книги / Основы проектирования многоковшовых экскаваторов непрерывного действия
..pdfМаховый момент незагруженного |
конвейера без привода |
||||||||
GDHK(6/n) = |
1 |
|
|
|
|
Орр^рр2 "Ь |
|||
^ (ОнбОцб2 + GOTDot2 + |
|||||||||
|
|
+ GpxOpx2 + |
G„D„2) |
|
|
(6.50) |
|||
Маховый момент груженого конвейера без привода |
|||||||||
0гк02гк<б.п) = G HKD*HK(6/n, + |
° гр^Ргр2- |
|
(6.51) |
||||||
Маховый момент привода |
|
|
|
|
|
|
|||
GDnp2 = ш (GpD4B2 + |
GMDM2) + - L ( mGDpe/ |
+ |
G6D62) , |
||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
(6.52) |
где ш — количество |
двигателей, |
редукторов и |
соединитель |
||||||
ных муфт; |
момент муфты между |
приводом и кон |
|||||||
GMDM2 — маховый |
|||||||||
вейером. |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
Маховый момент груженого конвейера |
|
|
|
||||||
|
GDrK2=GDrK2(6/K)+GDnp2. |
|
|
(6.53) |
|||||
Маховый |
момент ненагруженного |
конвейера |
|
|
|||||
|
GDaK2=GDH„2(6/n)+GDIIp2. |
|
|
(6.54) |
|||||
Изсоотношений |
маховых |
моментов конвейера |
нёнагру- |
||||||
женного и груженого получим коэффициенты кх и кгр: |
|||||||||
, |
_ GDpK(6/n) . |
, |
_ |
_GDpK(6/n) |
|
|
|||
k x _ "~GP.,K |
’ |
гр~ |
OD“ “ |
|
|
Пусковой режим работы конвейера определим для мини мального и максимального углов наклона его, т. е. для 15 и 20°. Статический момент на валу двигателя для груженого конвейера равен(без погрузки грунта):
Мст = |
(6.55) |
Средний момент двигателя, развиваемый при пуске: |
|
Мд—Мот’ кц, |
(6.56) |
где кц — допустимая перегрузочная способность двигателя;
Мд^МстЧ'Мдин» |
(6.57) |
Мдин — динамический |
момент |
на валу двигателя, необ |
ходимы для |
разгона |
всех маховых масс груже |
ного конвейера: |
|
МДИН — ОРгк2-£ 4g
здесь е — угловое ускорение вала двигателя, рад/с2; g — ускорение-свободного падения, g=9,81 м/с2;
4(Mn - MCT)g GDrK2
Избыточный момент GDrH2 для разгона конвейера
М.ЦЗ ~ (Мп--А1ст)кгр.
(6.58)
(6.59)
(6.60)
Момент на барабане во время пуска, приведенный к валу двигателя:
Мб=Мст+ Миз. |
(6.61) |
Окружное усилие на барабане во время |
пуска с учетом |
динамической нагрузки
2Мб 1т]
(6.62)
“ D T '
Зная окружное усилие, определим натяжение по контуру
Sн |
Р'ок - |
W ш |
(6.63) |
e^i |
— 1 ’ |
где Sn — усилие натяжения ленты холостой ветви, кН; ai — угол обхвата; ai = 200°;
р, — коэффициент трения , р = 0,35; е — основание натуральных логарифмов, е=2,718.
Усилие натяжения ленты на поддерживающем ролике между отклоняющим барабаном
S2= SH+ W2/3. |
(6.64) |
Здесь W2/3 — сопротивление холостой |
роликоопоры между |
2-й и13-й опорами. |
|
Усилие на отклоняющем барабане |
|
2GD2OTeiKj |
(6.65) |
S;| — S3 + |
4gPe
где 1 — передаточное отношение.
