|
|
МОДЕЛИРОВАНИЕ РАБОТЫ КАРЬЕРНОГО ЭКСКАВАТОРА. Программа Факультет Кафедра к защите допустить Зав кафедрой
Современное состояние объекта исследования
Общие сведенья
Основные представители выемочно-погрузочных машин, эксплуатацию которых ведут в карьерах, являются одноковшовые и многоковшовые экскаваторы.
Одноковшовые экскаваторы также имеют своих представителей. Их классифицируют на такие типы как [1]:
Карьерные прямые напорные механические гусеничные (ЭКГ);
Прямые гидравлические (ЭГ);
Обратные гидравлические (ЭГО);
Прямые вскрышные гусеничные (ЭВГ);
Драглайны — шагающие (ЭШ) и гусеничные (ЭДГ).
В данной научно-исследовательской работе пойдёт речь об одноковшовом экскаваторе типа ЭКГ (ЭКГ-8И).
Экскаватор ЭКГ-8И — карьерная, полноповоротная электрическая лопата на малоопорном гусеничном ходу — предназначен для разработки и погрузки в транспортные средства полезных ископаемых или пород вскрыши на открытых горных работах в черной и цветной металлургии, в угольной промышленности, в промышленности строительных материалов, а также для выполнения больших объемов земляных работ в промышленном строительстве [2].
Данный экскаватор типа ЭКГ-8И включает в себя такие элементы, как поворотная платформа с механизмами, которые установлены на ней, ходовую тележку и различное рабочее оборудование. Под рабочим оборудованием подразумеваются такие элементы экскаватора как: ковш с подвеской, механизм, который открывает днище ковша, стрелу и подвеску стрелы. Устройство экскаватора типа ЭКГ-8И более подробно представлено на рисунке 1.1.
Рисунок 1.1 - Устройство экскаватора типа ЭКГ-8И
На рисунке 1.1 представлены следующие обозначения: 1 - Ковш; 2 - Подвеска ковша; 3 - Подъемный канат; 4 - Рукоять; 5 - Стрела; 6 - Подвеска стрелы; 7 - Кабина машиниста; 8 - Двуногая стойка; 9 - Вспомогательная лебедка; 10 - Кузов; 11 - Поворотная платформа; 12 - Входная лестница; 13 - Ходовая тележка; 14 - Роликовый круг; 15 - Возвратный канат; 16 - Напорный канат; 17 - Седловой
Технические характеристики экскаватора типа ЭКГ-8И представлены в таблице 1.1.
Таблица 1.1 - Технические характеристики ЭКГ-8И
Параметры
|
Значение
|
Емкость ковша для тяжелых грузов, м3
|
8
|
Продолжительность цикла при работе в отвал на 90°, с
|
28
|
Наибольшее усилие на блоке ковша, т
|
80
|
Наибольшее усилие напора, т
|
37 - 40
|
Наибольшая скорость подъема на блоке ковша, м/сек
|
0,94
|
Параметры
|
Значение
|
Наибольшая скорость напора, м/сек
|
0,61
|
Наибольшая скорость вращения поворотной платформы при установившемся движении, об/мин.
|
2,78
|
Наибольший преодолеваемый подъем при прямолинейном движении экскаватора по плотному грунтовому основанию, град.
