книги из ГПНТБ / Родин И.И. Проектирование одноковшовых строительных экскаваторов учеб. пособие

Т а б л и ц а 16

Значение удельного сопротивления капанию К уд, коэффициентов разрыхления К Р и наполнения К р [10, 111

рукояти у экскаваторов с гидравлическим .приводом, при мак­ симальной толщине стружки, по формуле

обеспечения полного наполнения ковша на пути до напорного вала:

q — емкость ковша, м3.

Усилие копанию для обратной лопаты находится по тем же формулам, что и для прямой лопаты.

62

*

Усилие копанию экскаватора с ковшом драглайн находят при работе на откосе с углом свыше 25° по формуле

Здесь q — емкость ковша, л<3-;

Кн — коэффициент наполнения (табл. 16); КР — коэффициент разрыхления;

qnp — объем призмы волочения;

/к — длина пути наполнения, равная (4-^5) 7; I — длина ковша, м;

Куд — удельное сопротивление копанию. Толщина стружки может быть определена по формуле:

где b — ширина ковша, м.

§ 3. Выбор основных параметров подъемного механизма

Подъемный механизм рассчитывают на максимальное сто­ порное усилие SJIKmax* возникающее в подъемном канате в момент стопорения, когда реализуется вся мощность двигате­ ля.

Это усилие может быть найдено по усилию Sn на блоке ковша при передаче всей мощности двигателя на подъем.

При одномоторном приводе S

Усилие на блоке ковша Sn можно определить аналитиче­ ски или графически. Аналитически оно определяется из урав­ нения суммы моментов сил относительно напорного вала (рис. 14).

63

Н а п о р н ы й м е х а н и з м п р я мо й л о п а т ы

Напорное усилие на рукояти должно преодолеть реакцию грунта Р02, 'Составляющую аилу полиспаста подъема ковша, направленную вдоль рукояти, а при положении ковша выше оси напорного вал а — составляющую веса ковша с грунтом и вес рукояти.

Напорное усилие определяется для трех положений:

— заброс ковша к гусеницам — в начале копания;

—конец копания, когда рукоять находится на уровне на­ порного вала и полностью вытянута;

—вынос ковша на полный вылет и максимальный подъем

его.

Активное напорное усилие определяется графически, пу­ тем построения многоугольника сил, или аналитически, состав­ лением уравнения моментов сил относительно оси напорного

вала (рис. 15). Для первого расчетного случая угол наклона стрелы берется 50—60°, усилие отпора Р02= 0,1 Р0ь Для вто­ рого случая угол наклона стрелы принимают сс=45°, усилие

отпора Ро2 = 0,2 Р0ь Д ля третьего расчетного случая стрела

Рис. 15. Схема определения напорного усилия: I — в на­ чале копания; II — на высоте напорного вала; III — на максимальной высоте копания и полном вылете рукояти.

принимается под углом 55—60°, рукоять полностью выдвину­ та, ковш, наполненный грунтом, находится в верхнем поло­ жении копания. В этом случае напорное усилие будет пассив­ ным и служит для удержания рукояти при помощи тормоза или контртока.

Пассивное напорное усилие обычно бывает больше актив­ ного, и им пользуются при расчете рукояти на сжатие.

Усилие обратного хода рукояти проверяют только для оп­ ределения скорости возврата. Оно должно быть достаточным для втягивания ее из отвесного положения в начале копания.

Скорость напора выбирают из табл. 18 и проверяют по фор­ муле

I

ѵн = —— hiIсек ,

где / — наибольший ход рукояти при последней стружке;

t — продолжительность копания, сек.

Скорость возвратного движения .рукояти принимается в пре­ делах

Обратная лопата. Расчетным положением для обратной

лопаты служит окончание копания и подход ковша к поверх­ ности стоянки машины, когда действуют максимальное уси­ лие резания, полный вес грунта и имеются максимальные плечи (рис. 16).

Усилие подъема стрелы после окончании копания опреде­ ляется из уравнения моментов сил, действующих на рабочее оборудование относительно пяты стрелы в точке А;

г п где г'п — расстояние от пяты стрелы до подъемного каната.

