книги / Многоковшовые экскаваторы

Работы И. А. Сергеева были посвящены вопросам произво­ дительности траншеекопателей с различными землеройными органами. Сравнению подверглись «активные» и «пассивные» рабочие органы.

Анализу работы исполнительных органов траншеекопателя,

в том, что разработку траншеи в очень крепких (например, мёрз­ лых) грунтах надо вести крупными блоками, для чего автором предложено конструктивное решение рабочего органа траншее­ копателя. Следует отметить, что крупным недостатком такого типа экскаватора является сильное усложнение технологии ра­ бот в силу необходимости применения дополнительного обору­ дования для отрыва и удаления блоков.

Исследование усилий в свободно провисающей ковшовой цепи многоковшовых траншеекопателей с замером крутящего момента непосредственно на валу приводных звёздочек впервые проведено В. П. Успенским. Результатом исследований являлось установление суммарной нагрузки на ковшовую цепь и колеба­ ний усилий в ней относительно средней величины.

Испытания траншейных экскаваторов позволили вскрыть их основные недостатки и наметить пути дальнейшего совершен­ ствования:

а) цепной тяговый орган подвержен динамическим нагруз­ кам, снизить которые можно за счёт применения выравниваю­ щего механизма, используемого на траншейных экскаваторах поперечного копания;

б) выносная способность ковшей не используется, ввиду че­ го можно значительно повысить производительность, увеличив ёмкость ковшей и скорость ковшовой цепи до пределов, обеспе­ чивающих нормальную гравитационную разгрузку;

в) напряжения в элементах металлоконструкций имеют ярко выраженный пульсирующий характер.

где К„- коэффициент использования рабочего времени, Ка= 1,0; Ку - коэффициент, учитывающий систему управления и квали­ фикацию машиниста;

Пэ= 183,8- 1,0 - 0,9 = 165,4 м3/ч.

Конструирование ковша (рис. 3):

ширина ковша, м:

* . = * р - 0Л,

Ьк = 0,8- 0,1 = 0,7 м .

высота ковша, м

К = 12г6,

где ?*б - радиус барабана, м, т*б = 0,2;

h[ =1,2 -0,2 = 0,24 м;

радиус днища ковша, м гк = гб+А‘ = 0,2+0,24 = 0,44 м ;

длина ковша, м

К = ^ ~ ( г 6+0,5Ьжи)2 ,

где Азв.ц - высота звена цепи, м, йзвц = 0,06 м;

/„ =70,442-(0 ,2 + 0,5 0,Об)2 = 0,375 м ;

Шаг цепи, мм /ц = 4 3 ^ " = 43^39 = 139,98 м м , округляя, получаем /ц

= 140 мм.

Определение размеров ковша через шаг цепи: й“ “ =1,3/ц =1,3 0,14 = 0,18 м .

Окончательно принимаем: высота ковша

радиус днища ковша

гк= г6+ Ак = 0,2 + 0,21 = 0,41 м;

длина ковша

/к =-у/0,412 - ( 0 ,2 + 0,5 -0,Об)2 = 0,34 м;

шаг цепи

1 9

где w - число звеньев цепи между ковшами, т = 4,

/ „ = ~ = 0,175м.

Геометрическая ёмкость ковша экскаватора, л:

Рис. 4. С хема к определению длины цепи

где Нгр - глубина траншеи, м, Н-^ = 2,5 м; Но - высота подъёма грунта над уровнем стояния, м, Я0= 1,9 м; Р - угол наклона ра­

бочего органа к горизонту, Р = 55° ;

1Ц= 2(2,5 + 1 , 9 ) - ^ - = 10,74 м ; sm55°

Число ковшей

Z к 10,74 15,35. 0,7

Окончательно принимаем

Z = 16; Lq = tK- z =0,7 16 = 11,2 м.

Скорости движения экскаватора Значение скорости движения экскаватора находится из ус­

ловия равенства между технической производительностью ков­ шовой цепи, Птц и производительностью, замеряемой по посту­ пательному перемещению экскаватора вдоль отрываемой тран­ шеи, Птр.

следовательно,

w - ?«UA

5к к вв н

кр ip ip

Поскольку экскаваторам приходится рыть траншеи разной глубины, очевидно, что для получения постоянной производи­ тельности необходимо иметь ряд рабочих скоростей.

Рассчитаем скорости экскаватора при а = 55° и а = 30° уг­ лах наклона ковшовой рамы к горизонту.

Расчёт скоростей экскаватора для второй скорости ковшо­ вой цепи,оц= 1,1 м/с,

при a = 55°,tfip= l*p‘$ina -Но, где Цр - длина ковшовой рамы с цепью,

Hv = 5A smS5°-l,9 =2,5 и;

Максимальная скорость транспортного хода определяется из условия реализации мощности двигателя экскаватора при движении по горизонтальной грунтовой дороге.

/•<?,

где Nemtx - максимальная мощность двигателя, л. с., Ntnax = 50 л. с . ;/ - коэффициент сопротивления движению,/= 0,15; G3- мас­ са экскаватора, кг, G, = 8500 кг; т|м - механический КПД транс­ миссии и движителей, г|м =0,75;

и _ —270J_50—о 75 = 7,5 км/ч = 2,08 м /с. ,рт“ 0,15-8500

Делительный диаметр приводных звёздочек

Di = D6+ йзвц = 0,4 + 0,06 = 0,46 м .

Скорости вращения приводных звёздочек

-— ° ’5 = 20,77 об/мин;

Щ3,14 0,46

,бОи* 60 1,1 с,

п= ------ = ------------ = 45,7 об/мин.

Щ3,14 0,46

3. Расчёт транспортёра [2] (рис. 5).

Требуемая ширина ленты, м:

где П0 - требуемая производительность конвейера, кН/ч;

П0=П Т- у = 183,8-18 = 3310 кН/ч.

Здесь у - объёмный вес грунта, у = 18 кН/м3; с - коэффициент, характеризующий площадь сечения транспортируемого груза, с = 550; К - коэффициент, зависящий от угла наклона конвейе­ ра, для 15 градусов К= 0,78; о - скорость ленты, о = 3,15 м/с;

+ 0,05 = 0,57 м .

550-3,145-18-0,78

Выбираем из стандартного ряда В = 650 мм; Толщина ленты Ья = 18 мм ;

Диаметр роликоопор d= 89 мм;

Масса вращающейся части роликоопоры

Шаг роликоопор: /р = 0,75 м;

Диаметр приводного барабана: D = 200 мм; Удельная погонная сила тяжести ленты

q, = 1 1000£я2? = 11000-0,018-0,65 = 0,129 кН/м;

Удельная погонная масса вращающихся частей роликоопор