книги / Траншейные экскаваторы

Табли ца 8

Значения транспортных скоростей (в км/ч)

Передача	ыТр	"тр.х	п 25 тр	°тр.х
Вперед	71,21
I		125,68	13	1,5
II	61,30	108,19	15	1,7
III	50,94	89,91	18	2,1
IV	37,03	65,86	24,5	2,8
V	31,65	55,86	29	3 ,4
VI	27,24	48,08	33	3,9
VII	22,64	39,96	40	4 ,7
VIII	16,46	29,05	55	6,4
Назад	47,47
I		83,78	19	2,2
II	40,87	72,14	22	2,6
III	33,96	59,94	27	3,1
IV	24,68	45,56	37	4,3

Площадь поперечного сечения траншеи

Общая площадь траншеи
	F общ =	(В в -Ь 5д) Я /2,
где В ь — ширина разрабатываемой		траншеи	по верху; В в — ширина' разра­
батываемой траншеи по низу; Н — глубина траншеи.
Площадь траншеи, разрабатываемая цепным рабочим органом (основ­
ным), Р ц = :Н В п . Площадь	траншеи, разрабатываемая откосообразователями,.
F 0 =	F 0бщ	F n = H (В в — Яд)/2 .
Отношения площади, разрабатываемой цепным рабочим органом; к об­
щей площади траншеи
б =	З Д б щ	= 2 В в/(Ва	ВИ) .

Размеры площадей для различных сечений приведены ниже.

Я ,	м ......................	0,8	1,2	0,8	3,5
	.................				1,2
Я„,	м . . . . . . . . . . .	2,4	2,8	2,5	2,8
F 0бщ, ма . . . . .................		4,5	5,0	6,3	7,0
	.................	2,0	3,0	2,8	4,2
F I	м» ..................			3,5	2,8
8 .	........................... .................	0,445	0,600	0,445 0,600

Расчет мощности

Затраты мощности, производительность и скорость рабочего передвиже1ния определяют из условия полного использования мощности двигателя, если

81

это обеспечивается выносной способностью рабочего органа, с учетом КП Д трансмиссий

0,9Л^Д = Л^д.р.о -Ь ^д.отк + -^д.тр + ^д.р.х»

где 0,9 — коэффициент использования мощности при длительной						работе	дви­
гателя;	Лгд — мощность		основного • двигателя,	Яд= 110 л. с.;	Яд. р. 0 — мощ­
ность,	потребляемая приводом рабочего органа; Яд. 0тк — мощность,						необ­
ходимая на		разрушение грунта откосниками; Яд. тр — мощность, потребляемая
приводом		транспортера;	Я д. р. х — мощность,	необходимая	на	перемещение

экскаватора с рабочей скоростью

(в/?л. с.)

Мощность, потребляемая приводом рабочего органа

w

ЯКоп + Япод

АЛТ

у (

2 +

Я0) Л.т (1 + 0,7 ctg 45°)

Яд n о—

—

270.10».0,77.0,6

‘Пр.о'Пр.ц

=

8.10-еА:1бЯ т +

1 3 ,6 .1 0 - б у ( “

+ Я0)

Ят ,

где

Якоп — мощность,

расходуемая

на копание

грунта;

Я под — мощность,

расходуемая

на .подъем

грунта

до

места

выгрузки

скребковой

цепью;

t]p. о — КПД

привода рабочего

органа;

Лр. ц — КПД рабочей цепи.

Мощность, расходуемая на копание грунта,

(в л. с.)

Якоп =

А

бЯт/(270> 103) ,

где

А — коэффициент

удельного

сопротивления

копанию,

А = 2 - 104

кгс/см2

(I

категория

грунта),

А = 4 > 1 0 4 кгс/см2

(II

категория

грунта),

А =

= 6- 104 кгс/см2 (III категория

грунта); б — отношение

площади

сечения,

разрабатываемой

цепным

рабочим

органом,

к общей

площади

траншеи;

Ят — техническая производительность экскаватора

(в м3/ч ) .

Расчетное значение коэффициента удельного сопротивления грунта копа­

нию при

разрабатывании

траншеи с промерзанием до глубины 1,2 м.

Ар = (Ar F T +

Ам Ах)/Абщ =

27 • 10* кгс/м2,

где

Ат,

А и — коэффициенты

удельного сопротивления

копанию

соответст­

венно

талого

и мерзлого

грунтов,

. А т= 6*10 4 кгс/см2, А м =50*104 кгс/см2;

F т, F u — соответственно площади траншеи, разрабатываемой в талом

и мерз­

лом слое; /общ — общая площадь траншеи.

