Курсовой проект - Одноковшовый экскаватор 4 размерной группы

Подождите немного. Документ загружается.

Рис.7. 2-е расчетное положение для определения величины противовеса

Из условия



0M

находим

min.пр

, а из условия

0Y 



определяем

кп

тGGGgR

GGGgR

lGlGMG

lGlGlgMG

гкCпркп

кгкCC

махпр

кгкCCnпр

37,2146,37,352,1145,2

45,2

4,3

17,1546,372,87,35,152,11

1min.

min.1























где

гк



- сила тяжести ковша с грунтом

гкгк

GGG 







- плотность грунта, принимаем равной

600

кг

ткгG

96,09606,1600 

тG

гк

46,396,05,2 



Принимаем массу противовеса 2,45 тонн.

1.4.2 Проверка устойчивости экскаватора.

Проверка устойчивости экскаватора с рабочим оборудованием драглайн

производится по одному расчетному положению: при повороте на выгрузку на

уклоне 12 градусов.

пр



к+г

Рис.8. Расчетное положение для определения устойчивости экскаватора

 Поворотная платформа развернута поперек гусениц.

 Выполняется поворот платформы (на выгрузку).

 Угол подвески стрелы

25...20



 Рукоять максимально вытянута и опущена к грунту.

 Ковш (с грунтом) подтянут к головной части стрелы и находится на

максимально возможном удалении от оси вращения платформы.

 Угол уклона

12





—.силы тяжести (статические).



— силы инерции (динамические).

Полный опрокидывающий момент относительно точки А:

дин

ОП.А

стат

ОП.АОП.А

MMM 

где

стат

ОП.А

— опрокидывающий момент от действия статических сил,

действующих на ЭО и его рабочее оборудование;

дин

ОП.А

— опрокидывающий момент от действия сил инерции

(динамических), возникающих при вращении платформы и действующих на ЭО и

его рабочее оборудование.

В следующей формуле опрокидывающий момент от статических сил равен

первому слагаемому, т.е.

   

 



cos





tghlgtghlgM

cccккгк

стат

ОПА

   

 

 

































minmin

min

max

cossin

cos

sin

cos









HAghllg

tghlgtghlgM

cкАкгк

cccккгкОПА

   

 

 

мдаН

tgtgM

ОПА

































58,615420cos20sin24,1

46,7

20cos59,1

46,7

20sin24,1

46,7

59,124,1370021,587,306,143460

81,9

6,0

12cos1236,446,737001221,506,143460

Аналогично рассчитывается полный удерживающий момент относительно

той же точки А:

дин

УД.А

стат

УД.АУД.А

MMM 

В развернутом виде:

   











пппр111хАх

max

пАппр

1А11хАхУД.А

hlghlGhlG

costghllg

tghllGtghlGM











   









мдаН

tgtgM

УДА







63,7560)2,11,3975027,120520187,316950

81,9

6,0

12cos122,187,31,39750

12287,37,11152012187,316950

В вышеприведенных формулах:

81,9g 

м/с

max



— максимальная угловая скорость поворота платформы ЭО, 1/с;

Можно принять

6,0

8,514,3

max









ср





Где

max

— частота вращения поворотной платформы, мин

-1

. Для

универсальных строительных ЭО

max

= 5,8 мин

Определяем коэффициент запаса устойчивости:

ОП.А

УД.А

k 

228,1

58,6154

63,7560



1.5 Тяговый расчет экскаватора.

Цель: предварительно подобрать двигатель по мощности, требуемой для

передвижения экскаватора с заданной расчетной скоростью.

1.5.1 Определение наибольшего тягового усилия.

Сопротивление, возникающее при передвижении ЭО, должно преодолеваться

тяговым усилием

max

, создаваемым двигателем на ведущих колесах ходовой

тележки:

ВКРПИГРВН’T

WWWWWWS 

max

где:

ВН

- внутреннее сопротивление от сил трения в ходовом механизме;

ГР

- сопротивление от деформации грунта на прямолинейном участке

- сопротивление от сил инерции при трогании ЭО с места;

- сопротивление, возникающее при движении ЭО на подъем;

КР

- сопротивления, возникающие при повороте ЭО (при движении по

криволинейному участку);

- сопротивление от силы ветра.

