Расчет скоростей и усилий на рабочем оборудовании (экскаватор ЭКГ-12). ЭКГ12. 1. Расчет скоростей и усилий на рабочем оборудовании
![]()
|
Содержание 1. Расчет скоростей и усилий на рабочем оборудовании ........................... 2 1.1 Определение толщины стружки ...............................................................2 1.2. Определение необходимого усилия копания .........................................2 1.3. Определение максимального подъемного усилия ................................2 1.4. Определение максимального напорного усилия ...................................3 1.5. Определение возможных усилий копания и напора при различных положениях ковша........................................................................................... 4 2.Расчет цикла копания экскаватора по элементам .....................................10 2.1 Разгон перед копанием ..............................................................................10 2.2 Копание ........................................................................................................11 2.3 Подъем груженого ковша ..........................................................................12 2.4 Равновесное состояние и опускание груженого ковша...........................14 2.5 Разгрузка и удержание порожнего ковша .......................................…….14 2.6 Опускание порожнего ковша .....................................................................15 2.7 Время цикла ................................................................................................18 2.8 Среднеквадратичный момент на валу электродвигателей ............ ……18 Список литературы ............................................................................................19 ![]() ![]() Определение толщины стружки Толщина стружки t определится как ![]() где Е – вместимость ковша экскаватора , м3; b – ширина ковша, м; Hк - высота копания, м (принимается равной высоте оси напорного вала над уровнем установки экскаватора); Кр=1,15– коэффициент разрыхления. Ширина ковша экскаватора в м определяется по чертежу или по эмпирической формуле; Кн = 1 – коэффициент наполнения; ![]() ![]() Определение необходимого усилия копания P01 = 1000KFbt. кН, (3) где b – ширина ковша, м; t – толщина стружки, м; KF – удельное сопротивление породы копанию, Мпа. P01 = 1000*0,22*2,63*0,39 = 225,65 кН. 1.3 Определение максимального подъемного усилия Максимальное подъемное усилие определяется исходя из суммарного стопорного (максимального) момента всех двигателей подъемной лебедки. Стопорный момент двигателя задается его механической характеристикой. Стопорный момент можно определить как: ![]() ![]() подъемной лебедки, кВт; n – номинальная частота вращения , с–1; K – отношение МСТ/МН(К = 2,2 - 2,4); Nл = 150 кВт, ![]() Максимальное подъемное усилие ![]() где Dб– диаметр барабана подъемной лебедки, м; Dб(28-30)*dк; i– общее передаточное число зубчатых передач лебедки (от электродвигателя до барабана) и подвески ковша; dк –диаметр каната; ηоб - общий КПД подъемного механизма. ηоб = η1*η2*η3, (6) η1 = КПД зубчатых передач(η1 = 0,97); η2 = КПД блоков(η2 = 0,97); η3 = КПД барабана(η3 = 0,97). ηоб = η1*η2*η3 = 0,97*0,97*0,97 = 0,91. Dб = 30*52 = 1560 мм = 1,56 м ![]() 1.4 Определение максимального напорного усилия Максимальное напорное усилие определяется исходя из стопорного момента двигателей напора. ![]() где – стопорный момент электродвигателей напора в кНм, определяемый по формуле (1); – диаметр начальной окружности кремальерной шестерни при ![]() напоре, м; i – передаточное число (от двигателя до напорного вала, или барабана напорной лебедки); ηоб - общий КПД напорного механизма dб(28-30)dн, где – диаметр напорного каната, мм. 1.5 Определение возможных усилий копания и напора при различных положениях ковша Положение I.Начало копания. Ковш пустой. Зуб ковша на вертикали, проходящей через ось напора. Полагая ![]() ![]() где ![]() ![]() ![]() ![]() ![]() Вес порожнего ковша в кН может быть определен по эмпирическим формулам: ![]() где ![]() Вес подвески определится как ![]() ![]() Вес рукояти у карьерных экскаваторов ![]() ![]() Для вскрышных экскаваторов ![]() ![]() ![]() ![]() ![]() ![]() ![]() ![]() ![]() ![]() ![]() ![]() Усилие напора ![]() ![]() ![]() ![]() ![]() ![]() ![]() ![]() ![]() ![]() - вес породы в ковше при полном его заполнении, получим ![]() Значения ![]() ![]() ![]() Рассчитывается результирующая сопротивления копанию P0. Вес породы в ковше, кН: ![]() где g - ускорение свободного падения, м/с2; γ - плотность породы в неразрыхленном состоянии (в массиве), т/м3 ; Кн - коэффициент наполнения ковша; Кр - коэффициент разрыхления. ![]() ![]() ![]() ![]() ![]() ![]() ![]() ![]() ![]() ![]() ![]() Реакция седлового подшипника: ![]() Положение III.Ковш с грунтом на наибольшем вылете. Ковш заполнен полностью. Приняв ![]() ![]() ![]() ![]() ![]() ![]() ![]() ![]() ![]() Усилие напора: ![]() Реакция седлового подшипника: ![]() Положение IV. Рукоять на полном вылете. Груженый ковш поднят на наибольшую высоту. Возможное усилие резания в этом случае ![]() Так как практически в IV положении копание прекращается ![]() ![]() ![]() Усилие пассивного напора ![]() ![]() ![]() ![]() ![]() ![]() ![]() Усилие напора: ![]() Реакция седлового подшипника: ![]() Положение V. Подъемный канат вертикален. Ковш загружен полностью. Зубья ковша на уровне напорного вала. В этом случае ![]() ![]() Возможное усилие копания ![]() Реакция седлового подшипника ![]() ![]() ![]() ![]() ![]() ![]() ![]() ![]() Вывод Подъемное усилие, развиваемое лебедкой, обеспечивает необходимые усилия во всех положениях ковша. В первом положении ковша толщина стружки может достигать ![]() Во втором положении ковша толщина стружки может достигать ![]() В третьем положении ковша толщина стружки может достигать ![]() В четвертом положении ковша толщина стружки может достигать ![]() В пятом положении ковша толщина стружки может достигать ![]() ![]() Расчет времени рабочего цикла экскаватора ведется в соответствии с моментами, развиваемыми двигателями подъемной лебедки при выполнении отдельных операций цикла и имеет цель установить его продолжительность и загрузку двигателей. 2.1 Разгон перед копанием. Средний ускоряющий момент на валу электродвигателей ![]() где ![]() ![]() Время разгона до скорости копания ![]() где ![]() ![]() ![]() где ![]() ![]() ![]() ![]() ![]() ![]() ![]() Поскольку ![]() ![]() ![]() ![]() ![]() ![]() ![]() и ![]() ![]() где ![]() ![]() ![]() ![]() ![]() ![]() КопаниеМомент на валу электродвигателя при копании ![]() Скорость каната при копании ![]() где ![]() ![]() ![]() ![]() ![]() Время копания ![]() ![]() ![]() ![]() Время копания можно также определить по формуле ![]() где ![]() ![]() Подъем груженого ковшаМомент на валу электродвигателей при подъеме ковша ![]() где ![]() ![]() ![]() ![]() Скорость подъема ковша ![]() где ![]() ![]() ![]() ![]() ![]() Время торможения в конце подъема (с загруженным ковшом) ![]() где ![]() ![]() Путь, пройденный ковшом за время торможения: ![]() ![]() Высота подъема ковша после окончания копания ![]() где ![]() ![]() Путь, пройденный ковшом за время равномерного подъема: ![]() ![]() Время равномерного подъема ковша: ![]() ![]() |