книги / Основы проектирования многоковшовых экскаваторов непрерывного действия

откуда
2 Pol (Рр +	1с) f Gplc +	(gc + S K +	grp) ^2 "
ST = -----------------------------	K-----	:-----------------------	. (6.86)

где 2P0i — касательное	усилие резания всех ковшей, на­
ходящихся	в работе, приложенное к ковшу,

находящемуся на выходе, кН;
Gp — сила тяжести ротора и	редуктора привода,
кН;
gc — сила тяжести стрелы, кН;	с натяжным и при­
gK— сила тяжести конвейера
водным барабаном, лентой и опорами, кН;
grp — сила тяжести грунта, Н;

ST— усилие в полиспасте, кН; Rp — радиус ротора, м;

1С— длина стрелы, м;

h — расстояние от направления каната полиспаста до оси крепления стрелы.

Усилие в канате SKлебедки

	SK	ST
		1
	здесь 1 — кратность полиспаста.
	Мощность лебедки определяют по формулам
		SK-
		1020
	или
	М ш	_ SKD-OJ	(6.87)
	1020т]	= ~2040тГ ’

здесь М — крутящий момент на барабане, кН; D — диаметр барабана, м;

о — угловая скорость барабана, рад/с2;

V — линейная скорость каната V= 2—5 м/с.

При гидравлическом приводе исполнительные органы на усилие Sp= (l,2 —1,30)ST, в этой формуле коэффициент 1,2-т-1,3 учитывает потери давления вследствие утечек жид­ кости в неплотностях и запас мощности цилиндра для пре­ одоления стопорения.

Рис. 6.9. Расчетная схема для определения усилия на штоке гидравлического цилиндра подъема

Зная расчетное усилие, определим диаметр цилиндра

D = 1,58 j / i E ,

(6.88)

где р — номинальное давление, МПа; р= (10,0-^ 16,0).

По диаметру цилиндра и количеству одновременно рабо­ тающих цилиндров вычислим производительность насоса

Q = 0,785D2Vm, см3/с,		(6.89)
здесь ш — количество параллельно	работающих	цилиндров;
V — скорость хода поршня;	V= 10-т-15 м/мин, но не
свыше 0,5 м/с.

Зная производительность, определим мощность на валу на­ соса

N =■	_____Qp______	(6.90)
	45 • \ 0 % у]г 7]0б
где Q — л/мин;
т|м — механический КПД: г|м = 0,98;		действия:
г]г — гидравлический	коэффициент полезного
т]г — 0,98—0,099;

т]об — объемный КПД: г|0б = 0,99—1,0.

6.6. РАСЧЕТ СТРЕЛЫ РОТОРА

Стрела ротора представляет из себя пространственную прямоугольную ферму. Она воспринимает нагрузки: усилия копания Poi и Р02; силы тяжести ротора Gp; привода ротора с редукторами Gnp; металлической конструкций gc; конвей­ ера ленты и опорных роликов gK, грунта grp и натяжной стан­ ции gn.

На рис. 6.10 приведена схема действующих нагрузок в вертикальной и горизонтальной плоскостях и сил, сжимаю­ щих стрелу. Стрела ротора работает в горизонтальном и на­ клонном положениях. В горизонтальном положении макси­ мальными деформациями являются изгибающие, от действия вертикальных сил, в наклонном — сжимающие.

Наибольший изгибающий момент М в сечении под под­ веской стрелы определяют по формулам:

стрела горизонтальна:

M= +2P oili+ G pl2+Gnpl3+gHl4+ (&р+&л+
+ Sfa>) ---- SP02h—P0u(h+Rp) =0,	(6.91)

где li; 12; 13; U — плечи приложенных сил, м;

2P0i — сумма касательных усилий резания, при­ веденных к выходу ковша;

2 Ро2 — усилие отпора, приведенное к ковшу на­ чала резания;

знак ± определяет вращение ротора, работает он верхним или нижним черпанием;

Sff7

Рис. 6.10. Расчетная схема стрелы ротора

стрела наклона под максимальным углом 20°:

