТЕРСТВО ОБРАЗОВАНИЯ И НАУКИ РОССИЙСКОЙ ФЕДЕРАЦИИ
федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего профессионального образования
«НАЦИОНАЛЬНЫЙ МИНЕРАЛЬНО-СЫРЬЕВОЙ УНИВЕРСИТЕТ «ГОРНЫЙ»
|
ПРОГРАММА УЧЕБНОЙ ДИСЦИПЛИНЫ
«СТАЦИОНАРНЫЕ УСТАНОВКИ И
ГОРНО-ТРАНСПОРТНЫЕ МАШИНЫ
С ЭЛЕКТРОПРИВОДОМ»
Направление подготовки: 140400 «Электроэнергетика и
электротехника»
Программы: «Автоматизированные электромеханические комплексы
и системы»
«Электроприводы и системы управления
Квалификация (степень) выпускника: магистр
Форма обучения: очная
Составитель: _____________ доцент кафедры ГТМ
Программа является приложением
к основной образовательной программе в соответствии с ФГОС
САНКТ-ПЕТЕРБУРГ
2012
1. Цели и задачи дисциплины:
Целью изучения курса является овладение знаниями об устройстве, принципах действия и характеристиках рудничных подъемных установок, компрессорных станциях, водоотливных и вентиляторных установок, конвейеров, самоходных погрузо-доставочных машинах, объемных и гидродинамических гидроприводов, пневмоприводах а также гидродинамических передачах применяемых в горной промышленности; знакомство с методами выбора оборудования приводов; расчета их параметров и характеристик.
Цель преподавания дисциплины:
- овладение студентами знаниями об устройстве, принципах действия и характеристиках элементов и систем указанных машин и механизмов с электроприводом;
- понимание студентами процессов, происходящих в приводах при изменении нагрузок;
- приобретение студентами навыков определения характеристик входящих в привод машин, аппаратов и систем, использования методов расчёта параметров и характеристик привода, а также выбора оборудования при проектировании;
- приобретение студентами навыков, необходимых для изучения последующих специальных дисциплин, выполнения диссертации магистра и дальнейшей профессиональной деятельности.
Задачами изучения дисциплины являются:
- формирование у студентов навыков проведения инженерного эксперимента;
- выработка методики решения инженерных задач, в том числе самостоятельной работы.
Программа изучения дисциплины должна обеспечить приобретение знаний, умений и навыков в соответствии с государственным образовательным стандартом.
2. Место дисциплины в структуре ООП:
Математический и естественнонаучный цикл. Для успешного освоения курса студент должен освоить программы математики, физики, гидравлики, теоретической механики и сопротивления материалов.
3. Требования к результатам освоения дисциплины:
Процесс изучения дисциплины направлен на формирование следующих компетенций:
способность и готовность применять современные методы исследования, проводить технические испытания и (или) научные эксперименты, оценивать результаты выполненной работы (ПК-6);
способность к профессиональной эксплуатации современного оборудования и приборов (в соответствии с целями магистерской программы) (ПК-7);
готовность применять методы анализа вариантов, разработки и поиска компромиссных решений (ПК-11);
готовность выбирать серийное и проектировать новое электротехническое и электроэнергетическое оборудование (ПК-15);
способность принимать решения в области электроэнергетики и электротехники с учетом энерго - и ресурсосбережения (ПК-21);
способность определять эффективные производственно-технологические режимы работы объектов электроэнергетики и электротехники (ПК-23);
готовностью составлять практические рекомендации по использованию результатов научных исследований (ПК-40);
В результате изучения дисциплины студент должен:
- знать основные физические законы, на которых основано функционирование гидро и пневмоприводов горных машин и гидродинамических передач; требования, требования, предъявляемые к приводам рудничных подъемных установок, компрессорных станций, водоотливных и вентиляторных установок, конвейеров, самоходных погрузо-доставочных машин, основы компьютерных методов выбора приводов и расчета статических и динамических характеристик.
- уметь составлять функциональные и принципиальные схемы электро гидро и пневмоприводов горных машин, выбирать оборудование, составлять математическое описание систем электро гидро и пневмоприводов, находить решения полученных систем уравнений в цифровой или аналитической форме, строить статические и динамические характеристики,
- иметь представление о системах автоматического регулирования гидро и пневмоприводов, способах проектирования гидро и пневмосистем с оптимальными параметрами качества переходных процессов.
