Общий расчет траншейных экскаваторов
Общим расчетом определяются граничные значения основных параметров экскаватора, обеспечивающие его функционирование в заданных расчетных условиях эксплуатации.
Теоретическая производительность экскаватора П0 связана с площадью FTp (м2) поперечного сечения траншеи и скоростью vn (м/ч) подачи соотношением
(4.2) |
^о " ^тр ' "п •
Согласно этому соотношению минимальная и максимальная скорости подачи, соответствующие максимальной FTp max и минимальной FTp mln площадям поперечных сечений траншеи при заданной производительности и расчетном грунте, определяется как
^max (mln) " ^о'^тр max (mln)- (4.3)
Заданная производительность траншейного экскаватора обеспечивается выносной способностью рабочего органа, которая в случае роторного экскаватора выражается через его геометрические характеристики формулой
П0 = 15JT-n[(DK - бк)2 - (Dj + 50)2]-bK-k -кф-кн/кр, (4.4)
где п - частота вращения ротора, мин-1;
DK и Dj - диаметры ротора соответственно по передним кромкам ковшей и по беговым дорожкам, м (рис. 4.2);
бк - толщина лобовой стенки ковша, м;
б0 - толщина обечайки, предохраняющей от просыпания грунта в полость ротора, м;
Ьк - ширина ковша в свету, м;
к - коэффициент использования шага ковшей;
кф - коэффициент формы ковша;
кн - коэффициент наполнения ковшей.
Размеры DK и д1 должны удовлетворять требованиям процесса рытья траншей заданной максимальной глубины Н и возможности расположения конвейера в полости ротора над продольными балками рамы рабочего оборудования. Размер Ьк назначают из условия обеспечения рытья траншей заданной ширины В по дну без возможного контакта торцовых поверхностей зубчатого венца ротора с боковыми стенками траншеи. Толщины стенки ковша бк и обечайки 50 определяют конструкторской проработкой.
Рис. 4.2. Схема к определению геометрических параметров ротора траншейного экскаватора.
Коэффициент к есть отношение центрального угла фп, определяющего положение поперечной балки, соединяющей опорные кольца ротора, относительно режущей кромки ковша, к шаговому углу ковшей Фк = 2зг/г (z - число ковшей на роторе):
к = фп/фК.
В среднем к = 0,6... О, 7.
Коэффициент формы ковша 1% учитывает снижение его вместимости вследствие наклона задней стенки к траектории движения режущей кромки (угол 0),. закругления в задней части ковша, где для лучшей
опорожняемости применены цепные маты, а также закругления передней стенки ковша в поперечном направлении. Угол 0 принимают не ниже максимальной кинематической поправки, на которую уменьшается угол резания в верхней части забоя. Для современных экскаваторов этот угол составляет 4...8°, а соответствующий ему коэффициент формы ковша кф = 0,65...О,7 в зависимости от конструкции последнего. Меньшие значения принимают для ковшей арочной, а большие -для ковшей П-образной формы.
Коэффициент наполнения кн определяется отношением фактического объема грунта, загруженного из ковша, к геометрической вместимости последнего. Им учитываются потери грунта вследствие его просыпания через цепные маты после выхода ковша из забоя, а также уменьшение вместимости из-за налипания грунта на стенки ковша. В среднем кн = 0,8...О,9 (меньшие значения для мелкофрикционных сыпучих, а также липких грунтов, большие - для сыпучих кусковатых грунтов).
Поскольку приведенные размеры DK, D1 и bK определяются лишь после конструкторской проработки ротора, то формулу (4.4) следует считать проверочной для принятия решения о пригодности полученных размеров для обеспечения заданной производительности. Предварительно, по данным статистической обработки размеров существующих экскаваторов, диаметр ротора по режущим кромкам зубьев назначают по отношению D0/H = 1,74...1,81. В отдельных случаях эти пределы могут быть расширены до 1,53...1,94 (меньший для разработки узких, больший - для разработки широких траншей). Размер D0 связан с диаметром DK соотношением
D0 = DK + 21-sin а,
где 1 - длина зуба, мм (для экскаваторов легких и тяжелых моделей, 1 = 150.. .200 мм);
а - угол резания в нижней точке забоя (а * 45°).
Вместимость ковша определится из условия выноса грунта из траншеи по формуле
q = П0 -kp/(60n-z-kH) (4.5)
Шаг Т (м) ковшей определяют из условия обеспечения требуемого числа разгрузок Пр при заданной скорости цепи (м/с):
Т = бОУц/Пр. (4.6)
Этот размер корректируют впоследствии по шагу цепи, принимая его кратным последнему.
В конструкциях цепных рабочих органов траншейных экскаваторов используют в основном тяговые разборные или пластинчатые цепи. Их выбирают по разрывному усилию Sp, которое принимается на 10...30% выше расчетного усилия S. Последнее определяют по номинальной мощности NflB двигателя. Если двигатель еще не выбран, то сначала по заданной теоретической производительности и удельному сопротивлению расчетного грунта копанию lq (кПа) (табл.4.1) определяют требуемую мощность (кВт) двигателя по эмпирической формуле
Вдв = (1,2 * 1,4)10-3(П0-к1 + 2600) (4.7)
(меньшие значения коэффициента пропорциональности соответствуют большей производительности), которую распределяют по потребителям согласно табл. '4.1.
С учетом неравномерной загрузки каждой из двух цепей расчетное усилие в более нагруженной цепи определяют по формуле
S = 0, 6Np.0/vu
где Np _ 0 - мощность, затрачиваемая на привод рабочего органа.
Таблица 4.1 Примерное распределение мощности (%) траншейного
цепного экскаватора
Потребители | Глубина траншеи, м | ||
до 3 | 3. . .5 | более 5 | |
Рабочий орган Отвальный конвейер Ходовое устройство | 72. ..84 12. ..16 6...10 | 69...81 15...21 5...9 | 65...77 20. . .26 4. . .8 |
Выносная способность 0, рабочего органа должна удовлетворять расчетной производительности экскаватора:
Q = 3600q-kH-Vy/T ) П0-кр. (4.8)
Полученные размеры ковша и шаг Т проверяют, кроме того, по условию свободной разгрузки грунта через заднюю стенку без пересыпания в движущийся следом ковш.
Дата добавления: 2015-06-10; просмотров: 1587;