MI = ± 2 P QI1I + Gpl2+:Gnpl3+&HU+ (gp+ gc +

+ ё г р ) - к	- cos20°—P02h—P0i i (h + RP) .	(6.92)
Изгибающий момент в пролете за подвеской от сил		тяже­
сти стрелы, конвейера и грунта
(gc + gp+ grp+ gfl)x		(6.93)
МX	2
Наибольший момент в середине пролета х = - |-
_	(gc + gp+grp + gn)	(6-94)
Мтах —	- t - Т -

Сжимающее усилие в стреле при горизонтальном положении складывается из проекции на ось стрелы, усилия подвески, натяжения ленты конвейера 2Si и лобового сопротивления Р02 при резании:

Ncm= 2Si + STCOSY + Р02*

(6.95)

213

Горизонтальные ветровые нагрузки и боковое усилие при ре­ зании 2Рб = 0,ЗРо1

Мизб = 4 г + рб1 ,

(6-96)

где w — интенсивность ветровой нагрузки.

Усилие сжатия наиболее нагруженной ветви стрелы для че­ тырехгранной конструкции

	__1__	Nmax [			M	B	I	M	H3	6
Ni =					т И З			i n		(6.97)
	COS an		4	^	2h			2b
здесь an — угол наклона				рассматриваемого элемента по­
	яса к оси стрелы;
h и b — высота и ширина стрелы;								момент в верти­
Мизв — максимальный				изгибающий
	кальной плоскости;
Мизб — изгибающий			момент в горизонтальной плос­
	кости.

Знак перед членами формулы, содержащими моменты, вы­ бирают в зависимости от рассматриваемой ветви, так как го­ ризонтальные нагрузки могут быть направлены в обе стороны,

аизгибающие моменты должны только суммироваться.

Всреднем сечении фермы при ai = a2=0

	N	l_	М в	(6.98)
			iV i H3
		“	2h

Если стрела наклонена, усилие в подвеске следует опре­ делять с учетом угла наклона а, приближенно можно счи­

тать

ST'= STCOS a.

Сжимающее усилие у пяты стрелы находят из суммы про­ екций всех сил на ось стрелы.

Основные технические данные роторных экскаваторов, серийно выпускаемых ,в СССР

	Показатели		3 ЭР-	ЭРГ-	ЭРГ-	ЭРПД-
				400 1Z—	4°од i f -
			500—2			1250
				1,5
	Теоретическая производитель­		625	1370	1370	1250
	ность в рыхлой массе, м3/ч
	Удельное усилие	резания, МПа	0,5—0,7	0,5—0,7	0,5—0,7	1,0—1,4
	Максимальный радиус копания,		18,0	23,5	23,0	24,4
	м
	Высота копания	(уступа), м	12,5	17,0	15,0	16
	Глубина копания, м		0,5	1,5	1.5	1 , 6
	Диаметр ротора,	м	5,0	6,43	6,46	6,46
	Число ковшей		а	9	9	9
	Количество разгрузок		63,5	57	76,5	56,5
	Расчетная емкость ковша, м3		0 , 2 0	0,40	0,30	0,27
	Мощнбсть привода ротора, кВт		160	250	320	—
	Ширина конвейерной ленты, м		1,2	1 . 2	1 , 2	1 , 2
	Масса, т		196	578	550	600

		ЭРГ-	ЭРШР-	ЭРШРД-
Показатели		40	1600 ~
		1 600 5о"31	ЭРШРД-5000	5250
Теоретическая	производитель­	2700—4500	3500—5000	5250
ность в рыхлой массе, м3/ч
Удельное усилие	резания, МПа	0,7—1,2	1 ,0 - 1 ,5	0,7—1,4
Максимальный радиус копа­		55,0	74,0	56,0
ния, м
Высота копания	(уступа), м	40	40	38
Глубина копания, м		1 0	7	7
Диаметр ротора,	м	13	16,0	1 2 , 6
Число ковшей		1 0 е	1 0 *	2 2
			16
Количество разгрузок		30—50	56,4—80	1 2 0
Расчетная емкость ковша, м3		—	1 , 0	—
Мощность привода ротора,		4000**.	4100**	1250
кВт		1 0 0 0	1150
Ширина конвейерной ленты, м		2 , 0	2 , 0	2 , 0
Масса, т		4400	4700	4400

* Над чертой — для ЭРШ Р-1600~ , под чертой — для ЭПШРД-5000.