4. Объем дисциплины и виды учебной нагрузки
Общая трудоемкость дисциплины составляет 72 часа, 2 зачетные единицы
Вид учебной работы | Всего часов | Семестры | |||
9 | |||||
Аудиторные занятия (всего) | 72 | 72 | |||
В том числе: | - | - | - | - | - |
Лекции | 14 | - | - | 14 | - |
Лабораторные работы | 18 | - | - | 18 | - |
Практические занятия | 40 | - | - | 40 | - |
Самостоятельная работа (всего) | - | - | - | - | - |
В том числе: | - | - | - | - | - |
Подготовка к лабораторным работам | |||||
Курсовой проект (работа) | |||||
Расчетно-графические работы | - | ||||
Вид промежуточной аттестации (зачет, экзамен) | зачет | - | - | зачет | - |
Общая трудоемкость, час зач. ед. | 72 | - | - | 72 | - |
2 | - | - | 2 | - |
5. Содержание дисциплины
5.1. Содержание разделов дисциплины
№ п/п | Наименование раздела дисциплины | Содержание раздела дисциплины |
1 | Общие сведения о стационарных установках и горно-транспортных машинах. | Роль гидро – и пневмопривода в современной технике. Классификация приводов. Преимущества и недостатки. Мощность и КПД гидромашины. Гидроприводы, Аппаратура управления и защиты. Рабочие характеристики гидроприводов, их свойства и предъявляемые к ним требования. |
2 | Насосы и вентиляторы. | Основы теории рабочего процесса в колесе турбомашины. Теоретические и действительные характеристики турбомашин. Индивидуальные и типовые характеристики турбомашины. Характеристики и физические свойства внешних сетей турбомашин. Область промышленного (рационального) использования турбомашины. Основы работы нескольких турбомашин на общую внешнюю сеть. Параллельное и последовательное соединение турбомашин. Общие рекомендации по совместной работе. Регулирование рабочего режима турбомашины и оценка различных средств, предназначенных для этой цели. Насосы для шахтного водоотлива. Работа всасывания и явление кавитации в насосах и способы их предупреждения. Погружные насосы. Расчет шахтной водоотливной установки при проектировании. Выбор насосов. Определение мощности и типа приводного двигателя. Расположение оборудования в камере водоотливной установки. |
3 | Рудничные подъемные установки. | Составные части (подъемные сосуды, подъемные и уравновешивающие канаты, подъемные машины и канатоведущие шкивы) и схемы проходческой и стационарной шахтной подъемной установки. Оптимальная масса поднимаемого груза, продолжительность и максимальная скорость движения сосуда, ориентировочная мощность приводного двигателя. Подъемные и уравновешивающие канаты. Современные конструкции шахтных канатов. Расчет и выбор подъемных канатов в соответствии с требованиями ПБ. Выбор уравновешивающих канатов. Надзор за состояние шахтных головных и уравновешивающих канатов в соответствии с ПБ. Статика, кинематика и динамика подъема. Приведенная масса подвижных элементов подъемной установки и диаграмма движущих усилий, развиваемых на окружности органа навивки. Эффективное усилие и мощность подъемного двигателя. Проверка двигателя на перегрузку. Расход энергии за цикл подъема и КПД подъемной установки. |
4 | Компрессорные установки | Требования, предъявляемые к пневматическим установкам. Основные элементы шахтных пневматических установок. Потребители сжатого воздуха и их энергетические показатели и эксплуатационные характеристики. Классификация шахтных компрессоров. Теоретический и рабочий циклы поршневого компрессора при различных законах сжатия. Влияние вредного пространства на производительность компрессора. Предельная степень сжатия в одной ступени. Многоступенчатое сжатие. Технико-экономические показатели многоступенчатого сжатия. Индикаторный и общий КПД компрессора. Производительность компрессора. Определение мощности компрессора и его двигателя. Турбокомпрессоры. Зона помпажа и эксплуатационная зона. Определение режима работы турбокомпрессора на заданную воздухопроводную сеть. Мощность на валу турбокомпрессора и выбор приводного двигателя. |
5 | Конвейерный транспорт. | Область применения, достоинство и недостатки. Общее устройство. Теория привода и тяговый расчет. Выбор мощности привода. Специальные виды конвейеров: ленточно-канатные, крутонаклонные скребковые и пластинчатые. Особенности расчета. |
