Методическое пособие 827

Рис. 15.2. Кинематическая схема экскаватора ЭТР-223:

1 – двигатель Д-160; 2 – тракторная коробка передач; 3 – гидравлический насос; 4 – гидромотор; 5 – понижающий редуктор; 6 – дифференциал автомобиля ЗИЛ-130

Рис. 15.3. Кинематическая схема экскаватора ЭТР-253А:

1 – дизель-двигатель В-30Б; 2 – раздаточный редуктор; 3 – планетарный механизм поворота; 4 – бортовая передача; 5 – ведущее колесо трактора; 6 – насос; 7 – генератор; 8 – транспортёр; 9 – электродвигатель привода транспортёра; 10 – ротор; 11 – электродвигатель привода ротора

101

Рис. 15.4. Кинематическая схема экскаватора ЭМ-201А:

1, 2 – полиспасты подъема ковшовой рамы; редукторы: 3, 7 – червячные, 5 – механизма подъема ковшовой рамы, 12 – привода хода,

18 – привода рабочей цепи; 4, 8, 19 – электродвигатели; 9, 10 – муфты; 13 – фрикционная муфта; 14 – ходовое колесо; 16 – кабельный барабан; 20 – муфта предельного момента

Рис. 15.5. Кинематическая схема механизмов экскаватора ЭР-1001: приводы: I – ротора, II – конвейеров, III – поворота платформы,

IV - гусеничного хода, V – поворота отвального конвейера,

VI – подъема отвального конвейера; 1, 11, 13, 17, 21, 24 – электродвигатели; 2 – коробка передач; 3 – шарнир; 4 – карданный вал; редукторы: 5, 8 – конические; 7, 12, 15 – планетарные;

14, 19, 20 и 23 – цилиндрические; 22, 25 – червячные; 6 – муфта предельного момента; 9 – ротор; 10 – дисковый питатель; 16, 18 – тормоза; 26 – винтовой механизм

102

15.2.2. Расчет скоростей и усилий исполнительных механизмов экскаваторов непрерывного действия (на примере ЭТР-162А, рис. 15.6)

Роторный траншейный экскаватор ЭТР-162А предназначен для рытья траншей глубиной Н = 1,6 м и шириной В = 0,8 м в грунтах до 4-й категории включительно, а также в грунтах сезонного промерзания с глубиной промерза- ния до 0,7 м.

Рабочее оборудование роторного типа является полуприцепным к базо- вому тягачу мощностью Nдв. н. = 66 кВт при nдв. н. = 1750 мин-1.

Кинематическая схема привода ротора и транспортера представлена на рис. 15.6.

Рис. 15.6. Кинематическая схема привода ротора и транспортера экскаватора ЭТР-162А:

1 – редуктор отбора мощности; 2 – раздаточный редуктор; 3 – редуктор транспортера; 4 – ротор; 5 – транспортер

Вал 1 редуктора отбора мощности непосредственно соединяется с валом двигателя, т. е. n1 = nдв. В процессе копания грунта мощность двигателя Nдв. за- трачивается на привод ротора Nдв.р., привод ленточного конвейера (транспорте- ра) Nдв.тр. и на передвижение экскаватора Nдв.пер.. Таким образом,

Nдв. = Nдв.р.+ Nдв.тр + Nдв.пер

Соотношения названных составляющих мощности будут определяться категорией разрабатываемого грунта, а именно коэффициентом удельного со- противления грунта копанию Kкоп (см. табл. 15.1).

103

Таблица 15.1

Распределение мощности двигателя экскаватора ЭТР-162А на привод исполнительных механизмов в зависимости от категории грунта

Механизм передвижения имеет семь рабочих скоростей от 150,9 м/ч до

317,8 м/ч.

Характеристика шестерен и звездочек механизмов привода ротора и транспортера приведена в табл. 15.2

Диаметр ротора по зубьям ковшей Dр = 2,9 м, диаметр ведущего барабана транспортера Dб = 0,21 м.

Привод ротора 4 (рис. 15.6) включает в себя: редуктор отбора мощности 1 с к. п. д. ηр. о. м.=0,96 и передаточным числом ; ip.o. м. =(z35 / z34 ); карданную пе- редачу III с к. п. д. ηкард=0,999; раздаточный редуктор 2 (задний мост грузового автомобиля) с к. п. д. ηр. р.=0,96 и передаточным числом iр. р.=6,67; двойную от-

Привод транспортера 5 (ленточного конвейера) включает в себя: редуктор отбора мощности 1; карданную передачу III; раздаточный редуктор 2; двойную открытую цепную передачу z37-z38-z39-z40; редуктор привода транспортера 3 с к. п. д. ηр. тр.=0,96 и передаточным числом iр.тр. = (z46 / z45 ) и открытую цепную

передачу z43-z44 с к. п. д. ηцп=0,91 и передаточным числом iцп2 =(z44 / z42 ) .

Расчет окружной скорости ротора Vр и крутящего момента на его оси Мp

Порядок выполнения расчета:

1)определение передаточного числа привода ротора:

ip = ip.o. м. +ip. p. + iцп1 + ip.п;

2)определение к. п. д. привода ротора:

η p =η р.о. м. ηкард η р. р. ηцп4 η р2.п. η рот

где ηрот – к. п. д. ротора, ηрот = 0,8; 3) определение угловой скорости вращения ротора:

где π = 3,1416; 4) определение окружной скорости на зубьях ротора:

Dp

Vр = ω p 2 , (м/с);

5) определение мощности, подводимой к ротору для копания грунта и для подъема его ковшами до точки выгрузки:

Nр=Nдв.р. ηр, (кВт),

105

6) определение величины крутящего момента на роторе в процессе копания:

M р = N p , (кН·м).