Обычно принимают величину тягового усилия в долях от силы тяжести

экскаватора:

ЭT

GS  )5,0...4,0(

max

тS

5,12255,0

max



1.5.2 Определение составляющих сопротивления движению.

Внутреннее сопротивление гусеничной тележки (сила сопротивления в

гусеницах)

654321

WWWWWWW



Рис.9. Внутреннее сопротивление гусеничной тележки

где: W

= 1,6…1,8 – сопротивление от сил трения в п/ш опорных катков;

= 1,1…1,2 – сопротивление от сил трения в п/ш ведущих колес;

= 0…1,6 – сопротивление от сил трения в п/ш направляющих колес;

= 0,8…0,9 – сопротивление качению многоопорных катков;

= 1,3…1,5 – сопротивление от изгиба гусеничных лент на ведущих

колесах;

= 0,4…2,5 – сопротивление от изгиба гусеничных лент на

направляющих колесах;

= 1,6% 25 = 0,4 т;

= 1,1% 25 = 0,27 т;

= 0% 25 = 0 т;

= 0,8% 25 = 0,2 т;

= 1,3% 25 = 0,32т;

= 0,4% 25 = 0,1 т;

тW

29,11,032,02,0027,04,0 

Для многоопорных гусениц

тGW

ЭBH

3,125052,0)095,0...052,0( 

ГР

- сопротивление от деформации грунта гусеницами - определяется из

условия сохранения энергии.

Для универсального строительного ЭО (2-х гусеничного):

тGW

эГР

87,125075,0)1,0...05,0( 

Сопротивление от сил инерции при трогании ЭО с места:

аMW

эИ





— масса ЭО, кг

а 

— ускорение при трогании с места, м/с

— установившаяся скорость на первой передачи ЭО, м/с

— время разгона ЭО, с

ээ

004,1

545,2

5,025











Сопротивление, возникающее при движении ЭО на подъем:

тGW

эП

3,922sin25sin 



где



=22

- угол подъема пути (радианы или градусы)

Сопротивление, возникающее при повороте ЭО (криволинейное движение)

Обычно необходимая сила тяги в гусенице при повороте превышает силу

тяги, требуемую при прямолинейном движении.

Рис.10. Расчетная схема поворота экскаватора



КР

Пcp

Пэ

4,9

55,3

98,24

54,4254,0

)





































Для строительного двухгусеничного экскаватора:4

KR 

, тогда



),...,( 3121



),...,( 6040

тGG

ээ

25,92537,0)39,0...24,0()3,1...2,1)(6,0...4,0(5,0











Сопротивление от силы ветра:

даНFPW

BBB

660355,372,3500' 

500P





Н/м

– удельная ветровая нагрузка;

- расчетная площадь парусности ЭО, м

1.5.3 Определение расчетного сопротивления движению.

Для гусеничного ходового оборудования определяю расчетное

сопротивление движению:

На горизонтальном участке (без

- подъем)

тWWWWWW

BИКРГРBH

28,19)5,037,6(25,987,129,1)( 

На наклонном участке на подъем (без

КР

— поворот)

тWWWWWW

BИПГРBH

33,19)5,037,6(3,987,129,1)( 

За расчетное сопротивление принимаю большее значение, т.е. 19,28 т.

1.5.4 Проверка мощности двигателя.

По расчетному сопротивлению

с учетом расчетной скорости экскаватора

рэ

определяем мощность

дв

, требуемую для передвижения экскаватора:

 

кВт

ход

рэр

дв

21,50

625,0360

5,119280

360













или 68,26 л.с.

где :

рэ

= 0,25…1,5 км/ч - расчетная скорость ЭО;

ход



= 0,6…0,65 - КПД ходового механизма.

1.6 Производительность экскаватора.

1.6.1 Определение угла поворота платформы экскаватора.

