книги / Основы проектирования многоковшовых экскаваторов непрерывного действия

Маховый 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,