книги / Траншейные экскаваторы

Таблица 14

Частота вращ ения узл ов рабоч его

органа

Узлы и элементы привода (рис. 55)

Частота вращения

Редуктор отбора мощности:

вал I

==/1дВ==1750 об/мин

вал II

Zoo

30

лп = я , —

= 1750 ------=1750 об/мин.

11 1 h t

30

и _ J S L J S L . . ! _ Л

- ^ - ^ 1 - 4 2 9

ПЛ_

* . +

21

24 ' 1 “ 4 ’29-

даче приведены в табл. 13.

Привод рабочего органа. Частота вращения валов

привода рабочего

органа приведена в табл. 14, а кинематическая схема — на

рис. 55.

В качестве уравнительного редуктора в приводе рабочего органа и транс­

портера применен задний мост автомобиля ГАЗ-51.

разрабатываемого

грунта. Мощность, необходимая для работы,

(в

л. с.)

2/УдВI = т)дЛАн = Адв.р-f-Адв.Тр -}- Л^дв.р.г»

где т|дл — КПД

двигателя при

длительном установившемся режиме,

Лла=

=0,9;

N n — номинальная

мощность

двигателя; Адв. р — мощность,

потреб­

ляемая

приводом

ротора;

Ад„. тр — мощность,

потребляемая приводом транс­

портера; Адв. р. х — мощность,

потребляемая

приводом

механизма

передви­

жения на рабочий ход.

Мощность, потребляемая приводом ротора, (в л. с.)

ЛГд..р =

р = 0,066.10-Ч7А + 0,022,

где Л^дВ<р

— мощность,

потребляемая

на

копание

грунта

ковшами;

АДв.р

— мощность, потребляемая

на подъем

грунта ковшами; Я т — произ­

водительность экскаватора, м3/ч;

k i

— коэффициент удельного сопротивления

копанию, кгс/см2.

Мощность,

потребляемая на копание грунта ковшами, (в л. с.)

ЯЛ

Ятй,

»

0,0 6 6 .1 0 -« Я Л .

270* 103т]р

270*103*0,58

где т]р — КП Д

трансмиссии

ротора,

Лр =П р. РЛз. м*Лкард Л J.n Лр. нПрот"

=0,96*0,92-0,9 9 9 2-0 ,9 1 2-0 ,9 5 •0 ,8 = 0 ,58

(г)Р. р — КПД

раздаточного редуктора,

t]p. р=0,96;

Т)з. м — КПД

заднего

моста

ГАЗ-51,

л». м=0,96; Л кард~К П Д

карданной

передачи, Лиард=0,999;

Лч. п — КПД открытой цепной

передачи,

Ли-п=0,91;

Лр. п — КПД

реечной

передачи, Лр. а=0,95;

Лрот — КПД

ротора,

Лро*=0,8,

Nдв.р

яту

(И

Ят 1,8

270лР

V 2

= 0,022ЯТ,

270*0,58

гдр Y — объемный

вес

грунта в

плотном

теле,

у =1,8

т/м 3;

Я — глубина

траншеи, Я = 1,6 м;

Н о — расстояние от поверхности

земли

до

точки

вы>-

грузки грунта, Н 0= 1,0 м.

Мощность,

потребляемая

приводом

транспортера,

(в

л. с.)

N Дв.тр = К

• +

П т у

■(w +

tg a) L p cos а

=

0,05*40*3*40

270rj1тр

4,1

75*0,64

+

75%р .

+

Пг£*1,8

(0,05 + tg 15°) 13 cos 15° =

2 +

0,041 Я т ,

270*0,64

где

К — коэффициент,

учитывающий

влияние дополнительных

сопротивле­

ний,

/С=4,1;

w — приведенный

коэффициент сопротивления движению

ленты,

to=0,05; q — вес подвижных частей транспортера, отнесенный

к единице дли­

ны,

9 = 4 0

кгс/м;

L — длина

транспортера,

L — Z

м;

ь л — скорость

ленты,

va= 4 ,0 м/с;

т|Тр — К П Д

привода

транспортера,

Лтр= Л р- РЛз. мЛкард

X

Хт1ц.п "Пр. трЛч- п= 0,96*0,92*0,9992*0,912*0,96-0,91=0,64

(лР.тР — КПД

ре­

дуктора транспортера,

Лр. тР=0,96;

а — угол наклона

транспортера,

сс=15°;

L p — расчетная длина транспортера).