Усилие в тяговом канате находят из уравнения моментов всех сил относительно шарнира крепления рукояти к стреле

в точке В:

66

Т а б л и ц а 18

Рекомендуемые скорости рабочих движений одноковшовых универсальных строительных экскаваторов с емкостью

где а — предельный угол откоса, равный от 30 до 45° в зави­ симости от крепости грунта. Меньший угол — для тя­ желых грунтов, больший—для легких I—II категории.

Рис. 16. Схема определения усилий в подъемном и тяго-

•вом канатах обратной лопаты.

Рабочее усилие в подъемном канате Sn принимают в за­ висимости от веса ковша. Оно составляет:

Максимальные расчетные усилия принимаются в момент сто­ порения аналогично, как и для прямой лопаты многомотор­ ного привода (5.17), (5.18).

Канаты для экскаваторов применяют нераскручивающие, комбинированной свивки типа ТК 6X37 = 222 (ГОСТ 3071-55)

и6X19=114 (ГОСТ 3070-55); для тяговых лебедок драглай­

на — ЛК-0 6Х 19=114 (3081-55). Диаметр подъемного каната определяется по максимальному статическому усилию Snkmax при запасе прочности К = от 4 до 5.

Диаметр барабана лебедки и блоков и коэффициент за­ паса прочности принимают по данным табл. 19 и 20.

При выборе соотношения -т^- желательно применять

OR

большие значения. Следует помнить, что увеличение диаметра

68

блока и коэффициента запаса прочности способствует уве- •личен.ию срока службы каната.

Рабочая длина барабана подъемной или тяговой лебедки находится по формуле:

Le = t + Z j м , (5.24a)

где t — шаг винтовой канавки, равный dK+ (2 —3), мм; Z — число запасных витков, равное 2-1-2,5;

L — длина наматываемого каната.

Для всех барабанов рекомендуется применять однослой­ ную навивку. В случае многослойной навивки формула

где rn — число слоев навивки.

Зная диаметр барабана, можно определить скорость подъ­

Мощность, затрачиваемую на подъемный -механизм или тяговый, определяют по формуле:

69

70

71

которые показатели: динамическую устойчивость, динамику привода, упругость и быстродействие системы.

Параметрами, характеризующими систему, являются: мощность N, давление р, производительность Q, постоянная насоса qn и гидродвигателя qm и их числа оборотов пн и nm; коэффициенты полезного действия — механический г|м, гид­ равлический г|г, объемный т]об и полный; емкости гидросистем и баков W. Давление р жидкости в системе создает силу на штоке цилиндра S или крутящий момент Мк, p-»-S; р—<-Мк. Производительность Q или расход жидкости в системе обес­ печивает скорость и или число оборотов п; Q—>-щ Q-э-п.

Выбор параметров гидропривода производится по наибо­ лее натруженному механизму. При одновременной работе не­ скольких механизмов затраты энергии суммируются и тем самым обеспечивается выполнение совмещенных движений.

На экскаваторах к совмещенным движениям относятся: набор грунта и подъем стрелы, набор грунта и поворот ков­ ша, подъем стрелы я поворот платформы и др. Для опреде­ ления мощности максимальную затрату энергии принимают за расчетную.

У с и л и я при р а б о т е п р я м о й и о б р а т і н о й л о п а т

Усилие копания на зубьях ковша определяют по формуле (5.13).

Усилие, действующее на шток цилиндра, находят аналити­ чески или графически: составляя уравнение моментов сил от-

•ноеительно оси вращения (рукояти, пяты стрелы, шарнира крепления ковша) или из многоугольника сил для каждого положения рукояти (стрелы, ковша) по схеме траектории ко­ пания, разбитой на 8—10 положений (рис. 17). Из схемы траектории копания определяется расстояние гцр от оси ци­ линдра до шарнира крепления рабочего оборудования, [вели­ чина которого переменна. Усилие на штоке цилиндра рукоя­ ти прямой лопаты (рис. 18) находят по формуле:

72