Практическая работа №7 Тема: Расчет и подбор основных параметров экскаватора с прямой лопатой

Цель работы: определить основные параметры оборудования и мощности подъемного и напорного механизмов.

Варианты заданий приведены в таблице 7.1.

Таблица 7.1

Исходные данные

Ва ри ант.	Вмести мость ковша,м3 qк	Тип грунта	Удель ное сопротивление копанию МПа, кр	Объем ная масса грунта кг/м3,γ0	Масса оборудования ,кг		Масса экскава тора ,т Мэ	Длительность. цикла,с Tц
					Рукоя-ти Мр	Ков ша Мк
1. 2. 3. 4. 5. 6. 7. 8. 9. 10. 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20	0,5 0,3 0,4 0,75 1,0 1,25 1,75 1,5 1,25 0,5 0,4 0,3 0,5 0,75 1,0 1,25 1,5 1,75 2,0 1,0	Песок Глина Супесь Супесь Суглин. Песок Супесь Суглин Песок Глина Глина Суглин. Супесь Песок Песок Супесь Супесь Песок Песок Суглин.	0,12 0,18 0,14 0,13 0,16 0,11 0,12 0,16 0,12 0.17 0,18 0,16 0,14 0,12 0,11 0,13 0,12 0,10 0,11 0,15	1300 1900 1600 1500 1700 1200 1500 1700 1300 1800 1900 1700 1600 1300 1200 1500 1500 1200 1200 1600	1325 1200 1275 1415 1550 1650 1775 1715 1650 1325 1275 1200 1325 1415 1550 1650 1715 1775 1800 1650	900 750 850 1100 1300 1450 1475 1415 1450 900 850 750 900 1100 1300 1450 1415 1475 1500 1450	18 16 14,5 20,5 22 25 28 26,5 25 18 14 15 17,5 21 22 26 27 30 35 25	40 30 35 45 50 65 70 65 60 45 40 35 40 45 50 65 60 75 80 50

Методика расчета

Определим основные параметры экскаваторного оборудования

1. Ширина ковша

B_к = k_ш.к ³√q_к, м,

где к_{ш.к_} - коэффициент ширины ковша, принимается к_ш.к=1,1;

q_к – вместимость ковша, м³.

2. Длина ковша

l_к = k_д.к ³√q_к, м,

где к_д.к - коэффициент длины ковша, принимается к_д.к=1,15,

q_к – вместимость ковша, м³.

3. Длина рукояти

l_р = k_д.р ³√М_э, м,

где k_д.р- коэффициент длины рукояти, принимается k_д.р=1,5.

М_э – масса экскаватора, т

4. Длина стрелы

l_р = k_д.с ³√М_э, м,

где k_д.с- коэффициент длины стрелы, k_д.с=2,44;

М_э – масса экскаватора, т.

5. Высота копания грунта

Н_к = k_в.к ³√М_э, м,

где k_в.к - коэффициент высоты копания, k_в.к=(2,6 – 3,0);

М_э – масса экскаватора, т

6. Толщина срезаемого слоя грунта

h = q_к·k_н /H_к·b_к·k_разр., м

где q_к - вместимость ковша, м³;

k_н – коэффициент наполнения грунта, k_н=(0,8-1,2);

Н_к- высота копания, м;

b_к - ширина ковша, м

к_р – коэффициент разрыхления грунта, к_р=(1,1 – 1,3).

Рисунок 7.1 - Расчетная схема

7. Сопротивление грунта копанию

P_к = k_р·h·b_к

где k_р - удельное сопротивление грунта копанию, МПа;

h – толщина срезаемого слоя грунта, м;

b_к - ширина ковша, м.

8. Плечи действующих сил

а) плечо действия усилия в подъемном канате

l_п = 0,5·l_с·cos45^о , м,

где l_с – длина стрелы, м

б) ) плечо действия веса ковша с грунтом

l_с = 0,9·l_р + 0,5·l_к ,м,

где l_р – длина рукояти, м,

l_к – длина ковша, м,

в) плечо действия веса рукояти

l_р = 0,4· l_р , м,

где l_р – длина рукояти, м,

г) плечо действия силы сопротивления копанию

l_к = 0,9·l_р +·l_к ,м,

где l_р – длина рукояти, м;

l_к – длина ковша, м.

9.Усилие в подъемном канате

S_п = P_к·l_к + G_к.г.·l_к.г + G_р·l_р / l_п ,Н

где G_к.г – вес ковша с грунтом, Н.

Вес ковша с грунтом

G_к.г = G_к. + G_.г

где G_к – вес металлоконструкции ковша , Н;

G_г – вес грунта находящегося в ковше, Н.

Вес металлоконструкции ковша

G_к. = М_к·g , Н,

где М_к – масса ковша, кг;

g – ускорение свободного падения, g = 9,81 м/с².

Вес грунта находящегося в ковше

G_.г = q_к·γ₀·k_н·g , Н,

где q_к – вместимость ковша, м³;

γ₀ - объемная масса грунта, кг/м³;

k_н – коэффициент наполнения грунта, k_н = (0,8 - 1,2);

g – ускорение свободного падения, g = 9,81 м/с^2,

10. Усилие в канате грузоподъемного механизма

S_п.к. = S_п / i_п·η_п ,Н,

где S_п - усилие в подъемном канате, Н,

i_п – кратность полиспаста , i=2,

η_п- к.п.д. полиспаста, η_п = 0,9,

11. Мощность необходимая для подъема ковша с грунтом

N_п = S_п.к.·v_п /_. 1000·η_п , Н,

где S_{п.к .}- усилие в грузоподъемном канате, Н,

v_п – скорость подъема ковша, м/с , v_п = (0,5 - 0,7) м/с,

η_м - к.п.д. подъемного механизма, η_м = 0,85.

12. Напорное усилие в механизме

Принимается в зависимости от усилия в подъемном механизме

S_н. = (0,5 – 0,6) S_п.к.

13. Мощность напорного механизма

N_н = S_н..·v_н /_. 1000·η_н , Н,

где S_н - напорное усилие, н,

v_н - скорость движения рукояти , v_н = (0,1 - 0,2) м/с,

η_н – к.п.д. механизма напора, η_н = 0,85.

Производительность экскаватора

П_э = 3600·q_к·k_н·k_вр. / T_ц·k_разр. ,м³/ч

где q_к – вместимость ковша, м³;

k_н – коэффициент наполнения грунта, k_н = (0,8 - 1,2);

k_р – коэффициент использования экскаватора во времени, k_вр. = (0,8 - 0,85);

k_разр – коэффициент разрыхления грунта, k_р = (1,1 - 1,35);

T_ц - длительность цикла, с.

Рекомендуемая литература

[1] стр.471-499,

[2] стр.308-322,

[3] стр.233-246,

Контрольные задания для СРС

1. Перечислите основные параметры экскаваторов.

2. Назовите области применения и поясните технологию ведения работ.

3. Назовите основные факторы, влияющие на эффективность работы.

4. Перечислите способы повышения производительности.

5. Опишите подробно рабочий процесс одноковшового экскаватора.

6. Перечислите основные марки машин.

7. Назовите основные правила эксплуатации.