3535

Расчет усилий в подъемном механизме

Усилия в подъемном механизме лопаты, соответствующие вертикальному положению подъемного

каната 900 и горизонтальному положению рукояти

00 , принимают за номинальные при определении

мощности двигателя во время копания.

Определим усилия и мощности двигателя механизма подъема в отдельные периоды работы экскаватора в течение одного цикла.

Усилие при копании

где L3 = LН =8,1 м; ККЛ – коэффициент, для IV категории породы ККЛ =2,35-3,1.

Сила тяжести ковша и породы

где gПОР – плотность горной породы в целике, т/м3, для IV категории породы gПОР =3,0-3,5 т/м3;

Кр–коэффициент разрыхления, для IV категории породы Кр=1,3-1,37.

Сила тяжести рукояти, создающая момент сопротивления при копании

напорного вала; LP – длина плеча приложения силы GР до оси напорного вала;

ПЛ

где vПЛ =0,95 м/с согласно техническим данным ЭКГ-10

(табл. 5.6)

При двухдвигательном электроприводе напора мощность каждого из них составит

Р ДВ.П = РП.СВ /2= 572/2 =286 кВт.

Ближайшим по мощности подходит экскаваторный электродвигатель постоянного тока МПЭ 350 – 900 – У2 (табл. 5.7)

Согласно рассчитанным значениям построены нагрузочная диаграмма и тахограмма механизма подъема

(рис. 5.15).

Рис. 5.15. Нагрузочная диаграмма и тахограмма механизма подъема

5.6. Электропривод напора карьерного экскаватора

Лебедка напора предназначена для сообщения рукояти возвратно-поступательного движения.

Кинематическая схема лебедки приведена на рис. 5.16. Лебедка приводится в действие электродвигателем постоянного тока. Редуктор напорной лебедки горизонтальный трехступенчатый цилиндрический. Первые две ступени косозубые, последняя ступень – прямозубая.

Первая и вторая ступени – раздвоенные. На левом конце выходного вала редуктора напрессован неразъемный барабан, на правом – разъемный барабан. Для предохранения напорной лебедки от динамических нагрузок, возникающих при стопорении ковша в забое, служит шинная муфта, которая состоит из двух полумуфт, резинокордной оболочки и двух дисков. Номинальный передаваемый крутящий момент составляет 5500 Н·м. Муфта соединяет двигатель с редуктором, допуская кратковременно трехкратную перегрузку.

Для напорного механизма экскаватора ЭКГ-10 характерна совместная работа с механизмом подъема. При правильной координации подъемного и напорного движений ковш снимает

Рис. 5.16. Кинематическая схема лебѐдки напора: 1 – редуктор, 2 – двигатель, 3 – шинная муфта,

4 – тормоз, 5 – барабан, 6 – барабан разъѐмный

равномерную стружку на всем пути наполнения. По мере продвижения ковша в забое скорость напорного движения должна снижаться во избежание чрезмерного увеличения толщины стружки, при этом усилие будет возрастать, поскольку механизм напора воспринимает, кроме повышенного сопротивления грунта, составляющую усилия подъемного каната.

Требования к электроприводу напора

На основании анализа работы напорного механизма можно сформулировать следующие специфические требования к приводу напора:

-привод должен обеспечить быстрое возрастание скорости и вращающего момента в начальный период пуска;

-время реверсирования механизма должно быть минимальным;

-скорость обратного движения рукояти должна быть больше скорости прямого хода;

-диапазон регулирования скорости должен 4..6:1; Электропривод напора относится к главной группе

приводов и предназначен для регулирования величины снимаемого слоя и заполнения ковша.

Расчет мощности электропривода напора

По аналогии с расчетом мощности электродвигателя механизма напора /38/ необходимо определить усилия, действующие на отдельных этапах технологического процесса.

где vСРНЛ = (0,1-0,3) vНЛ ;

При повороте платформы с груженым ковшом на разгрузку двигатель механизма напора в основном работает в тормозном режиме, преодолевая усилия, создаваемые весами груженого ковша и рукояти, также составляющей усилия в механизме подъема.

Поворот порожнего ковша в забой

Усилие напора в этом случае находится по формуле

NНЛ.З = (19,2 + 17,3)·10 4 = 36,5·10 4 Н.

Мощность механизма напора равна

Средневзвешенная мощность двигателя механизма напора за один цикл составит

Ближайший по мощности экскаваторный двигатель постоянного тока типа МПЭ-200-750У1-М (табл. 5.8).

Таблица 5.8 Двигатель постоянного тока типа МПЭ-200-750У1-М

По рассчитанным параметрам построим нагрузочную диаграмму и тахограмму механизма напора (рис. 5.17).