S4 = S3 + W3/4 + |
20 Р рхлг£»^ |
( 6.66) |
||||||
4gD6 |
|
|||||||
|
|
|
|
|
|
|
||
где GD2Pxn — маховый момент поддерживающих |
роликов |
и |
||||||
холостой ветви ленты на рассматриваемом уча |
||||||||
стке: |
|
|
|
|
|
|
|
|
GDpXJI2 |
0'7ёрхП-2И Dpx2 |
6лЬ/4 DH6 |
(6.67) |
|||||
! |
2 |
+ |
|
|
||||
Здесь |
|
*рх |
|
|
|
|
|
|
|
роликов |
на рассматриваемом |
участке; |
|||||
п — количество |
||||||||
i — передаточное отношение |
для |
поддерживающих |
ро |
|||||
ликов; |
|
|
|
|
|
|
|
|
е — длина ленты на участке 3—4. |
|
|
|
|
||||
Усилие натяжения ленты на натяжном барабане |
|
|||||||
|
Sr> |
s 4 w 5/G+ |
2GDH62eiV |
|
( 6.68) |
|||
|
4gD6 |
|
||||||
|
|
|
|
|
|
|
||
To же на переходе ленты от |
желобчатой |
формы к плоской |
||||||
приводного барабана |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
SG—S5 + W6/7 + |
2G D pp2elTi |
|
(6.69) |
||||
|
4gD6 |
|
||||||
|
|
|
|
|||||
где |
|
|
|
|
|
|
||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
r.n |
2 _ |
0 ,7 &pp D pp2n6/7 , |
ёл |
р б[б/7 |
f6.70^ |
|||
U U P |
P ----------------- j |
2--------------- Г |
|
.2 |
|
' |
||
|
|
*PP |
|
|
|
|
|
|
Перед входом на приводной барабан натяжение в ленте оп ределяют, как и S6:
S7 — Se + W7/8 |
+ |
2GDpp2eb) |
(6.71) |
||
4gD6 |
|||||
|
|||||
|
|
|
|
||
Усилие натяжен;ения ленты на приводном барабане |
|
||||
S, = |
S7 + w 8„ + |
2GD28/ielT| |
(6.72) |
||
4gD6 |
|||||
|
|
|
|
||
где |
|
|
|
|
|
GD*8/I |
= GDpp* + |
GDpp2 - ёл>8/<Вб^_ |
(6.73) |
S cp = |
, |
(6.74) |
1Ji |
|
|
где ni — количество характерных |
точек натяжения |
ленты. |
По полученному усилию вычислим натяжение натяжного барабана
T„ = 2Scp.
При рабочем проектировании следует проверить натяжение ленты при загрузке конвейера и его пуске.
После определения усилий натяжения в ленте по точкам проверяют сечение ленты, выбранное ранее по производитель ности конвейера.
Число прокладок в ленте.
_ n ‘ Smax
кл
где г — число прокладок; п — запас прочности в ленте;
Smax — максимальное усилие в ленте;
кл — предел прочности на 1 см ширины одной прокладки. Выбор тормоза. Тормоз рассчитывают при максимальном
угле подъема конвейера.
Потребный тормозной момент составляет |
|
|
Мт = Мст+ М /, |
(6.75) |
|
где М / — максимальный |
тормозной момент при времени ос |
|
тановки конвейера t=^3—4 с: |
|
|
Мт |
£ GDгк *дв |
(6.76) |
|
375t |
|
Здесь Пдв — число оборотов двигателя в минуту; |
|
|
GDrK2 — маховый момент груженого конвейера |
при на |
|
правлении энергии от конвейера к двигателю; |
||
2GDCK2= (GD62+GD2Ii6 + GD2OT+ GD2pp + GDV + |
||
+<3Da2 + GD2rp + GDP2 + GDM2)л+ GD2ab, |
(6.77) |
MCT— статический момент на валу двигателя без погрузки
с минимально возможным коэффициентом сопротив ления роликоопор <»=0,03;
Мст = |
(6.78) |
По полученному тормозному моменту Мт выбираем тормоз.
Зайас торможения к= МТК должен быть в пределах 1,2—1,5.
т к
6.3. РАЗГРУЗОЧНЫЙ КОНВЕЙЕР
Разгрузочные конвейеры на многоковшовых экскавато рах применяют двух типов: поворотные с углом поворота от 200 до 300° в горизонтальной плоскости и неповоротные. Как первые, так и вторые устанавливают с переменным углом наклона в вертикальной плоскости.
Поворот конвейера на 300° достигается на полноповорот ных экскаваторах, имеющих второй опорно-поворотный круг, соосно расположенный с кругом поворотной платформы (рис. 6.5).
Если платформа экскаватора неповоротная, то угол пово рота конвейера не превышает 220—230°.
