книги / Основы проектирования многоковшовых экскаваторов непрерывного действия
..pdfоткуда |
|
|
|
2 Pol (Рр + |
1с) f Gplc + |
(gc + S K + |
grp) ^2 " |
ST = ----------------------------- |
K----- |
:----------------------- |
. (6.86) |
где 2P0i — касательное |
усилие резания всех ковшей, на |
ходящихся |
в работе, приложенное к ковшу, |
находящемуся на выходе, кН; |
|
Gp — сила тяжести ротора и |
редуктора привода, |
кН; |
|
gc — сила тяжести стрелы, кН; |
с натяжным и при |
gK— сила тяжести конвейера |
|
водным барабаном, лентой и опорами, кН; |
|
grp — сила тяжести грунта, Н; |
|
ST— усилие в полиспасте, кН; Rp — радиус ротора, м;
1С— длина стрелы, м;
h — расстояние от направления каната полиспаста до оси крепления стрелы.
Усилие в канате SKлебедки
SK |
ST |
|
|
1 |
|
||
|
|
||
здесь 1 — кратность полиспаста. |
|
||
Мощность лебедки определяют по формулам |
|
||
|
SK- |
|
|
|
1020 |
|
|
или |
|
|
|
М ш |
_ SKD-OJ |
(6.87) |
|
1020т] |
= ~2040тГ ’ |
||
|
здесь М — крутящий момент на барабане, кН; D — диаметр барабана, м;
о — угловая скорость барабана, рад/с2;
V — линейная скорость каната V= 2—5 м/с.
При гидравлическом приводе исполнительные органы на усилие Sp= (l,2 —1,30)ST, в этой формуле коэффициент 1,2-т-1,3 учитывает потери давления вследствие утечек жид кости в неплотностях и запас мощности цилиндра для пре одоления стопорения.
Рис. 6.9. Расчетная схема для определения усилия на штоке гидравлического цилиндра подъема
Зная расчетное усилие, определим диаметр цилиндра
D = 1,58 j / i E , |
(6.88) |
где р — номинальное давление, МПа; р= (10,0-^ 16,0).
По диаметру цилиндра и количеству одновременно рабо тающих цилиндров вычислим производительность насоса
Q = 0,785D2Vm, см3/с, |
(6.89) |
|
здесь ш — количество параллельно |
работающих |
цилиндров; |
V — скорость хода поршня; |
V= 10-т-15 м/мин, но не |
|
свыше 0,5 м/с. |
|
|
Зная производительность, определим мощность на валу на соса
N =■ |
_____Qp______ |
(6.90) |
45 • \ 0 % у]г 7]0б |
||
где Q — л/мин; |
|
|
т|м — механический КПД: г|м = 0,98; |
действия: |
|
г]г — гидравлический |
коэффициент полезного |
|
т]г — 0,98—0,099; |
|
|
т]об — объемный КПД: г|0б = 0,99—1,0.
6.6. РАСЧЕТ СТРЕЛЫ РОТОРА
Стрела ротора представляет из себя пространственную прямоугольную ферму. Она воспринимает нагрузки: усилия копания Poi и Р02; силы тяжести ротора Gp; привода ротора с редукторами Gnp; металлической конструкций gc; конвей ера ленты и опорных роликов gK, грунта grp и натяжной стан ции gn.
На рис. 6.10 приведена схема действующих нагрузок в вертикальной и горизонтальной плоскостях и сил, сжимаю щих стрелу. Стрела ротора работает в горизонтальном и на клонном положениях. В горизонтальном положении макси мальными деформациями являются изгибающие, от действия вертикальных сил, в наклонном — сжимающие.
