книги / Многоковшовые экскаваторы

Мощность, необходимая для привода конвейера транспор­ тера, кВт [1]

п

ТР __ ^-(gyA + Кв&1 + уи2) + 2х>Жа(q„ + qp) Л 3600

где К&- коэффициент, учитывающий затраты мощности на пе­ регибы ленты, вращение концевых барабанов и др., Кб - 1,3; К„ - коэффициент сопротивления движению ленты по роликам, К„ = 0,4; у - объёмная масса грунта, у = 1,8 т/м3; v - скорость ленты транспортёра, с = 3,15 м/с; g - ускорение свободного па­ дения, g = 9,81 Н/кг; А - высота подъёма грунта, А = L sin a = = 3 sin 15 = 0,78 м; / - длина пути перемещения грунта по гори­ зонтали, / = L ■cos а = 3 • cos 15 = 2,9 м; ц - КПД привода транс­ портёра, т| = 0,85;

4. Мощностной баланс экскаватора [1].

Мощность двигателя Яда траншейного экскаватора расходу­ ется на приводы ковшовой цепи Ярц, конвейера транспортера А^-ф, механизма передвижения N/ и вспомогательных систем N,,.

N ^ N ^ +N^ +N ^ N , .

Мощность привода ковшовой цепи Npu складывается из мощности, расходуемой на копание NK, и мощности, расходуе­ мой на подъём грунта до места разгрузки N„.

Мощность копания

к1Пг

Я=

"270-10*-л.

где ki - удельное сопротивление копанию, кх = 1,4 104 кге/м2; Пттехническая производительность, И, = 183,3 м3/ч; т|ц - КПД ковшовой цепи, л„ = 0.6;

N. = 1,4 104 183,3 = 15,8 л.с = 11,63 кВт 270-10*-0.6

Мощность подъёма грунта

270-10*-л, где у - объёмная масса грунта, у = 1800 кг/м3; —глубина

траншеи; Я0- высота подъёма грунта над уровнем стояния экс­ каватора, Яо = 1,9 м.

Общая мощность привода ковшовой цепи

N + N

Wp„=-

Л„ где т)м - КПД привода ковшовой цепи, цм = 0,7.

Мощность на передвижение экскаватора во время копания

Л„ср

где т3- масса экскаватора, т3= 8,5 т; g - ускорение свободного падения, g = 9,81 Н/кг; / - коэффициент сопротивления пере­ движению экскаватора,/ =0,15; i —уклон, преодолеваемый экс­ каватором во время копания, i = 0,1; Ра - усилие копания на

ковшовой цепи, ^ = 10,57 кН; - КПД пере-

движения экскаватора.

При #тр| = 0,8 м: цэ= 288 м/ч = 0,08 м/с; р = 28° ;

= 1,12 кВт = 1,5 л.с.

Мощность для привода конвейера NK0„= 7,58 л.с.

Мощность для привода вспомогательных систем и меха­ низмов

М, = 0,Шдв = 0,1 50 = 5 л.с.

полняется.

5. Расчёт устойчивости экскаватора [1] Опрокидывание экскаватора происходит вокруг точки А

(рис. 6). Расчёт устойчивости производится для двух положений. 1. Транспортное положение - с поднятой ковшовой рамой.

Рис. 6. К расчёту устойчивости в транспортном положении

Равнодействующая вертикальных сил

G' =Gl0+Gj,

где G'0 - сила тяжести экскаватора с транспортёром (без грунта

на нём),

G'0 = Ото • g = 6,5 • 9,81 = 63,8 кН;

Gp - сила тяжести ковшовой рамы (без грунта в ковшах),

G' =тр g = 2 ■9,81 = 19,6 кН;

G1 =63,8+ 19,6 = 83,4 кН.

Координата центра тяжести

IGlmi ~ Gpa\

т= -------- ;------

G1

где mi = 1,8 м; а\ = 2,7 м,

,63,8-1,8-19,6-2,7 л , е

т------------ ------------= 0,75м

83,4

Коэффициент устойчивости

К63,8-— = 2,1>1,4.

у<?;*, 19,6-2,7

Условие устойчивости выполняется.

2. Рабочее положение - с опущенной ковшовой рамой (рис. 7).

