Экскаватор ЭО-4328

3.4. Работы по разработке и перемещению грунта в тело насыпи с помощью экскаватора

В задании к РГР для работ по разработке и перемещению грунта в насыпь задан экскаватор ЭО-4328.

Экскаватор – это землеройная машина, предназначенная для разработки грунтов и полезных ископаемых с последующим их перемещением и выгрузкой в отвал или в транспорт.

Рабочий процесс экскаватора включает операции резания грунта и наполнения ковша, транспортирования грунта, разгрузки ковша, возвращения в рабочее положение и перемещения самого экскаватора.

Одноковшовые экскаваторы классифицируют по виду рабочего оборудования, по исполнению рабочего оборудования, по виду ходовых устройств, по возможности вращения поворотной части, по числу установленных двигателей.

3.4.1. Характеристики, технологическая карта и схема рабочей машины

Таблица 4. Характеристики рабочей машины ЭО-4328

Показатель	Обозначение	Единицы измерения	Значение
Тип ходового устройства	-	-	Колёсный
Основной вид рабочего оборудования	-	-	Обратная лопата/двухчелюстной грейфер-захват
Емкость ковша		м3	1,25
Максимальная глубина копания	-	м	6,2
Максимальный радиус копания	-	м	10,25
Максимальная высота выгрузки	-	м	7,17
Мощность двигателя		л.с.	230,0
		кВт	169,0
Транспортная скорость		км/ч	25,0
Эксплуатационная масса	-	кг	23840
Габаритные размеры	-	мм	10430х5530х3500

Рис 4. Схема экскаватора. - Сила резанья, - Сила тяжести ковша и грунта, - Сила тяжести рукояти, - Подъёмное усилие

3.4.2. Тяговый расчет рабочей машины

Для обеспечения работы экскаватора требуется рассчитать требуемую мощность двигателя ( ) и сравнить ее с мощностью двигателя заданной рабочей машины ( ) со следующим отношением:

Если мощность двигателя значительно превышает требуемую, следует увеличить емкость ковша, с последующим перерасчетом .

Формула для определения требуемой мощности двигателя:

где – подъёмное усилие, кН; –скорость подъёма ковша, м/с, согласно технике безопасности должна быть не более 0,6 м/с, принимаем ; – КПД трансмиссии, доли ед., принимается равным 0,9.

Из схемы бульдозера (рис. 4) сумма моментов всех сил должна равняться нулю:

Исходя из этого подъемное усилие определяется по формуле:

где – сила резанья, кН; , – сила тяжести ковша с грунтом и рукояти соответственно, кН; , , , – отрезки от нулевой точки до места приложения сил (плечи сил), м.

Сила резанья , кН:

где – удельное сопротивление грунта резанью, кН/м², (указано в задании); – ширина захвата, м; – толщина стружки, м.

Ширина захвата , м:

где – ёмкость ковша, м³, табл. 4.

Толщина стружка , м:

где – высота напорного вала, м; – коэффициент рыхления грунта, доли ед., , принимаем .

Высота напорного вала , м:

Сила тяжести ковша с грунтом , кН:

где – вес ковша с грунтом, кН; – вес грунта, кН;

Вес ковша с грунтом , кН:

Вес грунта , кН:

где – объёмная масса грунта, т/м³, , принимаем ; – ускорение свободного падения, м/с², .

Сила тяжести рукояти , кН:

Плечо силы резанья , м:

где – длина рукояти и высота ковша, м.

Длина рукояти , м:

Высота ковша , м:

Плечо силы тяжести ковша с грунтом , м:

Плечо силы тяжести рукояти , м:

Плечо подъёмного усилия , м:

Проверим условия:

Условие выполняется.

Мощность двигателя значительно превышает требуемую. Принимаем данную лопату, так как это максимально возможная по ёмкости лопата.

3.4.3. Расчет часовой производительности рабочей машины

Часовая производительность , м³/ч:

где – коэффициент наполнения ковша грунтом, доли ед., , принимаем ; – коэффициент использования рабочего времени, доли ед., ; – коэффициент трудности разработки грунта, доли ед., ; – время цикла, с.

Время цикла , с:

Для упрощения расчетов можно принять приблизительно:

Характеристика по весу	, с
Легкий	29
Средний	39
Тяжелый	59

Принимаем , т.к. заданный экскаватор является тяжелым.