книги / Основы проектирования многоковшовых экскаваторов непрерывного действия
..pdfтранспортера; WKi, WK2, Wnep, Wi — сопротивления перемеще нию; v3 — скорость хода, м/ч.
2.1.7. Статический расчет
Рис. 2.4. Схема расчета устойчиво сти траншейных -экскаваторов
Статический расчет эк скаватора состоит из про верки устойчивости маши ны в рабочем и транс портном положениях от носительно точки А (рис. 2.4).
Положение равнодейст вующей всех вертикаль ных сил относительно точки А опрокидывания, удовлетворяющей усло вию равновесия, находим из выражения
G„ m, - |
G'pa - Рцр ш2 sin а |
(2.41) |
|
ш = ------------— g-----------------> |
|||
где m — координата |
приложения |
равнодействующей |
|
всех вертикальных сил, м; |
|
|
|
mi; а; ш2 — плечи приложения сил, м; |
давление |
на опор |
|
G — суммарное |
вертикальное |
ную поверхность в рабочем состоянии, кН; Go— масса экскаватора, кг;
Gp— масса ковшовой рамы с грунтом в ковшах, кг;
Рцр — суммарное усилие копания, кН. |
|
Масса экскаватора [9, 13] |
|
G0= (0,011+0,014) П0%. |
(2.42) |
Масса ковшовой рамы в сборе с ковшами и цепью |
|
Gp- (0,17 + 0,28)G0. |
(2.43) |
Суммарное вертикальное давление на опорную |
поверхность |
определяют по формуле |
|
G= G0-I-G'p + Pupsin а. |
(2.44), |
Здесь а — угол наклона ковшовой рамы, °. |
соотношения |
Коэффициент устойчивости ф находят из |
|
G |
( |
1 + |
6 е |
Чшах |
|
|
I |
|
|
Ъ%1 |
(2.50) |
||
|
|
|
|
Ь2/
Если е >"g" эпюра удельных давлений приобретает вид тре
угольника:
2G
Чгтах — Ь2/ 42min “ О
Е сли е> -^-, эпюра принимает вид треугольника, сторона ко
торого меньше:
Чзшах —2/3 |
Ь2 |
Экскаватор на колесном ходу. Давление на колеса рас пределяется прямо пропорционально плечам приложения равнодействующей всех вертикальных сил относительно оси и обратно пропорционально расстоянию между осями
Gt |
Gb, |
и G2 |
Gat |
(2.51) |
/ |
~ Г |
Здесь Gi — нагрузка на переднюю ось, кН; G2 — нагрузка на заднюю ось, кН;
G — общая масса машины с рабочим оборудовани ем, приложенная в центре тяжести, кг;
bi — расстояние |
от центра |
тяжести до задней оси, |
|
м; |
от центра |
тяжести до |
передней |
ai — расстояние |
|||
оси, м; |
|
|
|
1 — расстояние между осями. |
статиче- |
||
Размер пневмошин выбирают на нагрузку больше |
44
к полученной величине прибавляют усилие в це пи, вызываемое предвари-
^ тельным натяжением. Его определяют как натяже ние, создаваемое прови санием ковшовой цепи под действием собственной массы (рис. 2 .6 ).
Провисание цепи очер чивается по параболе. Кривизна ее определяется размером относительного провеса
Рис. 2.6. Кривая провисания |
К = |
а |
9 |
|
а |
L Q |
|||
ковшовой |
цепи и действующие |
где fa — стрела |
провеса |
|
активные |
и реактивные силы |
цепи по середине пролета при угле а наклона линии, соединяющей точки под веса цепи, м;
L0 — расстояние между точками подвеса, м.
Горизонтальная составляющая |
натяжения ковшовой це |
|
пи, провисающей по параболе, равна |
||
gu L02cosa |
|
gu*L()cosa |
8Е |
“ |
(2.54) |
W a |
Здееь^ц — погонная масса 1 м ковшовой цепи, кг/м. Натяжение цепи в точках подвеса О и А -равно, соответ
ственно: |
|
|
|
|
|
о0 |
— |
Sr |
SA° = |
S2 |
(2.55) |
COS a |
COSaA |
||||
S 0 |
= |
|
|
|
|
С изменением угла наклона ковшовой рамы меняется зна чение коэффициента кривизны параболы Ка, и горизонталь ную составляющую определяют по формуле
с - _____ quLu2 cos2g 2 2 К З (L2 - W )
Здесь L — длина ковшовой цепи между точками подвеса. Величина натяжения SA° для малых' и средних моделей
экскаваторов в среднем составляет SA° = 2000—4000 Н. Допол
нительное натяжение цепи вследствие поворота ковша при не центрально приложенной нагрузке и встрече с препятствием вычисляют по эмпирической формуле
S _ m (рокр |
1170) ]/g u |
I |
15GUv 2 „гг |
(2.56) |
||
g |
L0 |
' |
g |
Р |
|
|
где Рокр— суммарное окружное |
усилие |
на |
приводных |
|||
блоках цепи, кгс; |
|
|
|
|
|
|
gq — погонная масса 1 м ковшовой цепи, кг/м; |
|
|||||
б ц — масса цепи с ковшами и грунтом, кг; |
|
|||||
vp — средняя скорость ковшовой цепи, м/с; |
|
|||||
L0— расстояние между точками подвеса цепи, м; |
||||||
g — ускорение силы тяжести, м/с; |
|
от величи |
||||
m — опытный |
коэффициент, |
зависящий |
||||
ны относительного |
провеса: |
для |
К45= 0,08; |
т = 0,58; К45= 0,05, т = 0,7.
