3. Усилие, которое возникает в подъемном канате, которым обуславливается нагружение двигателя подъемного механизма при копании, в общем виде определяется как:
,
где
и
-
длина плеч приложения сил относительно
оси напорного вала, м;
- угол между подъемным канатом и рукоятью, град;
- угол между рукоятью и горизонтальной линией, град;
-
вес ковша с породой, кН;
-
вес рукояти, кН;
-
сопротивление породы копанию
=
/103
= 0,25
205
34 /103
= 17,9 кН.
здесь
- удельное сопротивление породы копанию,
обусловлено в зависимости от характера
породы
= 0,25.
-
ширина ковша, см.
с – толщина стружки породы, которая снимается, обусловлена условиями заполнения полного объема ковша на пути, равному высоте забоя, с = 34м.
Вес ковша с породой:
=9,81
(6,33+7,69)
102
=
= 13751 Н.
Вес рукояти:
9,81
5,69
102
= 5584,3Н.
Усилие,
которое возникает в тяговом механизме
при копании, обуславливается силами,
которые действуют в направлении оси
рукояти. К ним относят сжимающие усилия
породы
,
усилия в подъемном канате
и составляющие веса рукояти ковша с
породой, равные соответственно
и
.
В общем случае, при разных положениях рукояти ковша во время копания, усилия в механизме напора:
.
Усилия в подъемном и напорном механизмах, которые отвечают вертикальному положению подъемного каната =900 и горизонтальному положению =00, принято брать за расчетные максимальные при определении мощности в подъемном и напорном механизмах за время копания при =900 и =00.
=
=38,5кН.
С учетом наполнения ковша породой:
=(0,5
… 1,05)
Р1
= 1,02
17,9 = 18,3 кН.
- Условия, которые появляются в подъемном механизме при повороте платформы на разгрузку, определяют из уравнения моментов, создающих весом ковша с породой и весом рукояти к оси напорного вала:
=
18,8кН,
где
- длина плеч при верхнем положении ковша,
м.
=
8,7м,
=3,1м,
= 5,4м.
Усилия в напорном механизме:
=
18800
cos55 +
13751 sin 25 + 5584,3 sin 25 =18,9 кН,
где
- усилия в подъемном механизме.
При возвращении платформы с пустым ковшом в забой усилие в подъемном механизме определяется из уравнения моментов, создающих весом ковша без породы и весом рукояти:
=10,04кН.
Усилие в напорном механизме определяется весом ковша и рукояти:
=63300
+ 5690 = 11,789Н.
Определение средневзвешенной мощности двигателя подъемного и напорного механизмов прямой механической лопаты.
Мощность двигателя подъемного механизма во время копания породы:
=44,5
кВт,
где
- усилие в подъемном механизме при
копании,
-
номинальная скорость перемещения
подъемного каната,
-
КПД подъемного механизма,
= 0,8…0,85.
Мощность двигателя подъемного механизма при повороте на разгрузку:
=6,6кВт,
где - усилие в подъемном механизме при повороте платформы на разгрузку,
-
скорость подъема каната.
Средняя скорость перемещения подъемного каната при повороте платформы на разгрузку, соответствует ползучим частотам вращения двигателя (0,1…0,3)Vn.
Мощность двигателя подъемного механизма при повороте платформы с пустым ковшом в забой:
=15,3
кВт,
где
- усилие в подъемном механизме при
повороте платформы с пустым ковшом в
забой,
-
скорость подъемного каната при опускании
ковша.
При повороте платформы и спуска пустого ковша в забой схемой управления приводом подъемного механизма обеспечивается ослабление поля нагружения двигателя. При этом частота вращения двигателя увеличивается на 10…30%, что соответствует расчетной скорости перемещения подъемного каната.
Средневзвешенная мощность двигателя подъемного механизма:
=22
кВт,
где
- время копания,
= 8,33с,
и
- время поворота платформы на разгрузку
с пустым ковшом в забой
=
= 8,33с,
-
время цикла экскаватора,
= 25с.
Мощность двигателя напорного механизма, которая необходима для копания грунта:
=11,85
кВт,
где
- усилие, необходимое для копания грунта,
-
скорость перемещения рукояти.
Мощность двигателя напорного механизма при повороте платформы на разгрузку:
=3,68
кВт,
где
- усилие в напорном механизме при повороте
платформы на разгрузку.
Мощность двигателя при повороте платформы с пустым ковшом в забой при номинальной частоте вращения двигателя:
=
15,4кВт,
где
- усилия в напорном механизме.
=8,5
кВт.