6.3.3. Общий расчет.

Для предварительного определения массы машин служит ГОСТ и типаж на эти машины. Ориентировочные массы отдельных узлов экскаватора определяется по соответствующим показателям машин – аналогов с учетом масштабности конструкций, установленных по теории подобия.

Для определения общих размеров машины и ориентировочных размеров ее узлов служат эмпирические формулы.

Диаметр ротора, измеряемый по кромке зубьев ковшей, Д_р=(1,75-1,85)·H, где Н – наибольшая глубина траншеи. Размеры ковша в_к≈0,9 В; h_к≈(0,5-0,6)·В; l_к≈(0,4-0,6)·L_к, где в_к, h_к, l_к – соответственно ширина, высота и длина ковша; В – ширина траншеи; L_к = – шаг ковшей.

Скорость рабочего перемещения экскаватора V_э определяется по формуле V_э= , где П – заданная производительность экскаватора.

Скорость вращения ротора w_р – по формуле:

; (6.12)

где к_р – коэффициент разрыхления грунта; к_н – коэффициент наполнения ковша; n_к – число ковшей на роторе; q_к – вместимость ковша.

Величины q_к и n_к устанавливают по соответствующим ГОСТам и показателям машин аналогов и уточняют с учетом условий обеспечения гравитационной разгрузки ковшей и попадания грунта на отвальный конвейер.

По условию обеспечения гравитационной разгрузки ковшей скорость вращения ротора должна быть меньше критической, при которой центробежная сила, действующая на частицы в ковшах, находящихся в зоне разгрузки, уравновешивает их силу тяжести. Исходя из этого, критическая скорость вращения ротора:

; (6.13)

где R- радиус ротора; g- ускорение силы тяжести.

Рекомендуемая фактическая скорость вращения ротора:

; (6.14)

Окружные скорости роторов траншейных экскаваторов равны 1,6-2,7 м/с.

Суммарная мощность двигателя роторного траншейного экскаватора складывается из мощностей одновременно работающих механизмов экскаватора:

;

где N_р – мощность, необходимая для привода ротора и откосников; N_пер – мощность, расходуемая на привод рабочего передвижения экскаватора; N_тр – мощность, расходуемая на привод отвального конвейера; N_z – мощность, затрачиваемая на привод гидронасоса механизма подъема ротора.

Мощность для привода ротора определяется по формуле:

; (6.15)

где: П – производительность роторного экскаватора; к – удельная энергоемкость копания; - плотность грунта; Н – глубина траншеи; h_o – расстояние от дневной поверхности до места разгрузки; _р – окружная скорость ротора; _р – КПД привода ротора.

П= ; (6.16)

где q_к – вместимость ковша; Z_к – число ковшей; n_р – число оборотов ротора; к_н – коэффициент наполнения ковшей; к_р – коэффициент разрыхления грунта; f – коэффициент сопротивления передвижению машины; η_пер – коэффициент полезного действия привода передвижения; i- уклон трассы передвижения машины.

Мощность для рабочего передвижения – по формуле:

; (6.17)

где m_э – масса экскаватора; f – коэффициент сопротивления передвижению машины; i – уклон трассы передвижения машины; β – угол наклона к горизонту результирующей сопротивлений копанию ротором; F- площадь сечения траншеи; _пер – КПД привода передвижения.

Мощность на привод отвального конвейера определяется по формуле (6.10), приведенной в разделе 6.2.3.

Мощность на привод гидронасоса механизма подъема ротора определяется в зависимости о его производительности (подачи) и рабочего давления в гидросистеме.