|
12
|
Скорость перемещения экскаватора по горизонтальной площадке, км/ч
|
0.42
|
Наибольший подъем, преодолеваемый экскаватором при твердом грунте, град
|
12
|
Среднее давление на грунт при передвижении, кгс/см2
|
2.08
|
Мощность сетевого электродвигателя, кВт
|
520
|
Напряжение подводимого тока, В
|
6000
|
Расчетная масса экскаватора (без балласта противовеса, запасных частей и инструмента), т
|
337
|
Масса экскаватора с насыпным противовесом, т
|
373
|
Масса противовеса, м
|
35-40
|
A -Длинна стрелы, м
|
13.35
|
а - Угол наклона, град
|
47
|
В - Длинна рукояти, м
|
11.425
|
C - Ход рукояти, м
|
4.3
|
D - Наибольший радиус черпания, м
|
12
|
Е - Наименьший радиус черпания на уровне стоянки, м
|
7.2
|
F - Наибольший радиус черпания, м
|
18.40
|
G - Высота копания при наибольшем радиусе копания, м
|
8.00
|
H - Высота черпания наибольшая, м
|
13.20
|
I - Расстояние от оси вращения экскаватора до зубьев при наивысшем положении ковша, м
|
16.00
|
Параметры
|
Значение
|
K - Наибольший радиус выгрузки, м
|
16.30
|
L - Высота выгрузки при наибольшем радиусе выгрузки, м
|
5.70
|
M - Наибольшая высота выгрузки, м
|
8.60
|
N - Радиус выгрузки при наибольшей высоте выгрузки, м
|
15.60
|
O - Радиус вращения хвостовой части, м
|
7.78
|
Г абаритная ширина кузова, м
|
6.51
|
Ширина экскаватора габаритная, в м
|
7,69
|
Просвет под поворотной платформой, в м
|
2,7
|
P - Г абаритная высота крышки, м
|
6.67
|
Q - Г абаритная высота экскаватора без стрелы, м
|
11.55
|
R - Просвет под поворотной платформой, м
|
2.77
|
S - Высота оси пяты стрелы, м
|
4.10
|
T - Расстояние от оси пяты стрелы до оси вращения, м
|
2.4
|
U - Длинна гусеничного хода, м
|
8.10
|
V - Ширина гусеничного хода, м
|
6.98
|
W - Ширина гусеничной цепи, м
|
1.4
|
Схема рабочих размеров экскаватора ЭКГ-8И из таблицы 1.1 представлена на рисунке 1.2.
Рисунок 1.2 - Схема размеров экскаватора типа ЭКГ-8И
Область применения экскаватора типа ЭКГ-8И:
Угольная промышленность;
Цветная и чёрная металлургия.
Данный тип экскаватора является карьерной техникой, что по умолчанию подразумевает, что условия для работы в данной сфере тяжёлые.
Условия работы экскаватора [2]:
Температура окружающего воздуха -40 оС < 1;возд < +40 оС;
Относительная влажность воздуха не более 80% при температуре окружающего воздуха +20 оС;
Колебание напряжения подводимого к экскаватору должно находиться в пределах от 5% до 10%;
Наклон рабочей площадки относительно линии горизонта не должно превышать 2 градусов;
Высота над уровнем моря не должна превышать 1000;
Рабочее место не должно быть взрывоопасном;
Размер куска при разработке пород III, IV и V категорий крепости в диаметре не должен превышать 300 мм и рыхление должно производиться взрывом;
Нельзя устанавливать на ковш экскаватора устройся для различных целей, таких как обрушение козырьков уступов и очистки думпкаров.
Экскаватор типа ЭКГ-8И имеет комплекты инструмента и запасных частей. Масса инструмента и приспособлений, идущих в комплекте, составляет 1040 кг. Масса запасных частей (только механической части), идущих в комплекте, составляет 7400 кг. Масса запасного электрооборудования, идущего в комплекте, составляет 1300 кг.
К конструктивным особенностям экскаватора типа ЭКГ-8И, можно отнести то, что он имеет индивидуальный привод механизмов по системе генератор-двигатель с электромашинами и промежуточными электромагнитными усилителями (Г-Д, ЭМУ-ПМУ).
Управление основыми механизмами производится электрическим путём через специальные командоконтроллеры, которые расположены в кабине экскаватора. У данного экскаватора пневматическое управление тормозных механизмов на поворотной платформе, а ходовой тормоз и муфты переключения гусениц имеют гидравлическое управление.
Отличительной особенностью этого типа экскаватора является то, что стрела и балки рукояти имеют круглое сечение. Стрела подвешена на канатах- вантах неизменяемой длины.
К основному электрооборудованию экскаватора типа ЭКГ-8И относят:
Привод подъема/опускания ДПЭ-300;
Привод поворота ДПВ-200;
Привод напора ДПЭ-200;
Комплектные устройства управления электроприводами экскаватора типа ЭКГ-8И предназначены для управления возбуждением главных двигателей и генераторов экскаватора, работающих по схеме Г-Д, а также для питания оперативных цепей управления [3].