,и

Мощность, расходуемая на

подъем

грунта до места

выгрузки

скребко­

вой

цепью, (в

л. с.)

( т

+

T(l+^lCtgP)

н 'У п -

Ядод —'

270.10s

где

у — объемный

вес

грунта

в

твердом теле,

у —1500 кгс/м2

(I

категория

грунта),

Y = 1650

кгс/м3 (И категория

грунта), у= 1800

кгс/м3

(III

катего­

рия грунта);

Я .— глубина

траншей;

Н о — высота

подъема

грунта

от поверх­

ности земли до места выгрузки;

fi — коэффициент трения

грунта о

грунт,

/i= 0,7; р — угол наклона рамы рабочего органа, Р = 456.

КПД привода рабочего органа.

Лро =

“Пц^к Лкард Лы = ®»77,

где

11ц — КПД цилиндрической

зубчатой пары, Лив 0>98;

t]K — КП Д

кониче­

ской

зубчатой пары, Лк=0,96;

Лиард — КПД

кардана,

ЛкаРД=0,98;

Лм —

КПД

муфты, Лм=0,99; Лр. ц — КПД рабочей цепи, Лр ч= 0 Д

Мощность, необходимая для разрушения грунта откосниками, (в л. с.)

0,75M l - « ) Дг _

0 ,7 5 М 1 -6 )Я Т

Я-И|<

27010эг1р оГ|р ц

2?0-103-0,77-0,б

' °

*l(

6) П"

где

0,75 — коэффициент,

учитывающий

деблокированность

грунта

в

от­

косах.

Мощность, потребляемая приводом транспортера, (в л. с.)

„

-JV-o

10,8 +

1 4 ,9 .10-е у

п

-

14,8 +

20,2-10” >V 17т.

^д.тр — Г * -

------”

0 7г-------—

Лтр

Мощность, затрачиваемая на привод транспортера

Л/тр-ZC

w q L v„

Ят у

0,035-185.4,4-4,3

?5

+ 2 70.10з (ш - f tg a) Lp cos а = 6,6

75

.

Ят у

(0,035 +

0 ,2 68)-13,8 -0,965= Ю,8 + 1 4 ,9 - 1 0 -5 уЯт,

270-103

где

К — коэффициент,

учитывающий

длину

транспортера

(L = 5,0

м);

/ ( = 6,6; w — коэффициент

трения

несущих

роликов

(подшипников качения),

ад=0,035; q — вес

подвижных

частей роликоопор и ленты,

приходящихся

на

1 м длины

транспортера,

<7=185 кгс;

L — длина

транспортера, L=4,4

м;

v a — скорость

ленты

транспортера; ил= 4,3

м/с; а — угол подъема ленты

транспортера,

а »

15°; L v — расчетная длина транспортера,

Lp — L +

Р+ а>

/0 = 13,8

м,

tg a +

w

1

где

трения

грунта по ленте, |х=0,65; /о — длина

участка,

ц — коэффициент

на

котором

скорость

грунта увеличивается до

скорости ленты,

2

2

4,32— 0

®л—°0

=

2,61

м

(jxcosa — sin d )

2*9,81 (0,65-0^9.65 — 0,259)

(оо — начальная скорость грунта, i>o=0). КП Д привода транспортера

•Птр = И^ЛмИбИгм— 0,98в• 0,993 •0,92 = 0,73,

где Пп— КП Д насоса 207.10, Т)п=0,92; Пгм — КПД гидромотора, Лгм=0,92. Мощность, расходуемая на рабочий ход,

		Яд.р.х	QnP	= 4,0	л.с.,
			450л
где Q a — подача	насоса	(см. «Кинематический:				расчет»),	Q„=19,5	л/мин;
р — давление в	гидросистеме		(ограничение		по	клапану),	р = 80	кгс/см2;
Л — КПД, т)=т1иП ц=0,85		(Пн — КПД		насоса	210.12, Лн=0,92; Лд — КПД

цилиндрической зубчатой пары, Лд=0,98).

Определение затрат мощности, скорости рабочего хода, производитель­ ности произведено в табл. 9.

Расчеты по определению сил тяги приведены ниже.