Рис. 7. К расчёту устойчивости в рабочем положении

Суммарное вертикальное давление на опорную поверх­ ность:

G = Go + Gp+ Рк • sin а ,

где G0- сила тяжести экскаватора с транспортёром и с грунтом на нём,

Go = Go1 + Go*, где Go - вес экскаватора с транспортёром,

Go1 = 63,8 кН;

G0rp - вес грунта на транспортёре,

G0fp = 9 • I,,,,

где /,р - длина транспортёра, lw = 3 м; q - погонный вес грунта на транспортёре,

я .

ч= 360(h)ч>

где Пт - техническая производительность экскаватора, Пт = = 3310 кН/ч; Охр - скорость ленты транспортёра, = 3,15 м/с;

3310

= 0,29 кН/м

3600-3,15

Go* = 0,29 • 3 = 0,87кН;

Я0= 63,8 + 0,87 = 64,67 кН;

Gp - сила тяжести ковшовой рамы с грунтом в ковшах,

Gp = Gp + Gç*,

где Gp1- вес ковшовой рамы (без грунта в ковшах), Gp1 = 19,6 кН;

Gp1* - вес грунта в ковшах,

Gp11"= ЗД У ,

где Zip- число ковшей, заполненных грунтом, = 5,5; qK- ёмкость ковша, qK=0,039 м3; у - удельный вес грунта, у = 18 кН/м3;

GJ* = 5,5 • 0,039 • 18 = 3,86 кН;

Gp = 19,6 + 3,86 = 23,46 кН;

Рк- суммарное усилие копания,

A =kA hcrpZ\

где к\ - удельное сопротивление копанию, к\ = 280 кН/м2; ЬК- ширина ковша, Ьк = 0,7 м; г1 - число ковшей, одновременно на­ ходящихся в забое, z1 = 5; ЛС1р - максимальная толщина стружки, Аар = 0,024 м;

Рк = 280 • 0,7 • 0,024 • 5 = 23,52 кН .

Влияние угла наклона ковшовой рамы на устойчивость экс­ каватора незначительно, поэтому принимаем среднее из край­ них возможных положений ковшовой рамы, а = 40°

G = 64,67 + 23,46 + 23,52 • sin 40° = 103.2 кН.

Координата центра тяжести

Go/Tïj-СрП - P K/sina т =-

где т\ = 1,6 м; а = 1,7 м; / = 1,9 м;

т _ 64,67 • 1,6- 23,46 1,7- 23,52 • 1,9• sin40° _ ?/| м.

Условие устойчивости выполняется.

6. Прочностной расчёт пальца ковшовой цени [3]

Усилие в цепи: = S) + & + Si, где S] - усилие предварительной натяжки ковшовой цепи, S\ = 3 кН; S2 - динамическая нагрузка за счёт сил инерции при огибании ведущей звёздочки,

где тк - масса ковша, тк = 0,3 кН; тгр- вес грунта в ковше,

= 9Л = 0,039 м3• 18 кН/м3 = 0,7 кН ;

со - угловая скорость звёздочки,

Si - суммарное усилие копания,

Si ~ z к]bKhCTp,

где к] - удельное сопротивление копанию (наиболее прочного грунта, разрабатываемого данным экскаватором), к\ =320 кН/м2;

S3 =320 • 0,7 • 0,024 • 5 = 26,9 кН ;

Su= 3 + 7,03 + 26,9 = 37 кН.

Поскольку ковш закреплён на двух ветвях цепи, (рис. 8) усилие в каждой из ветвей определится следующим образом:

А - А

15 30

2

Рис. 8. К расчёту прочности пальца ковшовой цепи

Расчёт пальца на смятие:

Допускаемое напряжение на смятие: [ош] = 90 МПа ;

а=

где 1СЫ- длина смятия, /см = 0,03 м. Минимальный диаметр пальца

min ~ 4м[°см] "" 0,03-90-Ю6 Па

Расчёт пальца на срез:

допускаемое напряжение на срез: [т] = 84 МПа ; минимальный диаметр пальца

где i - число плоскостей среза, / = 2.

Конструктивно принимаем d - 16 мм.

Ковшовые цепи изготавливают из марганцовистых сталей. Проверка удельного давления в шарнире цепи: допускаемое давление в шарнире: [q] = 40 Н/мм2; фактическое давление

юо