книги / Многоковшовые экскаваторы

Поскольку производительность задается в м7ч, то мощность на копание грунта - в кВт или в л/с определяется по формулам

где Т1ц - КПД ковшовой цепи; цц = 0,45...0,65,

Мощность, расходуемая на подъем грунта, зависит от высо­ ты подъема. Наибольшая высота, на которую поднимаются нижние частицы грунта, определяется суммой Hw + Я0, где Я ^ - глубина забоя траншеи; Я0 - высота подъема грунта от поверх­ ности забоя (траншеи) до уровня разгрузки.

Следовательно, средняя высота подъема грунта (м)

В единицу времени на данную высоту будет поднято коли­ чество грунта, равное производительности рабочего органа. В этом случае мощность, затрачиваемая на подъем грунта, будет следующей:

где у - объемный вес грунта, кг/м3, у = 1600...2000 кг/м3

Если экскаватор имеет скребковый рабочий орган, то:

Н

ПТУ - ^ + Я 0 (1+ p.ctga)

я „ = -

3600 102ц,

где р, - коэффициент трения грунта о грунт; а - угол наклона

забоя (траншеи) к горизонту.

Общая мощность двигателя (кВт), необходимая для привода ковшовой цепи,

где - общий механический КПД привода ковшовой цепи.

Мощность привода транспортера (конвейера) определяют (кВт) по выражению

К = + Kngpl + pu2) + 2v/Kn (g, + * „)], (3)

где П - производительность транспортера, м3/ч; Кь - коэффи­ циент, учитывающий затраты мощности на перегибы ленты, вращение концевых барабанов и др., К6=1,2... 1,4; И' - высота подъема грунта, м; / - длина пути перемещения грунта по гори­ зонтали, м (рис. 7), / = Zcosa (a = 45°-угол наклона конвейера к горизонту);

L - длина ленты конвейера; р - объемная масса грунта, кг/м3; g -

ускорение сводного падения, м/с2; Кп - коэффициент сопротив­ ления движению ленты по роликам, Кп = 0,3...0,6; g„, gp- удель­ ные погонные силы тяжести ленты и роликов (на единицу дли­ ны), кг/м; и - скорость движения ленты, м/с; о = 5 м/с.

В выражении (3) первый его член означает затраты мощно­ сти на подъем грунта, второй - на перемещение по горизонтали, третий - на разгон грунта, четвертый - на вращение ленты с ро­ ликами.

При больших скоростях движения несущего органа имеет место инерционная нагрузка. Обозначив скорость частиц мате­ риала, поступающего на конвейерную ленту, через и0, получаем скорость конвейерной ленты по выражению

w = Vuo+2g/(^c° s P - sm p ),

где / - длина участка разгона; ц - коэффициент трения частиц материала о ленту конвейера; Р - угол наклона конвейера.

Высота полета частиц материала

Мощность (кВт), необходимая для привода передвижения экскаватора во время копания,

рамы и рабочей скорости передвижения экскаватора оэ . При этом

траектория движения ковшей наклонена под углом р (рис. 8):

Рис. 8. Схема движения ковшей цепного экскаватора поперечного копания

Скорость рабочего хода экскаватора ирх должна быть по

добрана так, чтобы, было некоторое перекрытие следов движе­ ния впереди идущего и следующего за ним ковшей и чтобы бо­ ковая часть задней стенки ковша не терлась о несрезанную стенку забоя.

ирк < к д , то между стружками останутся несрезанные полосы.

Здесь Вк - ширина режущей кромки ковша,

где tK- шаг ковша,

Подставляя значение tKв формулу (5), найдем

Д , = —z *«Р

или, учитывая выражение /£(3 = — ,

Z

Емкость ковша экскаватора qK зависит от длины забоя L,

ширины В и толщины 8С(Ас) срезаемой стружки. Поскольку

& =LBKkpôc =qKKu,

ТО

LB Ъ К

К С D ?к = ---- "р ~ >

А и

где /Гр - коэффициент разрыхления грунта; Кн - коэффициент

наполнения ковша; L - длина откоса забоя, м. Учитывая, что

н

sma

где - глубина забоя (траншеи), м; a - угол откоса забоя, имеем

ковшовой цепи Пт и производительностью, замеряемой по по­

ступательному перемещению экскаватора вдоль забоя

Пт =8с^иэ»

у _ Пт _ g KvuK H

9 L 8 c 4 » « V

Мощность приводов ковшовой цепи экскаватора поперечного копания определяют так же, как мощность привода ковшовой цепи экскаватора продольного копания. При расчете мощности привода механизма передвижения нужно учитывать боковую составляю­ щую сопротивления копанию и боковые реакции ходовых колес, удерживающие машину в направлении передвижения.