Динамические усилия, возникающие в связи с неравномер
ным движением цепи на звездочке: |
|
|
|
Рд = |
Згс2 УР2 |
Од |
(2.57) |
tu z2 |
g |
|
|
|
|
Здесь t4 — шаг цепи, м;
z — число зубьев звездочки. Шаг цепи принимают от 160 до 200 мм.
Расчет звеньев цепи. Ковшовые цепи собираются из от дельных звеньев, состоящих из ковшового звена, промежу точного, соединительных пальцев и втулок (рис. 2.7). Звенья, втулки и пальцы изготавливаются из марганцевистой стали. Звенья цепи рассчитывают на растяжение максимальным уси лием и на растяжение и изгиб при огибании ими натяжных барабанов и звездочек. Максимальное натяжение в одной ра
бочей ветви принимается |
равным 2/3 Рр. Оно у |
приводных |
блоков составляет |
|
|
Рр = “д" (Рок + 5д) + 0,5SA°} |
(2.58) |
|
2Мкр |
|
|
где Рок = ------ к |
|
|
D |
|
|
на приводном блоке |
|
|
Рр1 = |
+ Sa + Рд) + 0,5S°a, |
(2.59) |
водной ветви рабочей цепи у натяжных барабанов
Втраншейных экскаваторах чаще всего применяют цепи следующих параметров: шаг t4—125; 160; 200 мм; высота звена Ьц—40; 50; 60 мм; диаметр втулки — 36; 40; 50 мм; до пустимая нагрузка на одну цепь к Н 12,50; 14,00; 20,00.
Pp2=0,5S0° + 0,8Sa. |
(2.60) |
Рис. 2.7. Схема крепления ковша к цепи: 1 — ковш, 2 — зуб ковша, 3 — косынка крепления ковша к ковшовому звену цепи, 4 — упорный уголок, 5 — упорный уголок на цепи, 6 — промежуточное звено, 7 — ковшовое звено цепи
При расчете звеньев цепи принимают: запас прочности — шестикратный; удельное давление в шарнире звена q= 35—
40Н/мм2.
2.1.9.Расчет механизма привода ковшовой цепи
Ковшовая цепь приводится в движение приводным валом (рис. 2 .8 ), на котором посажены на шпонках или шлицах при водные звездочки. Вал соединен с редуктором привода ков шовой цепи через предохранительное Устройство (рис. 2.9). Оно предназначено для предохранения цепей и трансмиссион-
Рис. 2.8. Расчетная схема при |
|
||
водного вала: |
1 — ленточная |
Рис. 2.9. Многодисковая фрик |
|
фрикционная |
муфта, |
2 — |
|
звездочка |
|
ционная муфта |
ных валов от ударных нагрузок при встрече режущих элемен тов с находящимися в грунте твердыми включениями.
К предохранительным устройствам предъявляются сле дующие требования:
мгновенное отключение двигателя и трансмиссии от рабо чего органа при недопустимых перегрузках;
быстрое включение устройства после срабатывания; возможность регулирования величины задаваемого крутя
щего момента; простота и удобство эксплуатации и обслуживания;
время срабатывания предохранительного устройства не должно превышать 0,2 с.
По конструктивному признаку предохранительные уст ройства разделяют на механические, электромагнитные и гидравличесие. Механические муфты могут быть пружинно дисковые (см. рис. 2.9), пружинно-роликовые и фрикционные с ленточным тормозом (рис. 2 .10), электромагнитные — элек тромагнитные порошковые, комбинированные с электромаг нитной тягой.
В современных отечественных и зарубежных экскаваторах чаще всего применяют пружцнно-дцсковые муфты и фрик ционные с ленточным тормозом.
Предохранительные муфты устанавливают на валу, име ющем меньший крутящий момент. Это даст возможность по лучить меньшие ее размеры.
Расчет пружинно-дисковых муфт. Муфту рассчитывают по максимальному передаваемому крутящему моменту
Мкр= 2яс[ц|ьиЬ1^, |
(2.61) |
где qy — удельное давление на диски, МПа;
р — коэффициент трения наклдаки по стали, р = 0,55; i — число трущихся поверхностей;
b — ширина накладки, см; b = (D—d) /2; D — наружный диаметр диска, см;
d — внутренний диаметр диска, см; R — средний радиус накладки, см. Удельное давление на диски
_ Мкр |
(2.62) |
|
2 TC(iib*R2
Удельное давление допускается до 0,2 МПа на каждый диск. Затем определяют усилие нажатия пружины Q для включения муфты:
Мкр |
(2.63) |
|
1 R р |
||
|