3.1.2. Условия работы приводов главных механизмов экскаваторов

Привод механизма подъема ковша мехлопаты преодолевает следующие усилия: при черпании породы — от сопротивления по­роды копанию и веса ковша с породой; при повороте платформы и ковша на разгрузку — от веса ковша с породой; при повороте плат­формы и порожнего ковша к забою — от веса порожнего ковша.

Скорость перемещения ковша при этом соответственно из­меняется: при черпании породы она имеет номинальное значение; при повороте платформы и ковша на разгрузку в тормозных ре­жимах — пониженное до 10—30 % номинальной и при повороте и спуске порожнего ковша в забой — повышенное до 130 % номи­нальной.

Привод механизма напора преодолевает следующие усилия: при черпании породы — отжатия ковша от забоя, от составляю­щих веса рукояти и ковша с породой, а также составляющую от усилия в подъемном канате (канатах), направленную вдоль оси ру­кояти; при повороте груженого ковша на разгрузку — от состав­ляющих веса ковша с породой и рукояти, а также составляющую от усилия в подъемном канате (канатах); при повороте порожнего ковша к забою — усилия от составляющих веса порожнего ковша и рукояти.

Скорость перемещения рукояти близка к номинальной при копании и повороте порожнего ковша к забою, но понижается до 30 % номинальной при повороте груженого ковша к забою, когда привод работает в тормозных режимах.

Полное время (в секундах) цикла одноковшовых экска­ваторов включает в себя три периода: копания , поворота плат­формы и груженого ковша на разгрузку и поворота платформы с порожним ковшом к забою .

Опыт эксплуатации одноковшовых экскаваторов позволил установить продолжительность выполнения отдельных операций за цикл работы. Так, продолжительность копания для мехлопат составляет и для драглайнов. Остальное время расходуется на поворот платформы с груженым ковшом на раз­грузку и с порожним ковшом в забой; при этом операция разгрузки ковша, как правило, совмещается с поворотом.

Таким образом, для предварительных расчетов с достаточ­ной степенью точности можно принять: для мехлопат , для драглайнов и .

Для механизмов, работающих в повторно-кратковременных режимах с частыми пусками и торможениями (т. е. с резко пере­менными скоростями и усилиями сопротивления), мощности при­водов рекомендуется определять по средневзвешенной мощности (кВт), подсчитываемой с учетом мощности , потребляемой двигателем за отдельные промежутки времени , в течение цикла по формуле

, (3.12)

где — продолжительность работы механизма за один цикл;

— число операций в цикле. Для одноковшового экскаватора .

Мощность, потребляемая приводом N (кВт) в течение от­дельной операции цикла , определяется из выражения

, (3.13)

где — численный коэффициент, зависящий от отношения факти­

ческой скорости движения механизма к его номинальной за

дан­ный отрезок времени . Численные значения

приводятся ниже для каждого главного механизма

экскаватора;

и — соответст­венно усилие и скорость рабочего механизма

при выполнении дан­ной операции в цикле, кН и м/с;

— КПД данного механизма.

Для определения необходимо предварительно построить диаграммы нагрузок механизмов (см. рис. 3.2 и 3.4), отражаю­щие зависимость усилий в функции времени: и скорост­ные диаграммы, отражающие зависимость частоты вращения или скорости перемещения рабочего органа за те же отрезки времени: или .

Двигатели приводов исполнительных органов многоковшо­вых экскаваторов и их подачи (поворота стрелы) работают в дли­тельном режиме, где пуски и торможения редки, а средняя нагрузка довольно медленно изменяется во времени, поэтому с достаточной точностью их мощность можно определять по формуле (3.13).

Ниже приводится методика определения усилий в рабочих механизмах, а также нагрузочных, скоростных диаграмм и средневзвешенной мощности в приводах экскаваторов.