1.4. Расчет основных параметров роторных траншейных экскаваторов

Роторные экскаваторы относятся к машинам непрерывного действия и применяются для рьггья траншей нефте - и газопро­ водов, планировки откосов.

В зависимости от направления движения рабочего органа раз­ личают экскаваторы продольного и поперечного копания, а также экскаваторы с поворотным в горизонтальной плоскости оборудо­ ванием. У экскаваторов продольного копания направление движе­ ния рабочего органа (ротора несущего ковши или скребки) совпа­ дает с направлением движения машины. У экскаваторов попереч­ ного копания рабочие органы движутся перпендикулярно направ­ лению движения машины. Продольные экскаваторы, применяемые для рьггья траншей, называются траншейными экскаваторами (ро­ торные траншейные). В гидротехническом строительстве приме­ няют роторные стреловые экскаваторы, используемые при произ­ водстве вскрышных работ и добыче полезных ископаемых. У та­ ких экскаваторов ротор расположен на стреле с изменяющимся выпетом. Рабочее оборудование роторных экскаваторов может быть навесным, полуприцепным и прицепным.

тора и отвальной частей. Изменение угла наклона отвальной части и перевод ее в транспортное положение производится гидроци­ линдрами. Верхний и нижний барабаны конвейера приводятся во вращение индивидуальными гидромоторами. При вращении рото­ ра ковши забирают грунт и поднимают его. При подходе ковшей к верхней точке ротора грунт высыпается на поперечно располо­ женный конвейер и перемещается в сторону от траншеи.

У навесных и самоходных роторных экскаваторов силовая установка, основные узлы трансмиссии, механизмы подъема и опускания рабочего оборудования, вспомогательные механиз­ мы и сам ротор расположены на раме базовой машины. Привод рабочего органа и конвейера может быть индивидуальным через редуктор (высоко - и низкомоментные гидромоторы и электро­ двигатели), как в описанной выше конструкции, или общим - от двигателя машины. В последнем случае трансмиссия привода рабочего органа и конвейера присоединена к валу коробки от­ бора мощности базовой машины или тягача.

В мелиоративном строительстве применяются экскаваторы, которые помимо ковшового ротора имеют два винтовых конвейе- ра-откосообразователя, наклонно установленных по обе стороны ротора перпендикулярно продольной оси базовой машины. Для лучшей приспособляемости к различным грунтам частоту враще­ ния ротора можно регулировать бесступенчато с помощью инди­ видуальных гидромоторов или используя коробки передач. Часто­ ту вращения ротора согласовывают со скоростью движения ленты отвальных конвейеров, что исключает их перегрузку.

Роторные экскаваторы могут снабжаться сменными ковшами различных форм и размеров и зубьями к ним, предназначенными для разработки грунтов различной твердости. Известны также ро­ торы, у которых вместо ковшей установлены специальные зубья, закрепленные в гнездах ротора (роторы фрезерного типа).

Роторный многоковшовый рабочий орган отличается от цеп­ ного тем, что ковши его закреплены на вращающемся роторе, а не на движущейся цепи (рис. 10).

г>с =с

где с - подача на один ковш, равная толщине стружи в горизон­ тальном направлении, м; а - угол поворота ковша, град.

Поскольку в горизонтальном направлении толщина стружки на всей высоте забоя постоянна и равна подаче, то общая пло­ щадь снимаемой стружки F = сН.

При этом объем снимаемой стружки с учетом коэффициентов разрыхления и наполнения должен быть равен объему ковша (м3):

cHBJC^

*к =

а подача на один ковш

с — q*K* , НВкКр

где Н - глубина копания, м.

Подача на один ковш и скорость экскаватора находятся в зависимости друг от друга:

где t - время между ссыпками, зо