67. Устойчивость одноковшовых экскаваторов.

Цель статического расчета – определение условий устойчивости экскаватора во всех возможных случаях его эксплуатации. Устойчивость достигается соответствующим сочетанием масс механизмов, оборудования и металлоконструкций.

В задачу статистического расчета входит: уравновешивание поворотной платформы, определение противовеса и проверка общей устойчивости экскаватора, а также определение реакций опорных катков платформы, захватов и центрирующей цапфы.

Поворотная платформа находится в равновесии при условии, что результирующая сил тяжести поворотной части экскаватора не выходит за пределы опорного периметра, проходящего через срединные точки линий контактов катков с опорным кругом катания при повороте платформы. Это же условие служит основанием для определения минимального веса противовеса. Его рассчитывают для оборудования экскаватора прямой лопатой и проверяют для других видов рабочего оборудования.

Расчет производится для двух положений загрузки ковша: первый соответствует возможности выхода результирующей сил тяжести поворотной части экскаватора за пределы опорного периметра в сторону противовеса (назад).

Возможность опрокидывания вперед поворотной платформы экскаватора, оборудованной прямой лопатой проверяют для положения, когда стрела наклонена под углом к горизонту на 30-40⁰, рукоять горизонтальна и выдвинута на ²/₃ своего хода, ковш наполнен грунтом, рабочее оборудование расположено вдоль гусениц.

При этом вес противовеса G^в_пр можно определить из уравнения равновесия относительно точки В (рис. 5.24 а ):

;

Возможность опрокидывания поворотной платформы назад проверяют для положения, при котором стрела наклонена под углом 55-60⁰ к горизонту рукоять вертикальна, ковш без грунта находится у пяты стрелы и оперт на грунт. Значение G^н_пр находят из уравнения моментов сил относительно точки А (рис. 5.24 б):

;

Принятый вес G_ф находится из уравнения:

G^н_пр< G_ф>G^в_пр

При проверке противовеса обратной лопаты для случая опрокидывания вперед предполагают, что груженый ковш вышел из забоя и экскаватор начинает поворачиваться на выгрузку. Для случая опрокидывания платформы назад предполагают, что ковш при максимальном вылете рукояти опущен на землю, его масса полностью воспринимается грунтом, а на платформу действует половина веса рукояти и стрелы. Для обоих случаев составляют уравнения моментов сил относительно точек А и В.

Рис. 5.24 Схема к определению веса противовеса при рабочем оборудовании прямая лопата: а – случай опрокидывания вперед; б – то же, назад.

Общую устойчивость экскаватора с прямой лопатой проверяют при двух рабочих и двух транспортных положениях. Одно из рабочих положений соответствует самому неблагоприятному случаю работы, второе – преодолению препятствий в грунтовом массиве. В транспортных положениях проверка выполняется для преодоления наибольшего заданного подъема и спуска по максимальному заданному уклону.

Устойчивость оценивают коэффициентом устойчивости К_у, определяемым по формуле:

; (5.40)

где ΣМ_у – сумма моментов сил, удерживающих экскаватор от опрокидывания; ΣМ₀ – сумма моментов сил, опрокидывающих экскаватор.