Приклад виконання самостійної роботи

Визначити потужності електродвигунів механізмів піднімання, напору і повороту прямої механічної лопати з легким режимом роботи. Ємність ківша  м. Кут нахилу стріли . Час робочого циклу екскаватора  с. Екскаватор призначено для розроблення порід IV категорії.

Розв’язок

Значення мас і лінійних розмірів конструктивних елементів одноковшових екскаваторів, необхідні для визначення зусиль, що виникають під час роботи екскаватора:

• маса всього екскаватора

;

• ширина платформи

;

• радіус задньої стінки

;

• радіус п'яти стріли

;

• довжина платформи

;

• максимальний радіус розвантаження

;

• маса платформи

т;

• маса стріли з блоками

т;

• маса напірного механізму

т;

• маса ковша й породи у ковші

т;

т;

• маса ковша з породою

т;

• маса рукоятки

т.

Згідно з (1.49), розміри стріли і рукоятки :

м;

м.

Висота напірного вала:

.

Опір породи копанню:

Н.

Вага ковша з породою й вага рукоятки відповідно:

Н;

Н.

Зусилля у піднімальному й напірному механізмах лопати, що відповідають вертикальному положенню піднімального канату ( = 90°) і горизонтальному положенню рукоятки ( = 0°), беруть за розрахункові під час визначення потужності двигунів за час копання:

;

,

де м; м;  м; м; м.

Зусилля , що виникає у піднімальному механізмі лопати під час повороту платформи на розвантаження, визначають з рівняння моментів, що створюються вагомим ковшем з породою й вагою рукоятки щодо осі напірного вала:

,

де м, м.

Під час повернення платформи з порожнім ковшем у забій зусилля у піднімальному механізмі лопати визначають із рівняння моментів, що створюються вагомим ковшем без породи й вагою рукоятки:

,

де Н.

Зусилля у напірному механізмі лопати під час повороту платформи з навантаженим ковшем на розвантаження:

Під час повороту платформи з порожнім ковшем у забій максимальне зусилля у напірному механізмі виникає під час піднімання ковша й рукоятки з вертикального положення. Це зусилля визначається вагою ковша й рукоятки, тобто:

.

Потужність двигуна піднімального механізму лопати під час копання породи:

.

Потужність двигуна піднімального механізму лопати під час повороту платформи на розвантаження визначають за формулою:

Потужність двигуна піднімального механізму під час повороту платформи з порожнім ковшем у забій:

Потужність двигуна напірного механізму під час копання:

.

Потужність двигуна напірного механізму лопати під час повороту платформи на розвантаження:

Потужність двигуна напірного механізму під час повороту платформи з порожнім ковшем у забій:

Середньозважені потужності двигунів піднімального й напірного механізмів лопати:

;

.

Як двигун привода механізму піднімання вибираємо за [61] двигун постійного струму ДЭ816 з паспортними даними:

номінальна потужність, кВт номінальна частота обертання вала, об/хв номінальна напруга, В номінальна тривалість увімкнення, %

200 750 440 100

Визначаємо потужність ґенератора привода механізму піднімання:

.

Як ґенератор привода механізму піднімання вибираємо за [61] ґенератор постійного струму ГПЭ 250 Т2 з паспортними даними:

номінальна потужність, кВт номінальна частота обертання вала, об/хв номінальна напруга, В номінальний ККД, % маса, т

250 1500 460 93,5 1,19

Як двигун привода механізму напору вибираємо за [68, дод. 11] двигун постійного струму ДПЭ-52VI(Т1) з паспортними даними:

номінальна потужність, кВт номінальна частота обертання вала, об/хв номінальна напруга, В номінальний струм, А номінальний ККД, % номінальна тривалість увімкнення, % момент інерції вала ротора, кг·м2 маса, т

54 1200 395 150 92,5 100 2 0,86

Визначаємо потужність ґенератора привода механізму напору:

.

Як ґенератор приводу механізму напору обираємо за [61] ґенератор постійного струму ГПЭ75 з паспортними даними:

номінальна потужність, кВт номінальна частота обертання вала, об/хв номінальна напруга, В номінальний ККД, % маса, т

75 1500 460 91,7 2,1

Момент інерції поворотної платформи відносно вертикальної осі її обертання:

кгм².

Момент інерції платформи відносно осі, паралельної вертикальній грані кузова, що проходить через центр маси платформи як паралелепіпеда:

Відстань між віссю обертання платформи і віссю, яка проходить через центр маси платформи як паралелепіпеда:

м.

Момент інерції ковша з породою:

кг·м².

Моменти інерції стріли й напірного механізму обчислюють відповідно за формулами:

;

,

де м.

Момент інерції рукоятки обчислюють для горизонтального положення рукоятки, висунутої на всю довжину:

,

де м.

Визначимо сумарний момент інерції з порожнім ковшем:

кгм².

Сумарний момент інерції обертових частин екскаватора:

,

Середньозважена потужність двигуна механізму повороту:

Як двигун привода механізму повороту вибираємо за [68, дод. 11] два двигуни постійного струму ДЭ-812 з паспортними даними:

номінальна потужність, кВт номінальна частота обертання вала, об/хв номінальна напруга, В номінальний струм, А номінальний ККД, % номінальна тривалість увімкнення, % момент інерції вала ротора, кг·м2 маса, т

100 750 305 360 93,4 100 8,25 2,05

Визначаємо потужність ґенератора привода механізму повороту:

.

Як ґенератор привода механізму повороту вибираємо за [61] ґенератор постійного струму 2ПЭМ-2000 М-Т2 з паспортними даними:

номінальна потужність, кВт номінальна частота обертання вала, об/хв номінальна напруга, В номінальний ККД

112 1000 330 92,2