4 . Расчет мощности на привод рабочего органа и действующих на него сил

4.1 Определение мошности на привод рабочего органа этц

Мощность на привод рабочего органа определяется по формуле:

Р_р.о= (Р_к + Р_п + Р_оч ) / _р.о + Р_от, (4.1)

где Р_к – мощность на копание, т.е. на отделение стружки грунта от забоя (целика);

Р_п – мощность на подъем отделенного грунта к месту выгрузки его из ковша ;

Р_оч – мощность на очистку ковшей от налипшего грунта ;

_р.о – к.п.д. рабочего органа. Принимаем  _р.о = 0,7

Р_от – мощность на привод устройства, перемещающего вынутый грунт к месту его отсыпки.

Мощность на копание грунта :

Р_к = k₁П_т. ,кВт (4.2)

где k₁ – коэффициент удельного сопротивления копания грунта.

Принимаем k₁=250 кПа

Р_к =250 0,047= 11,75 к Вт

Мощность на подъем грунта из забоя:

Р_п = П_т  gН_п ,кВт (4.3)

где  - плотность грунта. Принимаем = 1,7 т/м³

Н_п – высота подъема грунта

Н_п= H/2+h₀ ,м (4.4)

где h₀ – высота подъема грунта над дневной поверхностью. На основании замера

h₀ = 2 м;

Н_п= 2,2/2+2 =3,1 м

Р_п = 0,047 1,7 9,81 3,1=2,42 кВт

Мощность на очистку ковшей:

Р_оч = f_оч (2h_к + b_к) v_ц ,кВт (4.5)

где f_оч- удельное сопротивление сдвиганию грунта очистителем, f_оч=4 кН/м

Р_оч = 4(2 0,260+ 0,45) 1.57=6 кВт

Мощность на привод отвального конвеера:

Р_от =100 П_т (4.6)

Р_от= 100 0,047 =4,7 кВт

Тогда:

Р_р.о= (11,75+ 2,42+6 ) / 0,7 + 4,7= 33,5 кВт

Рассчитаем мощность приведенную к валу двигателя:

P_р.о.^дв = P_р.о /_тр , (4.7)

где _тр- КПД трансмиссии привода рабочего органа;

На основании анализа получим _тр примерно равным 0,8 .

P_р.о.^дв = 33,5/0,8 = 41,8 кВт.

Определим предварительно необходимую мощность двигателя:

P_дв = P_ро ^дв ∙ k₃ , (4.8)

где k₃ коэффициент запаса . k₃ = 1,3.

P_дв = 41,8 ∙ 1,3 = 54,34 кВт .

4.2 Расчет сил, действующих на рабочее оборудование

Для выполнения тяговых, статических и прочностных расчетов, а также для подбора элементов гидро- и электропривода необходимо определить усилия, действующие на рабочее оборудование.

Помимо сил, препятствующих копанию грунта, на копающие элементы действуют силы трения, силы тяжести грунта, силы инерции. Поэтому общую касательную силу F_ , действующую на копающий или копающе-транспортирующий элемент, определяют по формуле:

F_ ^сум = ( P_к + P_п) / v_ц, (4.9)

где n_к – число копающих элементов, находящихся в контакте с забоем.

F_ ^сум = (11,75+2,42)/1,54 = 9,2 кН .

Нормальная сила F_n определяется аналогично F_н по формуле:

F_n ^сумм = F_ ^сум∙ , (4.10)

F_n^сум = 0,3∙9,2 = 2,76 кН.

Рассчитаем силу растягивающую ковшевую цепь:

F_ц = (Р_к + Р_п + Р_оч) / v_ц , (4.11)

F_ц = (11,75+2,42+6)/1,54 =13,09 кН .