83

Результаты расчета парам етров	машины в зависимости от	категории грунта
Параметры траншеи	^дв. р. о* л с*	^ДВ. ОТ' л *с *
(формулы)
		Грунт I категории
0,16 6Я Х4-0,0204 (24-Я /2) Я т		0 ,1 2 (1 — 6) Я т
Я - В = 2 ,5 .0 ,8	47,0	22,8
6 = 0 ,4 4 5	55,3	15,3
Я - В = 3 ,5 .1 ,2 ;
6 = 0 ,6	25,0
Я - В = 1 ,0 - 0 ,8 ;
6 = 1 ,0
		Грунт II категории
0,32 6Ят4 -0 ,0224(24-Я /2) Я т		0 ,2 4 (1 — 6) Я т
Я - В = 2 ,5 - 0 ,8 ;	45,2	2 8,0
6 = 0 ,4 4 5
Я - В = 3 ,5 - 1 ,2 ;	55,2	19,0
6 = 0 ,6		__
Я - В = 1 ,0 -0 ,8 ;	45,0
6 = 1 ,0
		Грунт III категории
0,48 6Ят 4-0,0245(24-Я /2) Я т		0,36 ( 1 - 6 ) Я х
Я - В = 2 ,5 -0 ,8 ;	44,0	3 0,0
6 = 0 .4 4 5
Я - В = 3 ,5 - 1 ,2 ;	55,0	20,9
6 = 0 ,6
Я -В = 1 0 -0 ,8 ;	65,0	“““
6 X 1 .0
	Грунт с частичным промерзанием
—	2,16 Я т4~0,0795 Я -	_
	72	—

84

по приведенны м ф ор м улам

^дв. тр»	с*	^ДВ. р. Xе л - с
(Jfej= 2 • 104 кгс/м2,		р1=1500 кг/м3)
1 4 ,8 + 0 ,0 3 Я т
25,0		4
24,0		4
18,4		4

(£1=4*104 кгс/м2,	р)= 1650 кг/м3)
14,8+ 0,033 Я т
21,7	4
21,4	4
18,8	4

(ft1= 6 -.104 кгс/м2,	р►=1800 кг/м3)
1 4 ,8+ 0,036 Ят
20,2	4
20,0	4
19,1	4

(61= 2 7 .1 0 4 кгс/м2,	р=1800 кг/м3)
1 4 ,8+ 0,036 Я х	4
15,9

2 ЛГДВ , л. с.

»

99

99

47,4

99

98

67,8

99

99

88,1

92

	Таблица 9
п г . м*/ч	V, м/ч

340	76
320	46
120	150

210	46
200	29
120	150

150 33

145 21

120 150

30 15

85

Передача

....................................

I

II

III

IV

V

VI

VII

v n r

v , к м /ч ........................................

1,5

1,7

2,1

2,8

3 ,4

3 ,9

4 ,7

6,4=

Сила тяги по двигателю Т А ,

14900

13100

10600

8000

6550

5700

4750

3500'

к г с .................................................

<р==1,0 .

при а = 0,

/= 0 ,0 8 ,

1450/16000

при а = 0 ,

/= 0 ,1 5 ,

<р=0,6 .

2400/9600

при а = 0,

/ = 0 , 2 ,

ф = 0 ,5 .

3200/8000

при а = 10°,

/= 0 ,0 8 ,

ф = 1,0

4000/16000

при а = 1 0 °,

/= 0 ,1 5 ,

ф = 0 ,6

5150/9600

при а = 10э,

/ = 0,2,

ф = 0,5 .

5950/8000

П р и м е ч а н и е . В числителе приведены значения необходимых сил тяги 7^,

в знаменате­

ле—сил тяги по сцеплению ГСц

Тяговый расчет

Рабочее передвижение. Необходимая сила тяги (в кгс)

Гр =

/ [G cos а

(Рр sin а — N cos Р)] - f G sin а +

(^р cos р 4- N sin Р) =•

=

/(16000 cos а +

0 ,5Рр . 0,707) +

16000 sin a -f- 1,5Рр-0,707 =

=

/ (16 000 cos а + 0,3535Рр) 4- 16 000 sin а 4* 1 ,06Яр,

где

/ — коэффициент

сопротивления

передвижению

гусеничного

Хода;

G —

вес

экскаватора,

G = 16 000

кгс;

a — угол

подъема

пути;

Р — угол

наклона

рабочего

органа,

Р=45°;

Рр — усилие резания; N — отпор

грунта,

N = 0 ,5 Р р.

Усилие резания

(в кгс)

D

75Л/д>Рф0т]р.оГ]р.ц

75Л/Д р>о-0,77*0,6

34,7Л/д>р-0

"»

Г р —

■■

—

■■■

-------------- ’■--------------

--

Оц

Од

Оц

где

Л/д. р. о — мощность,

потребляемая

приводом

рабочего

органа;

Цр. 0 — '

КПД

привода

рабочего

органа,

т]р. 0= 0,77; tip. ц — КПД рабочей

цепи,

■Цр. ц = 0,6; Оц — скорость движения рабочей цепи.