Мощность,

потребляемая

приводом

механизма

передвижения

на

рабо­

чий ход,

________Т у р .х _________ (2380 +

0,455 Я т + 1 ,8 7 * 10~ 4Я ^ У р .х

дв.р.х

270*103*Лр.х

“

270*103*0,7

“

=

(0,0125 +

0,2 4 .1 0 -« Ят +

10-9 Я *^) ир.х ,

где

Т — сила

тяги,

7,= /( С тр+ О 1+ Г а * )+ Г ах= 0,15 (6 5 6 0+ 3000+ 2430+

+ 1,5 Я т+ 1,2*10-‘

I h k t ) + 5 8 0 + 0,23

Я т+ 1 ,69* 10-«

Я т^ = 2 3 8 0 + 0,455 Я т+

+ 1,87* 10" 4 П -tki

( / — коэффициент сопротивления

перекатыванию гусенич­

ного хода,

/= 0,15;

GTP— вес

трактора,

GTp=6560

кгс; Gi — вес

оборудова­

ния,

установленного

на

тракторе,

G i=3000

кгс;

Т А х

и

T A z —

усилия

в шар­

нире

A ) ; i)p. х — КПД

трансмиссии

при

рабочем

ходе, Лр. х=Лх. уЛк. пХ

Xtjn. пЛгусЛков=0,88 *0,96 *0,96 *0,9 *0,96=0,7;

(т)х. у — КПД

ходоуменьши-

теля,

rjx. у = 0,88;

т}к. п — КПД

коробки

передач

трактора,

л к. п=0,96;

Лп. я — КП Д

планетарной,

передачи,

Лп. п=0,96;

Лгус — КП Д

гусеничного

оборудования, Лгус=0,9; Лион — КПД конической пары, Лкон=0,96).

Мощность, потребляемую приводом механизма передвижения на рабочий

ход,

при разработке

траншеи

постоянной площадью

сечения

F t '= B H —

= 0,8*1,6=1,28

м2

находят,

исходя

из формулы производительности экска-:

ватора, т.

е. Я т= о р. XFT,

откуда иР. х = Я т/77т= Я т/1,28.

Подставляя

это

в формулу мощности, потребляемой на рабочий ход, получим

Яда.р.х =

(0,0125 + 0 ,2 4 -1 0 -6 я т + 10—®З Д ) Ят/1 ,28 = 0,01 Я т +

+ 0 ,1 8 -1 0 -5 П 2 + 0 ,7 8 .10-» Я & .

Подставляя полученные значения в исходное равенство

2 Я ДВ. <=ЛдлЯи,

получим

(0,066.10-5П^г + о,022Ят) +

(2 + 0,041ЯТ) +

(0,01ЯТ +

0,18 X

X

10-* Я |+

0,78.10-9 п%) =

0,9*90 =

81;

0.073Я* +

0 ,0 6 6 .1 0 -‘ Я т61 +

0 , 18 .10 -» П \ +

0 ,7 8 -1 0 -9 Я &

=

79.

Поскольку 0,18-10-5

Я Т2<

0,073Я Т

и

0,78-10“ ®Я Т2А4С 0,066-10~4 Я -rAri,

то

ими пренебрегаем

и

окончательное выражение 0,073 Я т+ 0 ,066* 10- 4Я т&1= 79,

откуда

ность ротора

П т =

60?к2к>

5 н. =

60-M 7-1Q . 11,6 = 475 м3/ч

/Ср

где q K — объем ковша,

<7К=0,07

м3;

г,( — число ковшей, гк=10;

п р — частота

вращения ротора, пр=11,6 об/мин;

К а — коэффициент наполнения;

К р — ко­

эффициент разрыхления. Принимают/Сп/7Ср=1.

для

грунта

Следовательно,

полученная

ранее производительность

■с k y = 104 кгс/м2 ограничивается

выносной способностью ротора, для осталь­

ных значений k\ производительность приведена в табл. 15.

Теоретическая

объемная

производительность. При разработке

траншеи

с максимальной площадью сечения

F r = B H = 0 , 8 '1,6=1,28 м2 объемная

про­

изводительность

П

— FTt> =

1,28.317,8 =

407 м®/ч,

где v

— максимальная

рабочая

скорость

передвижения,

о =317,8

м/ч

{ т а б л .

13).

дв.р.х шах

М .х шах ддв

1,45-1750

716,2

— 3,5 л. с.,

716,2

где М х max — максимально допустимый момент на

входе ходоуменьшителя,.

Afi m и = Л1/

Umin) = 44,5/(0,88*35)= 1,45

кгс*м

(т]х.у — КПД

ходо—

уменьшителя,

Т)х. у= 0,88; ит ш — минимальное

передаточное число

ходо­

передач приведена- в

табл.

15. Производительность экскаватора

на

грунтах

с &i=5*104 кгс/м2 приведена

ниже.

