книги / Основы проектирования многоковшовых экскаваторов непрерывного действия
..pdfОбратное черпание
При обратном черпании в работе участвуют, как и при прямом черпании, три ковша. Нагрузки на ковшах P0i = P01', Poi//== 0 . Соответственно и боковая нагрузка от напорного усилия
Rooi = 0 ,3 P o i = 0,3Poi'.
На рис. 4.21 приведена расчетная схема. Равнодействую щую силу от усилия резания определяем графически из тре угольника сил (рис. 4.20).
Равнодействующая от боковых усилий резания
R6 = R 62 + R63-
После определения реакций в вертикальной и горизон тальной плоскостях находим реактивные силы RA и RB (рис. 4.21) и по ним вычислим изгибающие моменты в опас ных сечениях.
Рис. 4.20. |
Определение |
Рис. 4.21. Расчетная схема вала ро- |
|||
составляющей |
от |
каса- |
|||
тельных |
сил |
при |
обрат- |
тора в вертикальной плоскости при |
|
ном |
черпании |
обратном |
черпании |
||
В е р т и к а л ь н а я п л о с к о с т ь (см. |
рис. 4.21). |
||||
2 М а = 0:
М + (2G + N ) Ь — G B12 — R B13+ (Rp— Gp) (I3 + I4 ) = 0 ,
здесь
M = N i + M 6;
M + (EG + N)l, + ( R P - Gq)(l3 + 1,) - GBI2
^ B ---------------------------------------------------------- |
j |
i |
2 M B = 0 :
_ M + (EG + N) (1, + 1,) + GBI, + (Rp ~ Gp)l4
Г о р и з о н т а л ь н а я п л о с к о с т ь (рис. 4.22).
Составим сумму моментов всех горизонтальных сил от носительно опоры А и приравняем ее нулю:
2Ма=0,
Мб2—Tl+Tli—Rob = О»
откуда
ПМб - T I + T l ,
^В — |
I |
2МВ = 0,
-мб+Т1 + Т(1 | + 1Я)
П8
в г (
<г -*Г7Г
Рис. 4.22. Расчетная схе ма вала ротора в гори зонтальной плоскости при обратном черпании
По максимальной реакции подберем подшипники. При их вы боре реактивную силу принимают максимальной.
При разъемном корпусе подшипника крышку проверяют на изгиб. Она представляет собой кривой брус, у которого нейтральная ось и ось болтов, крепящих крышку, должны сов падать; если совпадения не будет, то возникает дополнитель ный изгибающий момент от эксцентриситета.
На расчетной схеме (рис. 4.23) представлена нагрузка на крышки, а на рис. 4.24 — общий вид ее.
Рис. |
4.23. |
Расчетная |
Рис. 4.24. |
Общий вид |
схема |
крышки подшип |
крышки |
подшипника |
|
|
ника |
|
|
|
Проинтегрировав ДМ и произведя алгебраические преобразо вания, получим:
М = |
Э |
|
|
Р |
|
|
|
|
j gRds sin (? — ф) = J g0R2 sin (? —q>) slnqp d<p = |
||||||||
|
<p |
|
|
V |
|
|
|
|
= |
n i l |
, a Sin2? — sin2(p |
- |
|
о Г P — Фо |
|||
g„R2 |
sin ? ---- ---------- 2L |
cos p |
J —2-— - |
|||||
|
|
- |
-jj-sin2(P - |
ф) |
J |
|
||
|
|
|
|
|
|
|
P |
равен |
Расчетный момент при p= 90°, T= -g- |
||||||||
|
.. |
PR |
pt'iJ |
n 2 |
1 |
— sin*(jp0 |
||
|
м |
= — |
+ — - |
goR2 |
|
|
|
|
|
|
|
2 |
|
|
|
|
|
Здесь фо — угол |
передачи от вала через подшипник качения |
|||||||
крышки, по данным Бейзельмана, |
|
|
|
|
||||
|
|
|
180 - |
а |
|
|
|
|
|
|
|
фо — |
о |
|
|
|
|
где а — угол смещения, зависящий от зазора допуска; можно принимать а = 50-ь60°.