Наибольший изгибающий момент М в сечении под под веской стрелы определяют по формулам:
стрела горизонтальна:
M= +2P oili+ G pl2+Gnpl3+gHl4+ (&р+&л+ |
|
+ Sfa>) ---- SP02h—P0u(h+Rp) =0, |
(6.91) |
где li; 12; 13; U — плечи приложенных сил, м;
2P0i — сумма касательных усилий резания, при веденных к выходу ковша;
2 Ро2 — усилие отпора, приведенное к ковшу на чала резания;
знак ± определяет вращение ротора, работает он верхним или нижним черпанием;
Sff7
Рис. 6.10. Расчетная схема стрелы ротора
стрела наклона под максимальным углом 20°:
MI = ± 2 P QI1I + Gpl2+:Gnpl3+&HU+ (gp+ gc +
+ ё г р ) - к |
- cos20°—P02h—P0i i (h + RP) . |
(6.92) |
Изгибающий момент в пролете за подвеской от сил |
тяже |
|
сти стрелы, конвейера и грунта |
|
|
(gc + gp+ grp+ gfl)x |
(6.93) |
|
МX |
2 |
|
|
|
|
Наибольший момент в середине пролета х = - |- |
|
|
_ |
(gc + gp+grp + gn) |
(6-94) |
Мтах — |
- t - Т - |
Сжимающее усилие в стреле при горизонтальном положении складывается из проекции на ось стрелы, усилия подвески, натяжения ленты конвейера 2Si и лобового сопротивления Р02 при резании:
Ncm= 2Si + STCOSY + Р02* |
(6.95) |
213
Горизонтальные ветровые нагрузки и боковое усилие при ре зании 2Рб = 0,ЗРо1
Мизб = 4 г + рб1 , |
(6-96) |
где w — интенсивность ветровой нагрузки.
Усилие сжатия наиболее нагруженной ветви стрелы для че тырехгранной конструкции
|
__1__ |
Nmax [ |
M |
B |
I |
M |
H3 |
6 |
||
Ni = |
|
т И З |
|
i n |
(6.97) |
|||||
COS an |
|
4 |
^ |
2h |
|
|
2b |
|||
|
|
|
|
|
||||||
здесь an — угол наклона |
рассматриваемого элемента по |
|||||||||
|
яса к оси стрелы; |
|
|
|
|
|
|
|||
h и b — высота и ширина стрелы; |
|
момент в верти |
||||||||
Мизв — максимальный |
изгибающий |
|||||||||
|
кальной плоскости; |
|
|
|
|
|
|
|||
Мизб — изгибающий |
момент в горизонтальной плос |
|||||||||
|
кости. |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
Знак перед членами формулы, содержащими моменты, вы бирают в зависимости от рассматриваемой ветви, так как го ризонтальные нагрузки могут быть направлены в обе стороны,
аизгибающие моменты должны только суммироваться.
Всреднем сечении фермы при ai = a2=0
N |
l_ |
М в |
(6.98) |
|
iV i H3 |
||||
“ |
2h |
|||
|
|
Если стрела наклонена, усилие в подвеске следует опре делять с учетом угла наклона а, приближенно можно счи
тать
ST'= STCOS a.
Сжимающее усилие у пяты стрелы находят из суммы про екций всех сил на ось стрелы.
Основные технические данные роторных экскаваторов, серийно выпускаемых ,в СССР
Показатели |
3 ЭР- |
ЭРГ- |
ЭРГ- |
ЭРПД- |
||
400 1Z— |
4°од i f - |
|||||
500—2 |
1250 |
|||||
|
|
|
1,5 |
|
|
|
Теоретическая производитель |
625 |
1370 |
1370 |
1250 |
||
ность в рыхлой массе, м3/ч |
||||||
Удельное усилие |
резания, МПа |
0,5—0,7 |
0,5—0,7 |
0,5—0,7 |
1,0—1,4 |
|
Максимальный радиус копания, |
18,0 |
23,5 |
23,0 |
24,4 |
||
м |
|
|||||
Высота копания |
