2 Практическое занятие – 10ч расчет ротационных рабочих органов каналокопателей и каналоочистителей

2.1 Общие сведения

Можно выделить шесть типов ротационных ра­бочих органов (рис. 2.1): I – однофрезерный (ко­пирующая фреза) с осью вращения, перпендикулярной к направлению движения машины и оси канала; II – двухфрезерный, с осью вращения, перпендикулярной откосу; III – двухроторный, с осью вращения, перпен­дикулярной откосу; IV – однофрезерный, с осью вра­щения, перпендикулярной откосу; V – однофрезерный, с осью вращения, параллельной направлению движения машины и оси канала; VI – однофрезерный, с осью вра­щения, наклонной к оси канала и горизонту.

Схемы расположения рабочих органов в разрабатываемом канале для указанных выше типов машин представлены на рис. 2.2. Режущие эле­менты (ножи) рабочих органов показаны на рис. 2.3: тип III имеет ножи а, II и IV – б, в, г, I – д, V – е и VI – ножи ж. Основные параметры сечения канала рис. 2.4.

Рис. 2.1 Типы рабочих органов и схемы их навески на базовую машину:

Ι – копирующая фреза; ΙΙ – двухфрезерный; ΙΙΙ – двухроторный (с гравитационной разгрузкой); IV – однофре­зерный (однороторный) с осью вращения, перпендику­лярной откосу; V – однофрезерный с осью вращения, па­раллельной оси канала; VI – однофрезерный с осью вращения, наклонной к осп канала и горизонту

Рис. 2.2 Схема расположения различных типов рабочих органов в ка­нале

Рис. 2.3 Ножи:

а – нож-ковш; б – прямой; в – г-образный; г – прямой гребенчатый; д – ча­шечный; е – нож-лопасть; ж – полукруглый

Рис. 2.4 Основные параметры сечения канала:

Н_к – глубина канала; b_д – ширина по дну; α_к – угол наклона откоса; δ_н – толщина наносов; S_Н – площадь наносов

2.2 Выбор основных параметров роторов с гравитационной разгрузкой

Диаметр ротора (тип III) по зубьям каналокопателя находят по формуле, (м):

(2.1)

где H_к – глубина канала, м;

k_p – коэффициент разрыхления грунта (табл. П1);

φ_г – угол естественного откоса насыпного грунта (табл. П1), град, (φ_г = arctg f_г, f_г – коэффициент трения грунта по грунту, табл. П1);

α_к – угол наклона откоса канала к горизонту, град;

S_К – пло­щадь поперечного сечения канала, м²:

, (2.2)

где b_д – ширина канала по дну, м.

Диаметр ротора без зубьев d_o можно принять из соотношения:

Ширина ротора, (м):

, (2.3)

где П_Т – техническая производительность, м³/ч;

k_н – коэффициент заполнения рабочего пространства ротора, ограниченного d_р и d_o, k_н = 0,52÷0,55;

i_p – число роторов;

n_p – частота вращения ротора, с^-1:

. (2.4)

Ширина ротора должна удовлетворять условию размещения роторов в канале:

(2.5)

Окружня скорость v_окр ротора (в пределах 2÷4 м/с):

(2.6)

где х – опытный коэффициент, (х = 0,4÷0,8);

r_p – радиус ротора, м, ();

g – ускорение свободного падения.

Рабочая скорость перемещения ра­бочего органа, (м/с):

, (2.7)

где S_К – площадь поперечного сечения канала, м².

Направление вращения ротора (фрезы), как прави­ло, принимают прямое (рис. 2.5).

Рис. 2.5 Направления вращения роторов (фрез): а – прямое; б – обратное

Толщина стружки (подача на один нож, м) δ:

(2.8)

где v_K – скорость перемещения рабочего органа, м/с;

z_н – число но­жей по окружности рабочего органа в каждом ряду, в плоскости перпендикулярной оси вращения. Число ножей или ковшей принимают z_н = 8÷12 шт. (при d_p=2÷4м).

Подача на один нож для роторов и фрез составляет δ = 0,005÷0,06 м.