Стрела разгрузочного конвейера одним концом крепится на кронштейне поворотного круга, а другой конец ее при по мощи полиспастной подвески шарнирно соединяется с метал лической конструкцией надстройки.
При проектировании узла крепления шарнирной подвес ки стрелы необходимо, чтобы ось шарнира в вертикальной плоскости совпадала с осью вращения поворотного круга. Не соблюдение этого условия вызовет дополнительное напряже ние в стреле во время поворота.
Погрузочный бункер и спускной лоток устанавливают над приемным устройством конвейера с таким расчетом, чтобы грунт спускался по наклонной плоскости со скоростью, рав ной движению ленты конвейера или несколько меньшей ее, определяемой по формуле (6.3).
Разгрузочный конвейер, как правило, проектируют с же лобчатой лентой, ширина ее, толщина, усилие натяжения рассчитывают на прочность по формулам, приведенным в пунктах 6.1, 6.2.
Рис. 6.5. Механизм поворота платформы и разгрузочной стрелы: 1 — нижняя рама; 2 — редуктор механизма привода поворотной платформы; 3 — эксцентричные втулки; 4 — промежуточная шестерня; 5 — зубчатый венец; 6 — поворотная платформа; 7 — разгрузочная стрела; 8 — гори
зонтальный шарнир разгрузочной стрелы; 9 — упорный подшипник; |
10— |
|||||
поддерживающее |
устройство |
разгрузочной |
стрелы; |
И |
— поворотная |
ко |
лонка механизма |
поворота |
разгрузочной |
стрелы; |
1 2 |
— планетарный |
ре |
дуктор; 13 — открытая зубчатая передача механизма поворота стрелы
6.4. ОПОРНО-ПОВОРОТНОЕ УСТРОЙСТВО РАЗГРУЗОЧНОЙ СТРЕЛЫ
Опорно-поворотное устройство поворотного круга вы полняют со свободными роликами или шариками, равномер но распределенными по опорному кругу, заключенными в обойму (рис. 6.6).
Расчет катков опорного круга производят по формулам, приведенным в пункте 5.5. Вертикальную силу, действую-
Рис. 6 .6 . Механизм поворота разгрузочного конвейера: 1 — редуктор; 2 — ведущая шестерня; 3 — зубчатый венец; 4 — металлоконструкции верхнего строения; 5 — поворотный круг; 6 — поворотная платформа разгрузочной стрелы; 7— разгрузочная стрела; 8 — горизонтальный шарнир разгру
зочной стрелы; 9 — конечный выключатель
Рис. 6.7. Расчетная схема для определения п л е ч а п р и л о ж е
н и я р а в н о д е й с т в у ю щ е й
щую на круг, и плечо ее приложения вычисляют из уравне ния равновесия всех сил относительно оси вращения. Плечо приложения равнодействующей всех вертикальных сил не должно выходить за пределы опорного круга (рис. 6.7):
х = GepU + |
(gji + grp) |
+ £gp ( |
Ll |
2 |
■4“ gc (Li ~ |
L0) —Snl |
GH6U “ |
(gi “b grp) ~~2~ |
|
Обр + GH6 + |
(gл + grp) (L i + L0) + |
Egp (L, 4- L0) + gc * |
||
где x — плечо эксцентриситета, м; |
барабана и редуктора, |
|||
GeP — сила тяжести |
приводного |
|||
кН; |
|
|
|
|
£л — сила тяжести одного погонного метра ленты, кН; grp — сила тяжести грунта на 1 погонном метре ленты, Н; gp — сила тяжести рабочих и холостых роликов, отнесен
ных к погонному метру, Н;
GH6 — сила тяжести натяжного барабана, кН;
gc — сила тяжести металлоконструкций стрелы, кН; 5Р — натяжение в полиспастной подвеске, кН.