Напряжение в крышке подсчитывают как в кривом бру се, для этого предварительно находят радиус нейтрального слоя по формуле (рис. 4.26)
В Н + 2 В , Н ,
R= Bln t + 2B-'nt
Определим расстояние до центра тяжести IS
z - р
здесь S — статический момент сечения, см3;
F — площадь сечения, см2.
После этого вычисляют напряжения в наиболее удаленных и ближних волокнах:
|
Mk2 . |
__ Mkt |
0,1 |
Fla2 ’ °А |
P,ai |
Крышку чаще всего изготавливают стальную — литую из ма териала ст. ЗОП.
Если подшипник неразъемный, корпус его рассчитывают по формуле Ляме.
Выбор тормоза
Расчетным моментом для тормоза будет момент, создава емый грунтом в ковшах при остановке привода.
Момент на тормозном шкиве:
здесь
i — передаточное отношение;
% — коэффициент полезного действия передачи.
Муфта предельного момента
Расчетный момент для муфты предельного момента
Mn = M„ к = 975 — 1,2
п
5. ЦЕПНЫЕ ЭКСКАВАТОРЫ ПОПЕРЕЧНОГО КОПАНИЯ
5.1. РАСЧЕТ ЭКСКАВАТОРОВ
Цепные экскаваторы поперечного копания изготавлива ют неповоротные и полноповоротные, на рельсовом ходу и гу сеничном. Неповоротные на рельсовом ходу применяют на строительстве и в карьерах строительных материалов, их вы пускают с емкостью ковша от 18 до 50 л. Поворотные на гу сеничном и рельсовом ходу используются на карьерах гор но-рудной промышленности и изготавливаются емкостью ков ша свыше 150 л.
В отличие от экскаваторов продольного копания подача ковшей и разработка забоя происходят в направлении, пер пендикулярном вертикальной плоскости ковшовой рамы.
Исходными данными для проектирования служат глубина разработки выше стоянки машины или ниже, дальность раз
5.2. ОПРЕДЕЛЕНИЕ ПАРАМЕТРОВ РАБОЧИХ ОРГАНОВ
Основные параметры рабочих органов: шаг ковшей Т, ширина режущей части ковша Ьк и задней части корпуса Ь, скорость ковшовой цепи Vp и-скорость перемещения экскава тора Уэ — связаны зависимостями, которые обеспечивают срезание стружки с перекрытием гребешков (рис. 5.1):
|
bK^ T tg p , |
где |
tg p = V 3/VP) |
(5.5) |
|
или |
ЬК=Т Уэ/Vp- |
|
|
|
|
Если |
tgp<t>K/T, или Уэт1п<ЬкУр/Т, |
|
|||
то стружки |
перекрываютдруг друга. |
Если tgP>bn/T, |
или |
||
Уэ min>b„Vp/T, то-между |
стружками |
останутсянесрезанные |
|||
полосы. Чтобы боковая часть задней стенки ковша не терлась о несрезаемую поверхность забоя, должно соблюдаться усло вие:
V |
( Ь к - Ь ) У э |
’ |
vэ шах |
2| |
где b — ширина ковша в задней части;
Рис. 5.1. Схема движения ковшей цепных экскаваторов поперечного копания
1Х— расстояние от передней кромки козырька ковша до точки пересечения поверхности забоя с задней стен кой ковша (рис. 5.2, точка а).
Зная емкость ковша, опреде ляют шаг цепи:
t= (56—74) jy q". |
(5.6) |
|
||||
Здесь q — емкость |
ковша |
в |
|
|||
|
литрах; |
|
|
|
|
|
t — длина звена цепи, |
|
|||||
|
мм. |
рекомендуется |
|
|||
Звенья цепи |
|
|||||
применять |
более длинные, |
в |
|
|||
этом случае уменьшаются мас |
|
|||||
са ее, количество шарниров и |
|
|||||
масса экскаватора. |
При этом |
|
||||
неизбежно увеличение |
диамет |
|
||||
ра приводных звездочек, но оно |
|
|||||
благоприятно |
влияет |
на про |
|
|||
должительность выгрузки грун |
|
|||||
та из ковша и позволяет уве |
|
|||||
личить скорость цепи. |
Ковши |
|
||||
на цепи располагают через че |
|
|||||
тыре или шесть звеньев, тогда |
Рис- 5-2- с*£ма к определению |
|||||
шаг между |
ковшами |
будет |
|
|||
Т = |
(4— 6) t. |
|
(5.7) |
профиля ковша |
||
Шаг цепи в зависимости от емкости ковша можно принимать по данным табл. 33.