** Над чертой — общая мощность, включая привод ротора, конвейе­ ров, роторной стрелы и разгрузочной, поворотного механизма, подъема ро­ тора.

Техническая характеристика карьерных роторых экскаваторов зарубежного производства, применяемых в СССР [2]

					ФРГ
Показатели					ЛМГ
					Rs—600'		16,5
			Rs—350	Q 5 3
							-jjg- 4
Теоретическая производительность				750			900
в рыхлой массе, м3/ч
Расчетное усилие копания,
кгс/см2 / МПа		\	3,0	/0,3	\	5,0	/0,5	\
кгс/см	\ кН/м	J	35	\35	)	70'	[70	)
Высота копания, м				13			16,5
Глубина копания,	м			0,5			0,5
Максимальный вылет оси ротора, м			15+3*				19+4*
Радиус разгрузки,	м			15			15'
Диаметр ротора по зубьям ков­				5,6
шей, м							6
Частота вращения	ротора, об/мин			4,5			3,7
Число ковшей				0,35			0 , 6
Емкость ковша, м3				8			6
Емкость полости под ковшом, м3				1			1
Ширина конвейерной ленты, м				1			1 , 2
Мощность привода ротора, кВт				54			1 1 2
Мощность привода поворотной
платформы, кВт			7,5X1				50X1
Установленная мощность электро­				450			830
двигателей, кВт
Масса, т				2 2 0			850
Среднее давление на грунт,			1,42(142)				1 ,1 ( 1 1 0 )
кгс/см2 (кПа)

* Величина выдвижения стрелы ротора.

			ФРГ
Показатели		ЛМГ		«Лаухгаммер»
			24
				SchRs— 500
		SchRs—1500 —
Теоретическая производительность
в рыхлой массе, м3/ч			5000	1850
Расчетное усилие копания,
кгс/см2	/ МПа \	5,3	/0,53 \	10,0/ 1,0 \
кгс/см	у кН/м)	70	[70 )	120 у 120 )
Высота копания, м			24	13,0
Глубина копания, м			6	3
Максимальный вылет оси ротора, м			45	28
Радиус разгрузки, м			27	41
Диаметр ротора по зубьям ковшей, м1			"13	7
Частота вращения ротора, об/мин		3,6— 5,6		3,1— 7,8
Число ковшей			10	8
Емкость ковша, м3			1,3	0,5
Емкость полости под ковшом, м3			0,7	0,12
Ширина конвейерной ленты, м			Г,8	1,2
Мощность привода ротора, кВт		350X2		235X2
Мощность привода поворотной
платформы, кВт			60X2	18X2
Установленная мощность электродви­
гателей, кВт			•2584	1120
Масса, т			2408	836
Среднее давление на	грунт,
кгс/см2 (кПа)		1,1(П0)		1,0(100)

			ГДР
	Показатели		«Лаухграммерверк»
			SRs(k)—2000-^5.	SRs—2400— + UR
			3,5		9
	Теоретическая производительность		3500—4500		6600
	в рыхлой массе, м3/ч
	Расчетное усилие копания,
	кгс/см2 / МПа \		14—11 /1,4—1,1	\	7,5 /0,75\
	кгс/см	у кН/м )	180—130 ^180—130 )		1 2 0 U 2 0 )
	Высота Копания, м		28		35
	Глубина копания, м		3,5		9
	Максимальный вылет оси ротора, м[		37		58,5
	Радиус разгрузки,	м	40,5		1 2 1
	Диаметр ротора по зубьям ковшей, м		1 1		12,5
	Частота вращения	ротора, об/мин	3,4; 4,1		4,6
	Число ковшей		2 2 )		1 0
	Емкость ковша, м3		0,46		1,7
	Емкость полости под ковшом, м3		0,37		0,7
	Ширина конвейерной ленты, м		1 , 8		2,25
	Мощность привода	ротора, кВт	630X2		630X2
	Мощность привода поворотной		80X4		38X3
	платформы, кВт
	Установленная мощность электродви-				5750
	гателей, кВт		3200
	Масса, т		2160		3250 + 1250
	Среднее давление на грунт, кгс/см2		1,37(137)		1,13(113)
	(кПа)