кгс/м2 .......................МО* 2-10*

3.10* 4.10*

5.10*

77т, м3/ ч

......................

300 250

225

210

200

На основании расчетов производительности рабочего органа экскаватора;

из различных условий

(полного использования мощности двигателя, вынос­

ной способности ротора,

реализации максимально

допустимого

момента на

входе в коробку передач) можно

заключить, что

максимальная

производи­

тельность возможна

на

слабых

грунтах

( £ i= 104кгс/м2) и равна

Я т =

=300 м3/ч с недоиспользованием мощности двигателя.

Сила тяги на крюке

Т д х — 7?н & к х

-J- P v s*n ® "Ь Р я

cos а = R B -f* /K^ KZ + 15» X

X (sin а + 0

.7 cos а) = 250 + 0 ,2 (1670 +

1 ,15ЯТ — 0,37510~*ЯтЛг1) + 1,6 X

X 1 0 - *

# ^ (sin 30° +

0 ,7 cos 30°) = 580 + 0,23Ят + 1,69.10- * tf Tftlf

тде R n — сопротивление

перемещению

зачистного

ножа,

250 кгс;

J>v — касательное усилие

резания грунта; P N — нормальное

усилие

резания

грунта, P N — 0 ,7 P V ', а — центральный

угол, определяющий

точку

приложе­

ния равнодействующей при тяжелом режиме нагрузки,

а=30°; f K — коэффи­

циент сопротивления качению колеса по сухому песку, /к=0,2.

Касательное усилие копания грунта

(в кгс)

N

ДО•Р^Р

716,2=716,2

0,58.0,066.10-4#^

•Р« =

11,6.1,45

= 1,6.10-4#^.

Из уравнения равновесия относительно точки А

(Gn.o+(?rp)2

1,4Р^ — 0,1Р xj — 2,1#н

^KZ —

4,23 + /к*2,1

(Gn.o + ^гр) 2 —#0(0,7.1,4 4-0,1) — 2,1 Кц

4,23 + 0,2-2,1

= 1670 + 1 ,15#т — 0,375 •10-4#Tfex,

тде Gп. о — вес прицепного оборудования,

Gn. о=4100 кгс;

Grp — вес грунта

'В ковшах,

Grp= # TY/(60 пр) = Я т1800/(60-11,6) =2,65 Ят (у — объемный вес

грунта, Y = 1800 кгс/м3; п р — частота

вращения ротора,

яр=11,6 об/мин).

Вертикальное усилие в шарнире А

Т А г =

^п.о Н~ Grp — R K 2 +

Pg cos a — P

sin a = Gn.o +

Grp Як г Ч~

+

P v (cos a — 0,7 sin a) = 4100 + 2,65Ят —

— 1670 — 1 ,15ЯТ +

0,375- 1 0 -4 Я А + 1 ,6 -1 0 -4 # A

(cos30° — 0,7 sin 30°) =

= 2430 +

1, 5ЯТ+ 1,2 • 10 - 4#

^ .

•полной мощности двигателя

(# Дп. р. х=8,6

л. с. при Я т=560 м3/ч),

превы­

шает мощность,

допустимую

из

условия

прочности

привода

механизма

•передвижения.

Вследствие

этого

разработка

слабых

грунтов

(k i =

= 104-j-4-104 кгс/смг)

ведется

с неполным

использованием

всей

мощности

.двигателя, отсюда производительность меньше возможной.

Как

было

определено,

допустимая мощность

рабочего

хода

# дв. р. х=

= 3 ,5 л.

с.,

что

соответствует

разработке

грунтов

(6i= 104 кгс/см2) при

J7T= 300

м3/ч.

Реакция в шарнире А :

Т А х =

580 +

0 .2 3 # т +

1,69- 10-4#Tfex = 580 +

0,23-300 +

+ 1 ,6 9 - 1 0 —4-300-10—f = 1160 кгс;

Т А г = 2430 +

1,5ЯТ + 1,2- Ю -4# ^

=

=

2430 +

1,5-300 +

1,2.10-4.300.10"* = 3240 кгс.

Сила

тяги

экскаватора

при

коэффициенте

сопротивления

движению

гусеничного

хода

/ г=0,15 при

разработке слабых

грунтов

(ftj = 104 кгс/см2)

T r =

Т А х + f r (G jp +

Gx +

Т А г ) = 1160 + 0,15 (6560 +

3000 +

+

3240) = 3 0 8 0

кгс;

при

разработке

мерзлых

грунтов

(fci=50-10* кгс/см2; / г=0,1)

Т г

= 2530 +

0,1 (6560 + 3000 +

3850) =

3870 кгс.