В состав комплектного устройства ЭКГ-8И [4]:
Станция управления типа ПГА 4409-56В1 габаритные размеры - 1955х2412х600 мм, вес - 1200 кг;
Пульт управления типа ПУА 58-3 габаритные размеры - 740х836х355 мм, вес - 60 кг;
Блоки магнитных усилителей типа БГА 4407-02В1 и БГА 4407-02Г1 габаритные размеры - 550х2416х620мм, вес - 700 кг;
Шкаф управления типа ШГА4611-11АО габаритные размеры - 1600х800х600 мм, вес - 200 кг;
Трансформатор ТС3-25/066, 380/133В;
Комплект ЗИП.
Основные технические характеристики [4]:
Напряжение питания, В - 380;
Частота питающей сети, Гц - 50, 60;
Напряжение силовой цепи, В - 610;
Ток силовой цепи, А - 660;
Напряжение цепей управления, В - 110.
Одноковшовые экскаваторы (в нашем случае экскаватор типа ЭКГ-8И) являются машинами цикличного (прерывного) действия.
Рабочий цикл экскаватора типа ЭКГ-8И состоит из четырех последовательных операций:
Черпание (наполнения ковша);
Транспортирование груза (перемещения ковша к месту разгрузки);
Разгрузка;
Транспортирование ковша к месту черпания.
Произведём расчет длительность времени каждого цикла экскаватора типа ЭКГ-8И, работающего по варианту «место черпания - вагон - место черпания».
Выгрузка полезной породы будет осуществляться в 6-осный цельнометаллический полувагон модели 12-П152, представленный на рисунке 1.3.
Рисунок 1.3 - Схема размеров 6-осного цельнометаллический полувагона модели 12-П152
Назначение таких вагонов является перевозка сыпучих, крупнокусковых, штучных и других грузов, не требующих защиты от атмосферных осадков [5].
Технические характеристики 6-осного цельнометаллического полувагона модели 12-П152, представлены в таблице 1.2.
Таблица 1.2 - Технические характеристики 6-осного цельнометаллического полувагона модели 12-П152
Параметры
|
Значение
|
Номер проекта
|
90.00.006-6
|
Модель вагона
|
12-П152
|
Тип вагона
|
362
|
Изготовитель
|
УВЗ, КрВ3
|
Г рузоподъёмность, т
|
94
|
Масса тары вагона, т
|
32,4
|
Нагрузка статическая осевая, кН (тс)
|
206,5 (21,07)
|
Нагрузка погонная, кН/м (тс/м)
|
75,5
|
Объём кузова, м3
|
106
|
Скорость конструкционная, км/ч
|
120
|
Г абарит
|
1-Т
|
База вагона, мм
|
10440
|
Длина по осям сцепления автосцепок, мм
|
16400
|
Длина по концевым балкам рамы, мм
|
15180
|
Ширина максимальная, мм
|
3220
|
Высота от уровня верха головок рельсов максимальная, мм
|
3797
|
Высота от уровня верха головок рельсов до нижней обвязки,
|
1415
|
мм
|
Количество осей, шт
|
6
|
Модель 3-осной тележки
|
18-102
|
Наличие стояночного тормоза
|
есть
|
Параметры
|
Значение
|
Наличие переходной площадки
|
нет
|
Внутренняя ширина кузова, мм
|
2902
|
Внутренняя длина кузова, мм
|
14586
|
Внутренняя высота кузова, мм
|
2365
|
Ширина дверного проёма при открытых дверях, мм
|
2526
|
Количество торцевых дверей, шт
|
2
|
Количество разгрузочных люков, шт
|
16
|
Размеры разгрузочных люков, мм
|
1327х1540
|
Угол открывания средних люков, град
|
31
|
Угол открывания надтележечных люков, град
|
18,68
|
Площадь пола, м2
|
45
|
Г од постановки на серийное производство
|
1955
|
Возможность установки буферов
|
нет
|
Зададим угол перемещения груза. Угол поворота в сторону вагона принимаем: ф = 900.
|
|
|
Скачать 0.69 Mb.