(уступа), м |
12,5 |
17,0 |
15,0 |
16 |
|
Глубина копания, м |
0,5 |
1,5 |
1.5 |
1 , 6 |
||
Диаметр ротора, |
м |
5,0 |
6,43 |
6,46 |
6,46 |
|
Число ковшей |
|
а |
9 |
9 |
9 |
|
Количество разгрузок |
63,5 |
57 |
76,5 |
56,5 |
||
Расчетная емкость ковша, м3 |
0 , 2 0 |
0,40 |
0,30 |
0,27 |
||
Мощнбсть привода ротора, кВт |
160 |
250 |
320 |
— |
||
Ширина конвейерной ленты, м |
1,2 |
1 . 2 |
1 , 2 |
1 , 2 |
||
Масса, т |
|
196 |
578 |
550 |
600 |
|
|
ЭРГ- |
ЭРШР- |
ЭРШРД- |
Показатели |
40 |
1600 ~ |
||
|
|
1 600 5о"31 |
ЭРШРД-5000 |
5250 |
|
|
|
|
|
Теоретическая |
производитель |
2700—4500 |
3500—5000 |
5250 |
ность в рыхлой массе, м3/ч |
||||
Удельное усилие |
резания, МПа |
0,7—1,2 |
1 ,0 - 1 ,5 |
0,7—1,4 |
Максимальный радиус копа |
55,0 |
74,0 |
56,0 |
|
ния, м |
|
|||
Высота копания |
(уступа), м |
40 |
40 |
38 |
Глубина копания, м |
1 0 |
7 |
7 |
|
Диаметр ротора, |
м |
13 |
16,0 |
1 2 , 6 |
Число ковшей |
|
1 0 е |
1 0 * |
2 2 |
|
|
|
16 |
|
Количество разгрузок |
30—50 |
56,4—80 |
1 2 0 |
|
Расчетная емкость ковша, м3 |
— |
1 , 0 |
— |
|
Мощность привода ротора, |
4000**. |
4100** |
1250 |
|
кВт |
|
1 0 0 0 |
1150 |
|
Ширина конвейерной ленты, м |
2 , 0 |
2 , 0 |
2 , 0 |
|
Масса, т |
|
4400 |
4700 |
4400 |
* Над чертой — для ЭРШ Р-1600~ , под чертой — для ЭПШРД-5000.
** Над чертой — общая мощность, включая привод ротора, конвейе ров, роторной стрелы и разгрузочной, поворотного механизма, подъема ро тора.
Техническая характеристика карьерных роторых экскаваторов зарубежного производства, применяемых в СССР [2]
|
|
|
|
|
ФРГ |
|
|
|
Показатели |
|
|
|
ЛМГ |
|
|
|
|
|
|
|
Rs—600' |
16,5 |
|
|||
|
|
|
Rs—350 |
Q 5 3 |
|
|||
|
|
|
-jjg- 4 |
|||||
Теоретическая производительность |
|
750 |
|
|
900 |
|
||
в рыхлой массе, м3/ч |
|
|
|
|
|
|||
Расчетное усилие копания, |
|
|
|
|
|
|
|
|
кгс/см2 / МПа |
\ |
3,0 |
/0,3 |
\ |
5,0 |
/0,5 |
\ |
|
кгс/см |
\ кН/м |
J |
35 |
\35 |
) |
70' |
[70 |
) |
Высота копания, м |
|
|
13 |
|
|
16,5 |
|
|
Глубина копания, |
м |
|
|
0,5 |
|
|
0,5 |
|
Максимальный вылет оси ротора, м |
15+3* |
|
|
19+4* |
||||
Радиус разгрузки, |
м |
|
|
15 |
|
|
15' |
|
Диаметр ротора по зубьям ков |
|
5,6 |
|
|
|
|
||
шей, м |
|
|
|
|
|
6 |
|
|
Частота вращения |
ротора, об/мин |
|
4,5 |
|
|
3,7 |
||
Число ковшей |
|
|
|
0,35 |
|
|
0 , 6 |
|
Емкость ковша, м3 |
|
|
8 |
|
|
6 |
|
|
Емкость полости под ковшом, м3 |
|
1 |
|
|
1 |
|
||
Ширина конвейерной ленты, м |
|
1 |
|
|
1 , 2 |
|||
Мощность привода ротора, кВт |
|
54 |
|
|
1 1 2 |
|
||
Мощность привода поворотной |
|
|
|
|
|
|
||
платформы, кВт |
|
|
7,5X1 |
|
|
50X1 |
||
Установленная мощность электро |
|
450 |
|
|
830 |
|
||
двигателей, кВт |
|
|
|
|
|
|
||
Масса, т |
|
|
|
2 2 0 |
|
|
850 |
|
Среднее давление на грунт, |
|
1,42(142) |
|
1 ,1 ( 1 1 0 ) |
||||
кгс/см2 (кПа) |
|
|
|
* Величина выдвижения стрелы ротора.