Сила тяги экскаватора по максимальному моменту на входе в коробку

передач М тах=44,5 кгс-м

Т т а х =

Язв

=

44 >5' f ^ -,0-i79- =

4400 кгс,

0,35

где

цтi= 43,8

(см. табл.

11);

т]т.х—ЧцЧкоп'Т|11. n% jc—0,982-0,96 *0,96 *0,9=

=0,79

(11ц — КПД цилиндрической

зубчатой пары,

Т]ц=0,98;

Лкон— К П Д

конической

зубчатой пары,

11иоп=0,96; Лп. п — КПД

планетарной передачи,

т]п. п=0,96;

т)гус — КПД

гусеничного оборудования, riryc=0,9); /?3„ — радиус

звездочки, /?ав=35 см.

Рабочее перемещение на уклоне. Максимальный угол подъема экскава­

тора определяют из уравнения

Т —

Т г +

(GTp + G i + Gn.0) sin P < Tщах •

При

разработке слабых грунтов максимальный угол подъема

Р =

max -

Т

г

= arc sin

4400 — 3080

= 5°30';

arc sin ■

Gj +

Gn.o

3000 + 4100

Grp +

6560 +

при разработке мерзлых грунтов

Р =

arc sin

Ттах

Тг

=

arc sin

4400 — 3870 1

2°20'.

Grp +

Gj +

Gn.o

6560 +

3000 + 4100

Транспортное перемещение на горизонтальном участке. Схема нагрузок

показана

на рис.

57.

крепления прицепного

оборудования

Сила

тяги

в. шарнире

^

х =

/ к ^

г =

0 ,2.1780 = 360

кгс,

г д е/к — коэффициент

сопротивления перемещению

опорного колеса, / к= 0,2;

R ^

— вертикальная реакция на

опорном колесе, R ю

= 2 Gn. 0/ (4,23+1,88) =

=2-4100/(4,23+ 0,2* 1,88) = 1780

кгс

(Gn. о — вес прицепного

оборудования,

G n. о=4100 кгс).

Вертикальное усилие в шарнире А

Т'А г =

Gn.0 — K

z

=

4100 -

П80 =

2320 кгс.

С ила тяги экскавато р а

V

= Т А х + /г (GTp + G l

+ Т 'А г) = 3 6 0 +

0,15 (6560 + 3000 + 2320)=2140

кгс,

где

/г — коэффициент

сопротивления

перемещению

гусеничного

хода,

Сила тяги по сцеплению

= (GTp + Gx +

Т'А г )

фг +

^

гФк =

(6560 +

3000 + 2320) 0,4 +

+

1780-0,3 = 5280 кгс,

где

фг — коэффициент

сцепления

гусениц

с грунтом, у которого коэффи­

циент / г=0,15, фг=0,4;

фк — коэффициент

сцепления

колеса с грунтом,

у которого коэффициент /„=0,20, фк=0,3.

Сила тяги по двигателю

(в кгс)

75Ыу\апцТ'Х

^дв-

-

•

где

N — номинальная мощность двигателя,

N =90

л. с.;

Лдя— коэффициент

Лял =0,9;

г)т. х — КПД

трансмиссии при

транспортном

ходе,

Лт. х =

=ЛкпЛппПко1!11гус=0,94-0,96-0,96

-0,9=0,78

(Лип — КПД

коробки

передач

трактора,

т|кп=0,94; г|пп— КПД

планетарной передачи,

Лпп= 0,96;

Цкон —

КПД

конической пары,

Лкоп=0,96; rjryc — КПД гусеничного

хода,

rjryc=

= 0,9);

v

— транспортная скорость, м/с.

о, м

/ с .........................

1,47

1,65

1,83

2,03

2,25

2,52

3,10

ГдВ,

к г с ......................

3230

2900

2600

2350

2100

1880

1530

П р н м еч а н н е:

при движении без уклона, f =0,2,

/ =0,15 Т -=5280 кгс и Т =

К

1

ф

T A x =

f KR'K g + Gn ,0 sin а =

0,2-1750 + 4100 .0,174=

1060

кгс,

где

R'K Z =

2Gn.0 cos а /(4,23 +

f K

1,88) = 2-4100.0,985/(4,23 +

+ 0 ,2 - 1 ,8

8 )= 1750 кгс.

Вертикальное усилие в шарнире

Т А г — Gn.0 cos а — R K г — 4100*0,985 — 1750 = 2300 кгс.

Сила тяги экскаватора

=

Т А х + (GTp + Gx) sin а + /г [(Grp + Gx) cos a +

T А г ]

=