Принимаем угол поворота платформы:

60



рад

047,1



1.6.2 Длительность рабочего цикла экскаватора.

сТТТТТ

ППВПГКЦЭ

48,37

где: Т

– время заполнения ковша в забое.

4,0



ПГ

– время поворота на выгрузку с груженым ковшом.

сТ

ПГ

49,3

6,0

047,12















=3 с – выгрузка грунта из ковша.

ПП

= Т

ПГ

– время возврата на исходную позицию.

1.6.3 Продолжительность разработки элемента забоя.

TTTNT

цсс

оэперцссцэз

86,4171







где: Т

ПЕР

= 150 с – время, расходуемое на передвижку экскаватора в забое;

ОЭ

= 5 мин – время отдыха экскаваторщика (каждый час);

– число ковшей грунта, загружаемого в самосвал;

21







НК

РП

КqN

КLHB

1.6.4 Количество элементов забоя, разрабатываемых за смену.

ЭЗ







ЦЭЗ

СМСДСМ

ТТ

где : N

ЭЗ

– число элементов забоя;

СМ

=28800 с – длительность смены;

СД.СМ

=900 с – продолжительность сдачи экскаватора во время смены бригад;

Во время разработки оставшейся части элемента забоя экскаватор загрузит

еще некоторое количество самосвалов, которое можно вычислить по формуле:

9,173

86,4171690028800











ЦС

ЦЭЗЭЗСМСДСМ

ТNТТ

1.6.5 Суммарное время на внецикловые операции.

   

смсдсэзскппссмэз

цсс

оэперопвц

TNNNTTTN

TTT

...



















   

сT

опвц

38,7059900176215,2749,3556

9,17321

5150



















Коэффициент использования экскаватора по времени К

определяется

отношением времени чистой работы экскаватора в течение смены к

продолжительности всей смены:

755,0

28800

38,705928800











СМ

ОПВЦСМ

ТТ

1.6.6 Сменная эксплуатационная производительность экскаватора.

сменумКТ

КТ

Kнq

ВСМ

РЦЭ

СМ

/6,10005755,08

2,148,37

3,16,136003600















где: продолжительность смены Т

СМ

=8 часов.

2. Расчет механизма подтягивания ковша

2.1 Определяем общее передаточное число от двигателя до исполнительного

элемента заданного механизма:

55,23

691423

796996

431

542











zzz

общ

2.2 Частота вращения n исполнительного элемента механизма:

44,45

55,23

1070



общ

дв

мин

-1

2.3 Скорость навивки каната на барабан:

19,1

44,455,014,3













м/с,

где D — диаметр барабана, м;

n — частота вращения барабана, мин

-1

где V — скорость навивки каната на барабан, м/с;

пол

— кратность полиспаста.

2.4 Тяговое усилие на барабане:

3,4235

19,1

84,08075











дв



даН,

где N

дв

— мощность двигателя экскаватора, л.с.;



— к.п.д. передачи от двигателя до напорно-возвратного барабана;

V — скорость навивки каната на барабан, м/с.

2.5 Усилие на подвижной обойме полиспаста:

полпол

iPТ





, даН,

где Р — тяговое усилие на барабане, даН;

пол

— кратность полиспаста;



пол

— к.п.д. полиспаста:

9575,0

)95,01(2

95,01

)1(















блпол

бл

пол



где



бл

= 0,94…0,96 - к.п.д. одного блока на подшипниках скольжения.

84,8258975,023,4235 Т

даН.

Рис.11. Кинематическая схема экскаватора

Рис.12.Схема запасовки канатов экскаватора с рабочим оборудованием драглайн

1 — подъемный барабан, 3 — стрелоподъемный барабан, 4 — канат подъема стрелы, 5 —

блоки на двуногой стойке, 6 — блоки на голове стрелы, 9 — канат подъема ковша, 10 — канаты

напора, 16 — канат тяги ковша, 17 — тяговый барабан, 18 — полиспаст подъема стрелы, 19 —

канатные оттяжки стрелы, 20 — блок разгрузочного каната, 21 — разгрузочный канат.