|
|
|
|
|
|
|
Т а б л и ц а |
33 |
|
Значения шага цепи в зависимости от емкости ковша |
|
||||||||
Емкость |
50 |
75 |
100 |
150 |
200 |
250 |
300 |
400 500 |
|
ковша, л |
|||||||||
Шаг цепи, мм |
300 |
300 |
350 |
350 |
350 |
400 |
400 |
400 |
450 |
Параметры |
элементов |
ковшовой |
цепи |
приведены |
в |
||||
табл. 34. После определения емкости ковша и шага цепи вы
числяют -габаритные размеры его по следующим |
зависимо |
|||
стям (рис. 5.3, рис. 5.4): |
|
|
|
|
-у- = |
2,5 -5- 2,6 , - ^ = 2 , 0 2 , 2 |
. ils. - |
1.4 |
1,5, |
где 1К; bK; |
hK— соответственно длина, |
ширина |
и высота ков |
|
|
ша, м; |
|
|
|
|
t — шаг цепи, м. |
|
|
|
Рис. 5.4. Схема к анализу разгрузки ковша
|
|
Размеры |
ковшей |
цепных экскаваторов |
|
|
||
|
|
поперечного копания, мм. (см. рис. 5.3) |
|
|
||||
Емкость |
Шаг |
Скорость цепи |
1 м/с |
Скорость цепи |
1,4 м/с |
|||
|
|
|
|
|
|
|||
ковша, |
цепи, |
1к |
Ьи |
h„ |
1к |
Ьк |
ьк |
|
л |
мм |
|||||||
80 |
315 |
650 |
470 |
315 |
|
|
|
|
150 |
400 |
820 |
590 |
395 |
— |
— |
— |
|
160 |
400 |
830 |
600 |
405 |
— |
— |
— |
|
200 |
450 |
900 |
650 |
440 |
||||
— |
— |
— |
||||||
‘250 |
450 |
960 |
700 |
470 |
|
— |
— |
|
300 |
500 |
1030 |
740 |
500 |
— |
— |
— |
|
315 |
500 |
1050 |
750 |
510 |
||||
— |
— |
— |
||||||
400 |
550 |
1150 |
820 |
550 |
— |
— |
— |
|
500 |
560 |
1225 |
885 |
590 |
— |
— |
— |
|
630 |
630 |
1350 |
945 |
630 |
1245 |
1050 |
585 |
|
560 |
630 |
1295 |
920 |
615 |
1185 |
960 |
560 |
|
650 |
— |
— |
— |
— |
1200' |
1060 |
605 |
|
700 |
710 |
— |
— |
— |
1325 |
1090 |
620 |
|
750i |
710 |
— |
— |
— |
1335 |
1110 |
635 |
|
П р и м е ч а н и я : 1. Скорость ковшовой цепи с ростом емкости ковша уве личивается.
2. Приведенные в таблице значения отвечают работе машин в средних горно-геологических условиях и должны корректироваться в соответствии с фактическими условиями [13].
Очертание днища ковша, как и в траншейных экскавато рах, выполняют по дуге радиусом
- 1 / 1„+ (г* t - ^ y |
(5.8) |
здесь гк — радиус кривизны днища ковша, м;
1К— длина ковша без заднего козырька, м; го — радиус вписанной окружности многоугольника при
водного блока; Иц — высота цепи.
Ковши цепных экскаваторов поперечного копания делают с уширенными козырьками. Зубья расставляют таким обра зом, чтобы зубья сзади идущего ковша не попадали на сле ды зубьев впереди идущих ковшей. Для соблюдения этого условия необходимо, чтобы расстояние между зубьями было