ω p

Расчет скорости ленты конвейера Vл и ее тягового усилия Рл

Порядок выполнения расчета:

1) определение передаточного числа привода транспортера:

iтp = ip.o.м. + ip. p. + iцп1 +ip.тр + iцп2 ;

2) определение к. п. д. привода транспортера:

ηтp =η р.о. м. ηкард η р. р. ηцп4 η р.тр. ηцп

3) определение скорости ленты транспортера (коэффициент проскальзы- вания ленты на барабане принимаем ε=0):

4) определение мощности, подводимой к ведущему барабану транспортера:

Nтр=Nдв.тр. ηтр, (кВт);

5) определение тягового усилия ленты транспортера при перемещении грунта:

Pл = Nтp , (кН).

Vл

15.2.3. Расчёт технической производительности траншейного экскаватора

Техническая производительность траншейных экскаваторов определяется

по формуле

ПТ = FТ·υР = ВТ·hР·υР (м3/ч),

где FТ – площадь поперечного сечения отрываемой траншеи, м2; ВТ – ширина траншеи, м; hР – глубина траншеи (максимальная по технической характери- стике), м; υР – рабочая скорость перемещения экскаватора, м/ч.

15.3.ПОРЯДОК ПРОВЕДЕНИЯ РАБОТЫ

15.3.1.Используя лабораторный практикум, плакаты и кинофильм, изу- чить кинематические схемы приводов исполнительных механизмов строитель- ных экскаваторов непрерывного действия.

15.3.2.По кинематической схеме экскаватора ЭТР-162А (рис. 15.6) про- извести расчёт скоростей и усилий исполнительных механизмов (параграф

15.2.2).

106

15.3.3. Рассчитать техническую производительность траншейного экска- ватора по исходным данным варианта приложения (табл. П.8) и параграфу

15.2.3.

15.4. ФОРМА ОТЧЁТА

15.4.1.Цель работы.

15.4.2.Описание кинематических схем экскаваторов непрерывного дей-

ствия.

15.4.3.Определение скоростей, усилий исполнительных механизмов и технической производительности траншейного экскаватора.

15.4.4.Формулирование кратких выводов по лабораторной работе.

КОНТРОЛЬНЫЕ ВОПРОСЫ

1.Чем определяется структура кинематической схемы экскаватора?

2.С какой целью в приводах ЭТР используется дифференциал?

3.Какую роль в приводе экскаватора выполняет коробка перемены передач?

4.Как определить передаточное число трансмиссии?

5.Для чего служит муфта предельного момента в приводе рабочего ор- гана экскаватора?

6.Что такое мотор-барабан?

7.Что даёт дизель-генераторная силовая установка?

8.Как распределяется поток мощности экскаватора непрерывного действия?

9.Как определить окружную скорость по зубьям ротора?

10.Как определить тяговое усилие ленты транспортёра?

ЗАКЛЮЧЕНИЕ

Лабораторный практикум позволит студентам лучше изучить конструкции машин для разработки грунтов, их технические характеристики и освоить мето- ды расчёта основных параметров изучаемых машин. При выполнении лабора- торных работ студенты закрепляют теоретические знания, выполняя практиче- ские измерения и расчёты.

В целом лабораторный практикум позволит сформировать профессио- нально-специализированные компетенции о назначении, областях применения, классификации и конструкциях основных типов машин для разработки грунтов, а также ознакомить с методиками расчёта их основных параметров.

107

БИБЛИОГРАФИЧЕСКИЙ СПИСОК РЕКОМЕНДУЕМОЙ ЛИТЕРАТУРЫ

1.Доценко А.И. Машины для земляных работ: учеб. для вузов / А.И. Доценко, Г.Н. Карасёв, Г.В. Кустарев, К.К. Шестопалов. – М.: «Издательский Дом «БАСКЕТ»», 2012. – 688 с.

2.Машины для земляных работ: Конструкция. Расчёт. Потребительские свойства: учеб. пособие: в 2 кн. Кн. 1: Экскаваторы и землеройно- транспортные машины / Белгород. технол. ун-т; под общ. ред. В.И. Баловнева. – Белгород, 2011. – 400 с.

3.Машины для земляных работ (раздел «Экскаваторы»): метод. указания к лаб. и практич. занятиям / Воронеж. гос. арх.-строит. ун-т.; сост.: Ю.М. Бузин. – Воронеж, 2010. – 45 с.

4.Никулин П.И. Машины для земляных работ: лаб. практикум / П.И. Никулин, В.Л. Тюнин; Воронеж. гос. арх.-строит. ун-т. –

Воронеж, 2010. – 69 с.

5.Строительные машины: Справочник: в 2 т. Т. 1: Машины для строительства промышленных, гражданских сооружений и дорог / Под общ. ред. Э.Н. Кузина. – М.: Машиностроение, 1991. – 496 с.

108

ПРИЛОЖЕНИЕ

Таблица П.1

Техническая характеристика гусеничных бульдозеров с рыхлителями

Таблица П.2

Краткая техническая характеристика автогрейдеров

109

Таблица П.3 Краткая техническая характеристика грейдер-элеваторов

Таблица П.4 Краткая техническая характеристика самоходных скреперов

110