6 | Электровозный транспорт | Область применения. Достоинства и недостатки. Рельсовая колея. Подвижной состав железнодорожного транспорта. Типы вагонов. устройство и параметры. Типы локомотивов, устройство и основные параметры. Схемы питания подвижного состава электроэнергией. Теория тяги и тяговые расчеты Сила тяги локомотива: как реализуется и чем ограничивается. Основное уравнение движения поезда. Тормозная сила поезда: как регулируется, чем ограничивается. Методика тягового расчета железнодорожного транспорта. Средства связи. Сигнализации, централизации и блокировки. Построение графика движения поездов. |
5.2 Разделы дисциплины и междисциплинарные связи с обеспечиваемыми
(последующими) дисциплинами
№ п/п | Наименование обеспечиваемых (последующих) дисциплин | №№ разделов данной дисциплины, необходимых для изучения обеспечиваемых (последующих) дисциплин | |||||
1 | 2 | 3 | 4 | 5 | 6 | ||
1 | Автоматизация проектирования систем электропривода и автоматизации производственных процессов | х | х | х | х | х | х |
2 | Проблемы электромагнитной и электромеханической совместимости в электротехнических комплексах | х | х | х | х | х | х |
3 | Управление взаимосвязанными электромеханическими комплексами | х | х | х | х | х | х |
5.3 Разделы дисциплины и виды занятий
№ п/п | Наименование раздела дисциплины | Лекции | Лаборат. работы | Практ. занятия | Всего часов |
1 | Общие сведения о стационарных установках и горно-транспортных машинах. | 2 | - | - | 2 |
2 | Насосы и вентиляторы | 4 | 4 | 8 | 16 |
3 | Рудничные подъемные установки | 2 | 2 | 8 | 12 |
4 | Компрессорные установки | 2 | 2 | 8 | 12 |
5 | Конвейерный транспорт | 2 | 6 | 8 | 16 |
6 | Электровозный транспорт | 2 | 4 | 8 | 14 |
6. Лабораторный практикум
№ п/п | № раздела дисциплины | Наименование лабораторных работ | Трудоемкость, час. |
1 | 1 и 2 | Изучение конструкций насосов и вентиляторов | 4 |
2 | 3 и 4 | Экспериментальное определение индивидуальной характеристики центробежного насоса. | 4 |
3 | 5 | Экспериментальное определение индивидуальной характеристики центробежного вентилятора | 4 |
4 | 6 | Исследование работы компрессора | 2 |
5 | 5,6 | Изучение конструкций конвейеров и элементов железнодорожного транспорта | 4 |
7. Примерная тематика курсовых проектов (работ): не предусмотрено учебным планом
8. Учебно-методическое и информационное обеспечение дисциплины
а) литература основная:
1. , Смородин машины и установки. Учебное пособие. Изд. СПГГИ, 2002г. 5,17 печ. л.
2. Соловьев машины и установки. Шахтные подъемные установки. Учебное пособие. Изд. СПГГИ, 2006г. 4 печ. л.
3. Проектирование и эксплуатация насосных и компрессорных станций / , , и др. - М., Недра, 2003.
4. Спиваковский машины: учебное пособие для машиностроительных вузов./ , – 3-е изд. перераб.- М.: Машиностроение, 1983.
б) литература дополнительная:
1. Евграфов теории и расчета сопротивлений движению в машинах непрерывного транспорта с тяговым элементом: учебное пособие / , .- Л.: ЛИВТ, 1989.
2. Шахмейстер грузопотоков и регулирование скорости ленточных конвейеров: учебное пособие / , , – М.: Московский горный институт, 1972.
3. Ленточные конвейеры в горной промышленности / , , и др.; ред. – М.: Недра, 1982.
Лекционные занятия проводятся в обычной аудитории, оборудованной классной доской. Лабораторные занятия проводятся в специализированной лаборатории кафедры, в которой находятся стенды для проведения работ по дисциплине.
9. Материально-техническое обеспечение дисциплины
Стенды специализированной лаборатории по объёмным и лопастным гидромашинам, компьютерный класс, оборудованный ПЭВМ.
10. Методические рекомендации по организации изучения дисциплины
На лекциях при изложении материала следует пользоваться иллюстративным материалом, ориентированным на использование мультимедийного презентационного оборудования, содержащим запись основных математических формулировок, методов и алгоритмов, а также отображающим характерные приемы вывода на экран компьютера текстовой, графической и цифровой информации. Посредством разборов примеров решения задач следует добиваться понимания обучающимися студентами сути и прикладной значимости решаемых задач, а также понимания основных законов гидравлического и пневматического приводов технологических машин и оборудования и о сути явлений, сопровождающих процесс преобразования энергии жидкости.
Разработал:
доцент каф. ГТМ
Эксперты:
доцент каф. ГТМ
