- •1. Определение масс и линейных размеров одноковшовых экскаваторов.
- •2. Расчет усилий копания одноковшового экскаватора по методике киси:
- •3. Усилие, которое возникает в подъемном канате, которым обуславливается нагружение двигателя подъемного механизма при копании, в общем виде определяется как:
- •4. Расчет канатов.
- •4. Расчет барабана
- •5. Расчет производительности одноковшового экскаватора
1. Определение масс и линейных размеров одноковшовых экскаваторов.
- Масса всего экскаватора:
мэкс = Кэкс Е = 40,8 5 = 204,2 т,
где Е – емкость ковша;
Кэкс – коэффициент удельной массы экскаватора [ т/м3 ]
Кэкс = 40 т/м3.
По величине массы экскаватора и приведенные в приложении А коэффициенты определяются линейные размеры определенных элементов:
,
где КL – линейный коэффициент.
- Масса поворотной платформы с механизмами, масса стрелы с блоками и масса поворотного механизма:
mплт = км мэкс = 0,5 204,2 = 102,1 т,
где км – коэффициент массы.
mстр = 0,07 204,2 = 14,29т,
mмех = 0,0255 204,2 = 5,21т.
- Масса ковша и масса породы в ковше экскаватора:
mк = 1,15 ск.п. Е = 1,15 1,1 = 6,33т,
где ск.п. - коэффициент подобия, ск.п. = 0,9…1,7.
=7,69 т,
где - плотность грунта т/м3,
Кр – коэффициент разрушения породы.
- Масса рукояти:
mр = ср mкл = 0,9 6,33 = 5,69 т,
где ср – коэффициент подобия, ср =0,9;
mкл - масса ковша лопаты.
Расчет приводов подъемного и напорного механизма прямой механической лопаты.
Для определения нагружений подъемного и напорного механизма строят схему расчетных положений рабочего оборудования экскаватора (см. приложение).
Определим линейные размеры конструктивных элементов экскаватора.
- Ширина платформы Впл = 0,9 = 5,3м;
- Высота кузова Нк = 0,85 = 5м;
- Радиус задней стенки кузова R1 = 0,95 = 5,59м;
- Длина стрелы Lстр. = 1,8 = 10,6м;
- Высота пяты стрелы hп.с. = 0,45 = 2,65м;
- Радиус пяты стрелы Rп.с. = 0,4 = 2,36м;
- Длина рукояти Lр.п. = 1,17 = 6,89м;
- Максимальная высота копания Нк = 1,7 = 10м;
- Максимальная высота разгружения Нр = 1,25 = 7,36м;
- Высота напорного вала Нн.в. = 1,2 = 6,48м;
- Максимальный радиус копания Rмах.к. = 2,6 = 15,31м;
- Максимальный радиус разгрузки Rмах.р. = 2,5 = 14,72м;
- Ширина хода в= 0,9 = 5,3м;
- Длина гусениц Lг. = 1,05 =6,18м;
- Ширина трека гусеницы втр. = 0,18 = 1,06м;
- Шаг треков гусеницы hтр. = 0,07 = 0,41м;
- Высота гусеницы Нгус. = 0,23 = 1,35м;
- Диаметр ведущего колеса dв.к. = 0,18 = 1,05м;
- Диаметр направляющего колеса dн.к. = 0,18 = 1,05м;
- Диаметр опорного катка dо.к. = 0,18 = 1,05м;
2. Расчет усилий копания одноковшового экскаватора по методике киси:
2.1. Методика определения усилия копания
2.1.1 Расчет производительности
382.67м3/ч,
где Е=5м3 – вместимость ковша;
Ки - коэффициент использования экскаватора;
Ки = 1 – 1,25 Кf = 1 – 1,25 0,25 = 0,6875.
здесь Кf – коэффициент сопротивления копанию, Кf = 0,25.
Кн – коэффициент наполнения
Кн = 1,33 – 1,3 Кf =1,33 – 1,3 0,25 = 1,005;
tц = 25c – время цикла;
Кразр=1,3 – коэффициент разрыхления.
2.1.2 Определение усилия копанию
Площадь поперечного сечения среза:
= 6990 см2.
где Нк – длина пути копания
Нк = lкэ 3,5 = 1.54 3,5 = 5.53 м.
lкэ – длина ковша экскаватора.
lкэ = 0,77 кэ = 0,77 2 = 1.58 м,
здесь кэ = 1,2 =2,05 м.
hк – высота
hк = 0,25 Вкэ = 0,25 2 = 0.51м.
2.1.3. Определение толщины среза
34.06см.
Ширина зуба:
=15,5см,
где n=3…4 – количество зубов,
- эмпирические коэффициенты,
Площади лобовых частей поперечного сечения среза:
2118,76 см2.
Суммарная длина линии бокового среза грунта:
2 34,06 (1-0,8) 4 = 54,5 см.
Кбок – коэффициент, расширяющий части прореза Кбок = 0,8.
Площади боковых частей поперечного сечения среза:
Fбок= F – Fсв = 6990 – 2118,76 = 4871,24 см2.
Средняя максимальная касательная, соответствующая силы резания острыми зубьями:
Р=mсв ( Fсв + бок Fбок + бок.ср Lбок.ср) 100 =
= 0,22 (1 2118,76 + 0,4 4871,24 + 6,5 54,5) 100 =97271,35Н,
где mсв – 0,22Мпа – удельная сопротивления резанию.
> 1 – коэффициент, учитывающий влияние угла резания.
бок =0,4 – коэффициент, характеризующий отношение удельных сил резания в боковой и лобовой частях прореза.
бок.ср=6,5 - коэффициент, характеризующий отношение удельных сил резанию боковыми ребрами и в лобовой части прореза.
Средняя максимальная нормальная составляющая силы резанию острыми зубьями:
N= P ctg(+)=97271,35 ctg(36+20)=65610,36Н,
где =360 – угол резания,
=200 – угол трения грунта.
Дополнительная сила сопротивления грунта для затупленных рабочих органов:
Рпл.изн = мсв пл.изн Lпл.изн Lср n 100=
= 0,22 0,54 15,5 33,13 4 100 = 25368,98Н,
где пл.изн – коэффициент, учитывающий затупление рабочих органов и зависящий от ширины площадки износа:
пл.изн = 0,035 в = 0,035 15,5 = 0,54.
Lпл.изн – длина изношенной кромки ковша.
Lпл.изн = в =15,5 см.
Средняя касательная силы резания:
Рср = Р Кэ + Рпл.изн = 97271,35 0,8 + 25368,98= 103186 Н,
где Кэ – коэффициент энергоемкости процесса резания Кэ =0,8.
Средняя нормальная составляющая силы резания:
Nср = N Кэ - Рпл.изн ctg(1+) = 65610,36 0,8 – 25368,98 ctg(15+20)= 16257,63Н,
где 1 – угол между траекторией резания и площадью износа 1 150.
Средняя удельная касательная силы резания:
0,15Н.
Коэффициент удельной силы резания:
=0,78.
где - удельная сила копания для условного грунта с нулевым сопротивлением 0,03 МПа.
К1 – безразмерный коэффициент, К1 =0,08.
Касательная составляющая силы копания:
132410,25Н.
Нормальная составляющая силы копания:
Nкоп =Nср +(Ркоп –Рср) = 16257,63 + (132410,25– 103186) 0,58 = 33207,66Н,
где - коэффициент, который характеризует соотношение составных полной силы копания грунта = 0,58.
Сила копания:
=136510,88Н.