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

Показатель

Обозначение

Единицы измерения

Значение

Тип ходового

-

-

Гусеничный

устройства

Основной вид

Обратная лопата /

рабочего

-

-

прямая лопата

оборудования

Емкость ковша

к

м3

1,85 / 2,0 (2,5)

Максимальная

м

6,6

глубина копания

-

Максимальный

-

м

10,8/8,9

радиус копания

Максимальная

-

м

6,5/5,52

высота выгрузки

Мощность двигателя

N

л.с.

300

кВт

220,8

Транспортная

м/с

3,6

скорость

Эксплуатационная

-

кг

37900/38100

масса

Габаритные размеры

-

мм

11800х3200х3950

Если мощность двигателя значительно превышает требуемую, следует

увеличить емкость ковша, с последующим перерасчетом треб.

Формула для определения требуемой мощности двигателя:

треб

=

под

∙

под

где

– подъёмное усилие, кН;

–скорость подъёма ковша, м/с,

согласно

техникепод

безопасности

должна

бытьпод

не более 0,6 м/с, принимаем

под =

0,6 м/с;

– КПД трансмиссии, доли ед., принимается равным 0,9.

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

нулю:

= 01 ∙ 01 + к+гр ∙

к+гр

+ рук ∙ рук

− под ∙ под = 0

Исходя из этого подъемное усилие под определяется по формуле:

под =

01

∙ 01 + к+гр ∙

к+гр

+ рук ∙ рук

рукояти

под

01

к+гр

рук

места приложения сил (плечи сил01

),к+мгр.

,

рук

под

где

– сила резанья,

кН;

– сила тяжести ковша с грунтом и

соответственно, кН;

,

,

,

– отрезки от нулевой точки до

40

Сила резанья 01

, кН:

01 = 0

∙ ∙

2

где

– удельное сопротивление грунта резанью, кН/м , (указано в

задании);

0– ширина захвата, м;

– толщина стружки, м.

Ширина захвата , м:

= 3 к

3

где к – ёмкость ковша, м , табл. 4.

Толщина стружка , м: = 3 1,85 = 1,23 м

=

к

доли ед.,

н

∙ н ∙ р

, принимаем

р

р .

где

р = 1,15 ÷ 1,25

= 1,2

– высота напорного вала, м;

– коэффициент рыхления грунта,

Высота напорного вала н, м:

= 3,77 ∙ 3 1,85 = 4,63 м

н

= 3,77 ∙ 3 к

1,85

= 0,27 м

= 1,23 ∙ 4,63 ∙ 1,2

01 = 120 ∙ 1,23 ∙0,27 = 39,85 кН

Сила тяжести ковша с грунтом к+гр, кН:

к+гр

= ковша + гр

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

Вес ковша с грунтом ковша, кН:

1,85 ∙ 9,81 = 34,48 кН

ковша = 1,9 ∙ к ∙

= 1,9 ∙

41

Вес грунта гр, кН:

гр

= к

∙ об ∙

об = 1,5 ÷ 1,7.

где;

3

, принимаем

об– ускорение свободного падения, м/с ,

об = 1,6

– объёмная

масса

грунта,

т/м ,

= 9,81 м/с2

гр = 1,85 ∙

1,6 ∙

9,81 = 28,15 кН

к+гр

= 34,48 + 28,15 = 62,63 кН

Сила тяжести рукояти

рук, кН:

рук = 1,55 ∙ к −0,2 = 1,55 ∙1,85 −0,2 = 2,67 кН

Плечо силы резанья 01, м:

01 = рук + ковша

где рук, ковша – длина рукояти и высота ковша, м.

Длина рукояти рук, м:

рук = 5 ∙ 3 к = 5 ∙ 3 1,85 = 6,15 м

Высота ковша ковша, м:

3 к =

3 1,85 = 1,23 м

ковша =

01 = 6,15 + 1,23 = 7,38 м

Плечо силы тяжести ковша с грунтом

к+гр, м:

к+гр = рук + ковша

= 6,15 +

1,23 = 6,77 м

Плечо силы тяжести рукояти2 рук

, м:

2

рук =

рук

=

6,15

= 3,08 м

2

2

42

Плечо подъёмного усилия под

, м:

под

= рук = 6,15 м

под =

39,85 ∙7,38 + 62,63 ∙ 6,77 + 2,67 ∙ 3,08

= 118,1 кН

треб

6,15

= 78,73 кВт

= 118,1 ∙ 0,6

Проверим условия:

0,9

треб ≤ дв

78,73 кВт ≤ 220,8 кВт

Ширина захвата , м: = 3 к = 3 2,0 = 1,26 м

Толщина стружка , м:

=

к

∙ н ∙ р

Высота напорного вала н, м:

н = 3,77 ∙ 3 к = 3,77 ∙ 3 2,0 = 4,75 м

2,0

= 1,26 ∙ 4,75 ∙ 1,2 = 0,28 м

01 = 120 ∙ 1,26 ∙0,28 = 42,11 кН

Сила тяжести ковша с грунтом

к+гр, кН:

к+гр = ковша + гр

Вес ковша с грунтом ковша

, кН:

9,81 = 37,28 кН

ковша = 1,9 ∙ к

∙

= 1,9 ∙ 2,0 ∙

Вес грунта гр, кН:

= 2,0 ∙ 1,6 ∙ 9,81 = 31,39 кН

гр = к ∙ об ∙

к+гр

= 37,28 + 31,39 = 68,67 кН

Сила тяжести рукояти

рук, кН:

рук = 1,55 ∙ к −0,2 = 1,55 ∙ 2,0 −0,2 = 2,9 кН

Плечо силы резанья 01, м:

= рук + ковша

Длина рукояти рук, м:

01

рук = 5 ∙ 3 к = 5 ∙ 3 2,0 = 6,3 м

Высота ковша ковша, м:

3 к = 3 2,0 = 1,26 м

ковша =

01 = 6,3 + 1,26 = 7,56 м

Плечо силы тяжести ковша с грунтом к+гр, м:

к+гр = рук +

ковша

= 6,3 +

1,26

= 6,93 м

2

2

Плечо силы тяжести рукояти рук, м:

= 3,15 м

рук =

рук = 6,3

Плечо подъёмного усилия

под

2, м: 2

под

= рук = 6,3 м

под =

42,11 ∙7,56 + 68,67 ∙ 6,93 + 2,9 ∙ 3,15

= 127,52 кН

6,3

треб = 127,52 ∙ 0,6

= 82,24 кВт

Проверим условия:

0,9

треб ≤ дв

82,24 кВт ≤ 220,8 кВт

3. Прямая лопата с ёмкостью 2,5 м3

Сила резанья 01, кН:

01

= 0 ∙ ∙

Ширина захвата , м: = 3 к = 3 2,5 = 1,36 м

Толщина стружка , м:

=

к

∙ н

∙ р

Высота напорного вала н, м:

н = 3,77 ∙ 3 к = 3,77 ∙ 3 2,5 = 5,13 м

=

2,5

1,36 ∙ 5,13 ∙1,2 = 0,3 м

01 = 120 ∙ 1,36 ∙0,28 = 48,73 кН

Сила тяжести ковша с грунтом к+гр, кН:

к+гр = ковша + гр

Вес ковша с грунтом ковша, кН:

ковша = 1,9 ∙

к ∙ = 1,9 ∙2,5 ∙ 9,81 = 46,6 кН

Вес грунта гр, кН:

∙ = 2,5 ∙ 1,6 ∙ 9,81 = 39,24 кН

гр = к ∙ об

к+гр = 46,6 + 39,24 = 85,84 кН

Сила тяжести рукояти рук, кН:

рук = 1,55 ∙ к

−0,2 = 1,55 ∙ 2,5 −0,2 = 3,68 кН

Плечо силы резанья 01, м:

01 = рук + ковша

Длина рукояти рук, м:

рук = 5 ∙ 3 к = 5 ∙ 3 2,5 = 6,8 м

Высота ковша ковша, м:

ковша = 3 к = 3 2,5 = 1,36 м

01

= 6,8 + 1,36 = 8,16 м

Плечо силы тяжести ковша с грунтом к+гр, м:

к+гр = рук + ковша

= 6,8 + 1,36 = 7,48 м

рук

, м:

2

Плечо силы тяжести рукояти2

рук

=

рук

= 6,8 = 3,4 м

Плечо подъёмного усилия

под

2

2, м:

под

= рук = 6,8 м

под =

48,73 ∙8,16 + 85,84 ∙ 7,48 + 3,68 ∙ 3,4

= 154,74 кН

6,8

треб = 154,74 ∙ 0,6

= 103,16 кВт

Проверим условия:

0,9

≤ дв

треб

103,16 кВт ≤ 220,8 кВт