|
|
|
ФРГ |
|
Показатели |
ЛМГ |
«Лаухгаммер» |
||
|
24 |
|
||
|
|
|
SchRs— 500 |
|
|
|
SchRs—1500 — |
||
Теоретическая производительность |
|
|
|
|
в рыхлой массе, м3/ч |
|
5000 |
1850 |
|
Расчетное усилие копания, |
|
|
|
|
кгс/см2 |
/ МПа \ |
5,3 |
/0,53 \ |
10,0/ 1,0 \ |
кгс/см |
у кН/м) |
70 |
[70 ) |
120 у 120 ) |
Высота копания, м |
|
|
24 |
13,0 |
Глубина копания, м |
|
|
6 |
3 |
Максимальный вылет оси ротора, м |
|
45 |
28 |
|
Радиус разгрузки, м |
|
|
27 |
41 |
Диаметр ротора по зубьям ковшей, м1 |
|
"13 |
7 |
|
Частота вращения ротора, об/мин |
3,6— 5,6 |
3,1— 7,8 |
||
Число ковшей |
|
|
10 |
8 |
Емкость ковша, м3 |
|
|
1,3 |
0,5 |
Емкость полости под ковшом, м3 |
|
0,7 |
0,12 |
|
Ширина конвейерной ленты, м |
|
Г,8 |
1,2 |
|
Мощность привода ротора, кВт |
350X2 |
235X2 |
||
Мощность привода поворотной |
|
|
|
|
платформы, кВт |
|
|
60X2 |
18X2 |
Установленная мощность электродви |
|
|
|
|
гателей, кВт |
|
|
•2584 |
1120 |
Масса, т |
|
|
2408 |
836 |
Среднее давление на |
грунт, |
|
|
|
кгс/см2 (кПа) |
|
1,1(П0) |
1,0(100) |
|
|
ГДР |
|
|
|
Показатели |
«Лаухграммерверк» |
||||
SRs(k)—2000-^5. |
SRs—2400— + UR |
||||
|
|
||||
|
|
3,5 |
|
9 |
|
Теоретическая производительность |
3500—4500 |
|
6600 |
||
в рыхлой массе, м3/ч |
|
||||
Расчетное усилие копания, |
|
|
|
||
кгс/см2 / МПа \ |
14—11 /1,4—1,1 |
\ |
7,5 /0,75\ |
||
кгс/см |
у кН/м ) |
180—130 ^180—130 ) |
1 2 0 U 2 0 ) |
||
Высота Копания, м |
|
28 |
|
35 |
|
Глубина копания, м |
3,5 |
|
9 |
||
Максимальный вылет оси ротора, м[ |
37 |
|
58,5 |
||
Радиус разгрузки, |
м |
40,5 |
|
1 2 1 |
|
Диаметр ротора по зубьям ковшей, м |
1 1 |
|
12,5 |
||
Частота вращения |
ротора, об/мин |
3,4; 4,1 |
|
4,6 |
|
Число ковшей |
|
2 2 ) |
|
1 0 |
|
Емкость ковша, м3 |
|
0,46 |
|
1,7 |
|
Емкость полости под ковшом, м3 |
0,37 |
|
0,7 |
||
Ширина конвейерной ленты, м |
1 , 8 |
|
2,25 |
||
Мощность привода |
ротора, кВт |
630X2 |
|
630X2 |
|
Мощность привода поворотной |
80X4 |
|
38X3 |
||
платформы, кВт |
|
|
|||
Установленная мощность электродви- |
|
5750 |
|||
гателей, кВт |
|
3200 |
|
||
Масса, т |
|
2160 |
|
3250 + 1250 |
|
Среднее давление на грунт, кгс/см2 |
1,37(137) |
|
1,13(113) |
||
(кПа) |
|
|