Сила тяги, развиваемая гидромотором,

тш=

71620Af~ “p .^

_

7600 етс>

Лгм” зв

где

Л/Гм — мощность,

развиваемая

гидромотором

рабочего

хода, N TM=

= Снрт]гм/450=3,2' л. с

(QH — подача

насоса

210.12, :

Qn= 19,5

л/минр

р — давление,! ограниченное

предохранительным

клапаном,

р = 8 0

кгс/см2;:

Лгм — КПД

гидромотора

210.16,

-лгм=0,92);

иР. х — передаточное

число

при-,

вода

рабочего

хода,

ир. * = « хЫтрНб=972

(«х — передаточное

число

ходо-

уменьшителя,

их =7,738;

« тр — передаточное число

трансмиссии трактора,.

ытр=71,21;

й б — передаточное

число

бортового

редуктора,

«6 = 1,765);.

Л — КПД

привода

рабочего

хода от гидромотора,

Т1='Пцт1кардТ)мТ1трТ)гус =

=0,71

(т1д — КПД

цилиндрической

зубчатой

пары,

Т1ц=0,98;

Лиард — К П Д

кардана,

т]кард=0,98;

т]м — КП Д

муфты, Т]м=0,99;

Т1Тр — КПД трансмиссии

трактора, Т1рт?=0,9;

“Лгус — КП Д

гусеничной

цепи,

Цгус =0,9); пгм — частота;

вращения вала гидромотора, пгм=668

об/мин; /?ав — радиус

ведущей

звез-'

дочки,

/?ав=31,3 с м ...........................

Значения необходимых сил тяги приведены в табл. 10.

Транспортное передвижение. Необходимая сила тяги

Тт = G (/cosa 4- sina),

где

G — вес

экскаватора,

G = 16000

кгс; a — угол

подъема пути;

/ — коэф­

фициент сопротивления перемещению гусеничного хода

86

								Таблица		10
Знач ен ие	силы тяги в зависимости от категории грунта
	i	l	f e				Сила тяги Гр, кгс
Категория	М	д	.р. о.,	1>ц, м/с	Яр. кгс		а=0	а=Ю°
грунта		л. с.
						/=0.10	1=0.15	/=о.ю	f=0,15
I		55,3		0,75	2560	4400	5300	7150		8050
				1,16	1650	3400	4250	6200		7000
н		55,2		0,75.	2560	4400	5300	7150		8050
				1,16	1650	3400	4250	6200		7000
ш		65,0		0,75	3000	4900	5800	7650		8550
				1,16	1950	3750	4600	6500		7350
III с про­		72,0		0,75	3330	5250	6150	8000 .		8900
мерза­				1,16	2160	3950	4850	■-		7600
нием								6700

Сила тяги по сцеплению ГСц =ф б, где ср — коэффициент сцепления •с грунтом.

Сила тяги по двигателю (в кгс)

		270ЛГд%р, . 210-110-0,75				22 300		«
	Тп —'		о	■—	.	—	о
	А				v
тде	Л/д — мощность двигателя, # д=11'0 л. с.; т]Тр — КПД							привода транспорт­
ного.	хода, т]тР=Т1£ т}„ардг1,Ti J Т]гус=0,99?• 0,98• 0,9 • 0,982• 0,9=0,75, v — транс-
дюртная скорость.

2. РОТОРНЫЙ ТРАНШЕЙНЫЙ ЭКСКАВАТОР ЭТР-162А

Исходные данные

Роторный траншейный экскаватор ЭТР-162А предназначен для рытья траншей глубиной до 1;6 м и шириной ОД м. В отличие от экскаватора ЭТР-162 в модернизированном экскаваторе ЭТР-162А в качестве базового тягача использован-трактор ДТ-75 мощностью 90 л. с.-при пдв=1750 об/мин-.

Максимальный крутящий	момент,	развиваемый	двигателем, Afm*x=a
*=44,5 кгс-м.
Кинематическая схема	короошг	передач трактора представлена на
рис. 53.

87

Рис. 53. Кинематическая схема коробки передач трактора

Расчет приводов

Транспортные скорости. Передаточные числа от вала двигателя к валу приводной звездочки и транспортные скорости передвижения приводятся

в табл. 11.

