1.1.4. Определение мощности главного двигателя землесоса

Мощность N_СМ (кВт) на валу грунтового насоса (потребляемая мощность) определяется по формуле:

, (27)

где: H_СМ – сумма напоров, расходуемых во всасывающем и напорном грунтопроводах;

 – общий к.п.д. грунтового насоса.

Общий к.п.д.  насоса представляет собой произведение трех к.п.д.: объемного ₀, гидравлического _Г и механического _М

(28)

Значения объемного ₀ к.п.д. были указаны выше.

Гидравлический _Г к.п.д. учитывает потери энергии при движении гидросмеси в каналах рабочего колеса и отливном канале корпуса. Его значения устанавливается по эмпирической формуле

. (29)

Механический _М к.п.д. учитывает потери на трение в подшипниках вала насоса и сальниковом уплотнении ступицы рабочего колеса. Его значения лежат в пределах .

Полученное значение мощности N_СМ вместе с числом оборотов n_K рабочего колеса служат основой для выбора главного двигателя. При этом выборе вводят также запас на случайные перегрузки.

В заключение раздела строится схематический разрез в диаметральной плоскости рабочего колеса и корпуса насоса, согласно рис. 3. Внешний и внутренний диаметры рабочего колеса и число лопастей берутся по расчету.

1.2. Расчет основного оборудования многочерпакового снаряда

Исходные данные: производительность Q_Г (м³/ч) снаряда по грунту, наибольшая глубина черпания H_Ч (м), способ отвода грунта от снаряда, род грунта.

Требуется определить: основные размеры черпакового устройства (черпак, цепь, барабаны, рама) и мощность черпакового двигателя.

Многочерпаковые снаряды (рис. 4, 5) являются снарядами с механическим способом отделения и подъема грунта. Отделение грунта от дна и его подъем у этих земснарядов осуществляется бесконечной черпаковой цепью, состоящей из соединенных между собой черпаков. У большинства речных многочерпаковых снарядов, извлеченный грунт транспортируется к месту отвала в грунтоотвозных шаландах.

Многочерпаковый шаландовый снаряд состоит из корпуса, рабочего органа, энергетической установки и вспомогательных судовых устройств.

Рис. 4. Схема многочерпакового снаряда: а – продольный разрез; б – поперечный разрез. 1 – черпаковая цепь; 2 – черпак; 3 – верхний барабан; 4 – нижний барабан; 5 – черпаковая рама; 6 – черпаковая башня; 7 – подшипник подвеса; 8 – рамоподъемный трос; 9 – рамоподъемная лебедка; 10 – роликовый скат; 11 – черпаковый привод; 12 – грунтовый колодец; 13 – распределительный клапан; 14 – грунтовый лоток; 15 – подъемная станина (копер); 16 – кран; 17 – пост управления; 18 – кран-балка; 19 – шаланда

Основным рабочим органом снаряда является черпаковая цепь, которая размещается в передней части корпуса в его рамной прорези. Черпаковая цепь огибает два барабана – верхний и нижний. Верхний барабан является ведущим, а нижний – направляющим. Черпаковая цепь приводится в движение верхним барабаном, при этом нижний барабан вращается вхолостую и служит для направления движения черпаковой цепи. Верхний барабан приводится во вращение электродвигателем при помощи черпакового привода, который представляет собой комплекс зубчатых передач. Вращение верхнему барабану от электродвигателя через редуктор передается посредством больших зубчатых колес, посаженых на консольных частях вала барабана. Черпаковый привод размещен на площадке черпаковой башни.

Рис. 5. Многочерпаковый снаряд. Общий вид:

а – многочерпаковый снаряд; б, в – шаланда; г – погрузка грунта в шаланду

Нижний барабан укреплен на нижнем конце черпаковой рамы. Для размещения барабана конец рамы выполнен в виде развилки, подкрепленной для прочности листами.

Верхний конец черпаковой рамы заканчивается отверстием, через которое проходит и закрепляется ось подвеса рамы. На этой оси рама подвешивается к черпаковой башне. Нижний конец рамы на тросах подвешен к рамоподъемной станине и может быть поднят или опущен при помощи рамоподъемной лебедки. Рама снабжена роликовыми скатами, которые поддерживают от провисания поднимающуюся часть цепи с черпаками, наполненными грунтом. Благодаря их наличию уменьшается трение цепи, так как она движется по каткам, вращающимся в подшипниках роликового ската.

Резанье черпаком грунта и его заполнение происходит при вращении черпака относительно оси нижнего барабана. При определенных условиях резание грунта может происходить и черпаками, идущими в нижней части бухты черпаковой цепи, которые врезаются в грунт под собственным весом.

Черпаки, заполненные грунтом, поднимаются до верхнего барабана, поворачиваются вместе с ним и при опрокидывании опорожняются в грунтовый колодец, расположенный внутри черпаковой башни. В зависимости от положения распределительного клапана, грунт из колодца направляется в лоток правого или левого борта снаряда. По лотку грунт скатывается в трюм грунтоотвозной шаланды, учаленной к борту снаряда.

Обычно загрузку шаланд ведут поочередно с обоих бортов снаряда и их смену осуществляют без прекращения работы снаряда.