Реактивную силу |
Sn |
определяют |
из условия |
равенства |
|||
уравнения моментов всех сил относительно |
оси |
вращения |
|||||
2МХ= 0: |
|
|
|
|
|
|
|
ОбрЬ, + gc - Ц ^ _ ° |
+ (§ л + |
grp) (“у " |
“ ~ т ) |
+ |
|||
+ S qp ( Y |
“ |
- |
Sn> ~ GH6LO = 0 , |
(6.80) |
|||
откуда |
|
|
|
|
|
|
|
SH —Gdp^i — GH6L0 + gc (—4 ;— |
“I" tei "I" £rp) |
--- |
|||||
|
|
L,12 |
— I 2 |
|
|
|
|
¥ |
) + |
b0 |
) |
|
|
||
е яр |
|
|
|
|
|||
|
|
|
|
|
|||
|
|
1 |
|
|
|
|
(6.81) |
Если плечо приложения равнодействующей выходит за пре делы радиуса ядра сечения опорного круга, устанавливают захваты или поддерживающий каток, расположенный вне круга (см. рис. 6.5), а на машинах тяжелого типа — проти вовес стрелы-
Мощность, необходимую для вращения разгрузочной стре лы, определяют по формуле
N - |
Мкрш |
(6.82) |
|
1020-/] ’ |
|||
|
где Мкр — максимальный крутящий момент, необходимый на преодоление сопротивления:
Мкр = Мт -f-Мдин м ИН)
Мт — момент на преодоление сопротивления трения:
р |
|
Мт = Т Г ™ |
(6.83) |
здесь G — сумма сил тяжести всех масс, она равна G= = 2Gi кН;
R — радиус опорного круга, м;
f — коэффициент трения: f= 0,05—0,1;
Мин— момент инерции вращающихся масс ротора двигателя, Нм;
Мдин— момент, необходимый на разгон поворотного круга с разгрузочной стрелой, Нм;
D — диаметр опорного катка, м.
Момент трения и момент инерции ротора двигателя обыч
но составляют |
(6.84) |
Мт+ Мин= (0,15—0,30) Мкр, |
где Мкр — крутящий момент, развиваемый двигателем:
Мт |
Мип |
(6.85) |
Мкр (0,30 |
0,15) |
со — угловая скорость:
^ П к п
О) = ___llil 30 ’
здесь пкр — скорость вращения поворотного круга: пКр=2—3 об/мин.
6.5. МЕХАНИЗМ ПОДЪЕМА СТРЕЛЫ РОТОРА И РАЗГРУЗОЧНОГО КОНВЕЙЕРА
Конструкция механизма подъема стрел ротора й разгру зочного конвейера зависит от принятой системы подвешива
ния. Она может быть канатной, через систему полиспастов и гидравлической.
На экскаваторах большой производительности, емкостью ковша свыше 100 л применяют тросовое подвешивание. На роторных экскаваторах, выполненных на базе одноковшовых машин, подъем стрел ротора и разгрузочного конвейера про изводится гидравлическими цилиндрами.
В связи с этим и привод исполнительного механизма мо жет быть электромеханический или гидравлический — объ емный.
При канатном подвешивании механизм подъема представ ляет из себя двухбарабанную зубчато-реверсивную лебедку* установленную на надстройке или пилоне, при гидравличе ском приводе — гидравлический аксиально-плунжерный или шестеренный насос и гидроцилиндры.
Стрелу ротора подвешивают двумя ветвями жестких ка натов или полиспастов. Каждая ветвь рассчитана на удержа ние стрелы при обрыве другой ветви. Барабаны обеих ветвей жестко связаны друг с другом или же обе ветви каната нама тываются на один барабан. Скорость каната подъема ротор ной стрелы в зависимости от мощности экскаватора прини мают 2—5 м/с. Подъем стрелы за портал производится двой ной системой полиспастов, шарнирно установленных на фер
ме стрелы ротора или на ферме противовеса. Для удержания роторной стрелы от раскачивания в горизонтальной плоско-, ctn применяют крестообразную подвеску или подвеску на двух полиспастах к широко разнесенным фермам надст ройки.
Подвеска стрелы разгрузочного конвейера имеет кресто образную схему полиспастов, такая подвеска исключает воз можность раскачивания стрелы. Для выравнивания натяже ния каната полиспастов применяют уравнительные блоки, вин товые устройства и датчики усилий.
Усилие, необходимое для выбора привода, определяют из уравнения моментов всех вертикальных сил относительно оси крепления стрелы (рис. 6.8, 6.9).
Стрела ротора: 2МА= 0 ?
s Poi (Rp + ^с) + Gplp + (gc + ёк + grp) — sTh = 0,