книги / Основы проектирования многоковшовых экскаваторов непрерывного действия

или, выраженная через окружную скорость,

Мощность на копание иногда определяют через теоретиче­ скую производительность и удельное усилие копания:

П0К,

NK= 367 ЮЧ|р Мощность, затрачиваемая на подъем груза,

Общая мощность на валу ротора

Расчет мощности привода механизма поворота

Мощность двигателей привода поворота затрачивается на преодоление моментов сопротивлений от действия сил:

боковой составляющей усилия копания Ро; трения в опорно-поворотном устройстве и трения между

ковшами и забоем; ветровой нагрузки; сил инерции;

верхней поворотной платформы прд повороте на уклоне. Нагрузки отдельных сопротивлений определяют в соответ­

ствии со схемой нагружений (рис. 4.11). Момент сопротивле­ ния боковой составляющей усилия копания

Здесь Рб — принимают из табл. 30 в зависимости от кре­ пости грунта и соотношения s0/b0,

у— наибольший угол между осью стрелы и режу­ щей кромкой;

a, L и R — параметры экскаватора.

Момент сопротивления от неуравновешенности верхнего

где Gn — сила тяжести поворотной части с рабочим оборудо­ ванием, кН;

grp — сила тяжести грунта в ковшах и на конвейере, кН; I — расстояние от оси поворота до центра тяжести по-

воротной части, м; 0 — угол отклонения оси поворота от вертикали.

Рис. 4.11. Расчетная схема к определению мощности привода поворота: а — ветер направлен навстречу повороту стрелы; б —1 в сторону поворота

Момент сопротивления от сил-трения

fn коэффициент, учитывающий проскальзывание _Teji качения, fn= 1,1 - 1,25;

1э коэффициент, учитывающий эксцентричность приложения нагрузки; f3= 1,0 -ь 1,25.

Момент сопротивления от ветровой нагрузки определяют по формуле

КПД механизма поворота т]эп = 0,45—0,55. По эксперимен­ тальным данным, сумма Му+ МТр + Мв составляет (0,45-т- 4-0,5) Мб. Поэтому с достаточной точностью можно пользо­ ваться формулой

1.5М-соп

(4.67)

1020т7эп

Момент тормоза механизма поворота рассчитывают на воз­ действие сил инерции и сил, возникающих от давления ветра, и сил на удержание платформы на расчетном уклоне.

4.7. ОПРЕДЕЛЕНИЕ ДЛИНЫ РОТОРНОЙ СТРЕЛЫ, ГАБАРИТНЫХ РАЗМЕРОВ И МАССЫ УЗЛОВ РОТОРНЫХ ЭКСКАВАТОРОВ

Длина роторной стрелы зависит от ее конструкции, диа­ метра ротора, углов размещения оборудования, высоты креп­ ления шарнира пяты стрелы и расположения по отношению к оси вращения экскаватора, габаритов расположения ходо­ вого оборудования и высоты выступающих за поворотную платформу частей,

Минимальная длина стрелы в соответствии с этими тре­

возможная глубина копания нижним забоем при а = 20—22° составит:

где Нк — высота копания;

hm — высота до шарнира пяты стрелы;

а — угол наклона стрелы ротора, а=20—22° Высота расположения шарнира принимается в пределах

Здесь hpM, h0n, Ьпл, h'„ — высота нижней рамы экскаватора, опорной части поворотной платформы, собственно поворотной платформы, расположения шарнира пяты стрелы над плат-- формой, соответственно.

Длину стрелы определяют и по приближенной зависимо­

Высота поперечного сечения стрелы составляет: у машин ма­ лой и средней мощности

радиусе действия ротора, т. е. при горизонтальном положе­ нии роторной стрелы (рис. 4.12). Наибольшие нагрузки в этих условиях будут при передаче на верхний ковш максимально­ го усилия, составляющего 90% окружного усилия копания Рк.

Рис. 4.12. Расчетная схема к определению устойчивости и противовеса

Усилие распределяется между ковшами таким образом: при работе двумя ковшами на верхний ковш передается 0,9 Рн, на второй — 0,5 Рк, при трех работающих ковшах — на вто­ рой 0,ЗРн, на третий 0,2РН. Опрокидывающий момент состо­ ит из суммы моментов всех сил платформы относительно оси поворота точки О.

1. Момент сил копания относительно точки О составляют при горизонтальном положении стрелы и максимальном се­ чении стружки:

2. Момент от массы грунта в ковшах. При составлении момента полагают наполнение ковшей пропорциональным высоте их положения над подошвой уступа, наполнение верх­ него ковша принимают максимальным для данной категории грунта, а объемную массу грунта \ = 2 т/м3:

5. Момент от сил тяжести металлоконструкций надстрой­ ки и платформы с установленной на ней частью опорного уст­

МВ= Р,Н, + Р2Н2.

Здесь Pi — нагрузка от действия силы ветра на конструкцию, кроме поворотного разгрузочного конвейера;

Р2 — нагрузка от действия силы ветра на разгрузочный конвейер, повернутый под углом 90° к направле­ нию ветра;

Ci и с2 — аэродинамические коэффициенты обтекания кон­ струкций, равные 0,3—0,6;

Н! и Н2 — высоты суммарной площади сечения конст­ рукции.

Найдем координаты положения равнодействующей внутри опорного круга:

Здесь ЕМВН— сумма моментов сил от внешних нагру­ зок, кН-м;

ЕМТ— сумма моментов всех сил тяжести, кН-м; ЕР — сумма всех внешних сил и сил тяжести.

Эксцентриситет е — равнодействующая всех сил. Во из­ бежание колебания поворотной платформы и нарушения па­ раметра стружки, срезаемой ковшами, эксцентриситет дол­ жен быть меньше радиуса ядра сечения поворотного круга: e<D/8. При e>D/8 устанавливают специальный противовес на противовесной консоли или на поворотной, платформе, как у экскаваторов с малыми рабочими размерами. Величина до­ пустимых перемещений ротора по его вертикальной оси не должна быть более

Л- - Щ - ^ 0 , 1 5 0 ,

ип

где Dn — диаметр окружности расположения рабочих элемен­ тов подхватов, м;

А — максимальный зазор между катком подхвата и по­ воротным кругом, м; Д= 2—5 мм.

Величина перемещений ротора в вертикальной плоскости зависит от принятого коэффициента устойчивости верхнего строения относительно поворотного круга и конструкции опорно-поворотного устройства. При расчете могут быть три случая: коэффициент устойчивости всегда больше единицы; больше единицы либо меньше; всегда меньше единицы.

В первом случае (ку>1) можно применять любые конст­ рукции опорно-поворотного устройства. Такая система урав­ новешивания позволяет равномерно распределить нагрузки на опорную часть поворотного круга. При уравновешивании необходимо, чтобы максимальный выбег равнодействующей всех вертикальных сил не превышал радиуса ядра сечения поворотного круга гк. Для кольца rK=D/8.

Во втором случае (1>ку>1) конструкция опорно-пово­ ротного устройства должна быть шариковой или роликового типа, чтобы исключить возможность отрыва беговых дорожек от тел качения.