8 Приклад виконання контрольної роботи

1 Вихідні дані

• Екскаватор драглайн ЕК-15/90

• Ємність ківша 15 м³

• Довжина стріли 90 м

• Категорія породи III

• Час циклу 65 с

2 Вибір і розрахунки основних параметрів екскаватора

Для визначення зусиль, які виникають при роботі екскаватора у вибої, необхідно знати маси і лінійні розміри екскаватора і його окремих конструктивних елементів, які можна визначити за емпіричними залежностями.

Визначаємо масу екскаватора:

 т,

де – коефіцієнт питомої маси екскаватора, залежить від ємності ківша 3,  т/м³,

– місткість ківша драглайна, за вихідними даними  м³.

За величиною маси екскаватора і коефіцієнтами пропорційності визначаємо лінійні розміри окремих конструктивних елементів:

,

де – коефіцієнт пропорційності, який беремо окремо для драглайнів у залежності від параметру, що обчислюється, [3].

Ширина платформи

 м.

Висота кузова

 м.

Радіус задньої стінки кузова

 м.

Довжина стріли драглайна

 м.

Висота п’яти стріли

 м.

Радіус п’яти стріли

 м.

Максимальна висота копання

 м.

Максимальна висота розвантаження

 м.

Максимальний радіус копання (розвантаження)

 м.

Масу поворотної платформи з механізмами і масу стріли з блоками визначаємо за формулою

,

де – коефіцієнт маси для платформи , для стріли з блоками ,[4].

Маса платформи

 т.

Маса стріли з блоками

 т.

Лінійні розміри (ширина, довжина, висота) ківша драглайна визначаємо за формулами:

 м;

 м;

 м.

Визначаємо масу ківша драглайна:

 т,

де – коефіцієнти подоби, для середніх умов роботи екскаватора , , , 4.

Маса породи у ківші

 т,

де – щільність гірської породи, для ґрунтів I – III категорії  т/м³ , 4.

– коефіцієнт розпушення породи, для ґрунтів I – III категорії , 4.

Схема екскаватора з основними геометричними розмірами зображена на рисунку 9.

Рисунок 9 – Основні геометричні розміри екскаватора ЕК 15/90

4 Проектні розрахунки механізму підйому

4.1 Розрахунки навантажень

Рисунок 10 – Розрахункова схема до визначення зусиль на ківші драглайна

Визначаємо дотичну складову зусилля опору гірської породи копанню на різальній кромці ківша драглайна (рис. 10) місткістю з умови його 100 %-го заповнення на шляху 3

 Н,

де – відношення об’єму призми волочіння до місткості ківша, для легких порід , 3;

– коефіцієнт питомого опору копанню, беремо  Н/см² для породи III категорії, 4;

– відношення шляху наповнення ковша до довжини ковша, приймаємо для породи III категорії, 4.

Нормальну складову зусилля опору породи копанню визначаємо за формулою

 Н.

Для визначення навантажень у підйомних канатах драглайна можливі кілька розрахункових випадків.

Враховуючи, що в процесі копання канати механізму підйому послаблені, розглянемо перший розрахунковий випадок. При положенні ковша у вибої максимальні навантаження виникають у канатах механізму підйому під час відриву навантаженого ковша від вибою. У цей момент може відбуватися зачеплення різальної кромки, і протягом 2…3 секунд канати механізму підйому знаходяться в навантаженому стані.

 кН,

де – вага ківша з ґрунтом.

Другий розрахунковий випадок виникає при повороті ківша на розвантаження. Максимальне навантаження на канати механізму підйому визначаємо за формулою

 кН.

Третій розрахунковий випадок виникає при опусканні ківша в забій:

 кН.

4.2 Розрахунки потужності

Визначаємо потужність двигуна підйомного механізму в момент відриву ківша від вибою:

 кВт,

де – швидкість підйомних канатів, за вихідними даними  м/с;

– коефіцієнт корисної дії механізму підйому ківша, , 4.

Потужність двигуна при повороті ківша на розвантаження:

 кВт.

Потужність двигуна при опусканні ківша у вибій:

 кВт.

Розбиваємо цикл роботи екскаватора з устаткуванням драглайна на період копання , період повороту платформи на розвантаження й у вибій :

 с.

 с.

За рекомендованими значеннями часу відриву ківша від вибою  с беремо  с 4.

Визначаємо середньозважену потужність механізму підйому ківша:

 кВт.

Навантажувальні та швидкісні діаграми потужності двигуна механізму підйому зображено на рисунку 11.

За отриманим значенням вибираємо два однакових електродвигуни за найближчим більшим значенням потужності 1 і зводимо його характеристику до таблиці 2.

Таблиця 2 – Характеристика двигуна

Тип і марка двигуна	Потужність двигуна, кВт	Напруга, В	Частота обертання, об/хв
ПЭ 162 – 6К	680	375	750

Рисунок 11 – Навантажувальна діаграма механізму підйому

Визначаємо передаточне число механічних передач приводу:

,

де – частота обертання вала двигуна і барабана,

 с^-1,

де – діаметр барабана, попередньо беремо мм.

За передаточним числом механізму підйому розробляємо кінематичну схему приводу, користуючись існуючими схемами механізму піднімання драглайна 1.

1 – електродвигун; 2 – шевронна передача m=12; z=28/144;

3 – циліндрична передача m=26; z=20/103

Рисунок 12 – Кінематична схема механізму підйому