Скорость транспортного х о д а

Передача	. . .
I

II

III

IV

2в г12

“т 1 _ * „ *10

„

WrI1 *u *io

2, z,»

“T I" = S T *io

z$ 2

“T,V = ^ T ^

						Т а б л и ц а
Передаточные числа
zi5		50	57		71
■"*!.	~	28	18	1,418	13	“ 43,8
пл*1в	=		i l l	418 Z L = 3 9 2
		3°	18	*	13	'
216		46	57	. . 7	1
U,M*i,	=	32	18	1, 418Т		з = 3 5 ,2
Z iв		44	57		71
“г а ^	' = = 3 4 Т 8 1,4181					з = 3 1 ,7

И Скорость, км/ч

5,30

5,92

6,60

7,32

88

Передача	Продолжение	табл. И
	Передаточные числа	Скорость, км/ч

	V	*23.	*2	2 \	2^5		37-29.46-57	Л лчп71	^	8,13
		z22	z23	z3 z10	“пл21в	“	37.37.3Ы8	1«418I3-	28'5
	“TV

z23z2z6z12	z15	37*29*44*57
VI	“■»*„	-37.37.33-18
T VI _

71	л
l '4 l 8 13-	9,06
	25’6

	VII		*2 3 *2 *7 * 1 2				^i5	37-29-40-57				71	11,15
		“TVI1“	zn z23zez10			“™ Z16 “		37*37*37*18			1-418 ^ - 20*8
	VIII		z23z6zis				zi5		37*50*57		. „ П		4,55
		UT' 3,X	z22 zi9 ZIO			njIzie			37*24*18		’	13“
	П р и м е ч а н и е : передаточное число планетарного редуктора
			Ипл =		zu	•	-	23	+	1 = 1,418.
					—	+	1 = —
					‘11			55
	Скорость передвижения
		у =	0,06ядв	tz	=	0,06*1750			л	,	232	км/ч,
			— ----- 51			— :------------- 0,17*13 =					— —
			и				и				и
	Характеристика		ш естерен	и зв ездоч ек экскаватора								Табли ца 12
		Число	Модуль		2		Число		Модуль		Z	Число	Модуль
	2	зубьев	или шаг				зубьев		или шаг			зубьев	или шар
	Г,	46	4		*17		30		4		*33	27	6
	г<ь	29	4		*18		28		4		*34	27	6
	2g	31	4		*19		24		4		*35	27	в
	•	33	4		*20		34		4		*36	t= 6 ,6 7	50,6
		44	4		*21		32		4		*37	12
	2д	50	4		*22		37		4		*3»	17	50,6
	0	40	4				37		4		*89	14	50,6
	-ri				*23
	z%	37	4		*24		82		3		*40	32	50,6
	*0	48	4		*25		24		3		*41	12	22
	*li	18	6		*26		51		5		*42	84	22
							30		3.036		*43	29	25.4
	*11	55	4		*27							12	25.4
		57	6		*28		82		3.036		*44
	*13	16	4		*29		17		5		*45	28	8
												15	8
	*14	23	4		*30		21		3		*46
		71	6,5		*31		69		3		*47	28	8
	*15XV
	*14	13	6 ,5		*32		20		3

89

	Рис. 54. Кинематическая схема ходоуменьшителя
тде ЛдВ — частота		вращения	вала двигателя,	ляв=1750		об/мин;	t — шаг
тусеничной	цепи,	/= 0 ,1 7 м;	z — число зубьев	приводной		звездочки,	z= 1 3 ;
и — передаточное число.
При работе экскаватора разрешается использовать только первые две
передачи.	Характеристика		шестерен и звездочек		экскаватора приведена
в табл. 12.

	Скорость р абоч его	х ода
	Передача	Минимальные передаточные числа
	I	Kp I~ WTlum in=43,8*35,1 = 1537,4
	и	“Pii=U Tii“m in=39,2-35,1=1375,9 .
	ш	мрШ = м тШ илИп—35,2*35,1=1235,5
	IV	Ир1V= UTIvKmin—3 1,7 •35,1=1112,7
	V	ttpy=«TVum in=28,5 *3 5 ,1 = 1000,3
	IV	«pVl = ttTVl“mln==25,6 *35,1 = 898,6
	VII	“pvn “ «rvii “m ln=20,8*35,1=730,1
	VIII
		up. a. x ит . а. хит1п= 51 *35,1=1790,1

Т.абли ца 13

Скорость,

м/ч

150,9

168 ,'6

187,8

208,5

231,9

258,2

317,8

129,6

90