Курсовая работа: Механическое оборудование карьеров

где α – угол максимального подъема, преодолеваемого экскаватором; W_г – сопротивление перекатыванию гусениц по грунту

W_г = f₂ ∙ G=0,08∙5395=431,6 кН

f₂ = (0,08 – 0,12) – коэффициент сопротивления, зависящий от характера грунта (большие значения принимаются для более мягкого грунта); W_в – сопротивления движению от встречного ветра ,W_в =g×F; g – давление ветра на лобовую поверхность экскаватора (принимаются g = 500 н\м² );

F – площадь лобовой поверхности экскаватора, м² ; W_пэв – сопротивление повороту (в расчет не принимают, т.к. при повороте экскаватора его движение прекращается и поворот производится при заторможенной одной из гусениц).

W_в = g∙F = 500∙30 = 15кН

W_пов =0

W_вн =G ∙ f₁ =5395∙0.05=269.7 кН

S_{т. max} =269,7+1079+81,7+431,6+15=1877 кН

Мощность привода ходового механизма

V_x =0.6∙V_x =0.6∙0.5=0.3 м/с

N_k =( S_{т. max} ∙ V_x )/(1020 ∙ h_x )=(1877∙0.3)/1020∙0.6)=920 кВт

где V_x – скорость передвижения экскаватора, м\с; h_x – КПД ходового механизма (редуктора).

3. СТАТИЧЕСКИЙ РАСЧЕТ ЭКСКАВАТОРА

Статический расчет экскаваторов имеет целью определить: уравновешенность поворотной платформы, устойчивость экскавато­ра, усилия в роликах и захватывающих устройствах опорно-пово­ротного круга, опорные реакции и давления на основание (грунт).

3.1 Уравновешенность поворотной платформы

Уравновесить поворотную платформу — значит устранить выход результирующей веса платформы с механизмами и рабочим оборудованием за пределы периметра опорного круга при поворо­те платформы с полной нагрузкой и без нагрузки на рабочем органе.

Удерживающий момент М_у (кН*м) образуется от равнодей­ствующей G₁ (кН) весов всех вращающихся частей экскаватора (за исключением противовеса и рабочего оборудования) на плече от­носительно оси вращения платформы. В противоположном на­правлении на платформу экскаватора действует опрокидывающий момент М_о (кН*м) от веса рабочего оборудования с грузом, выдвинутым на максимальный вылет.

При определении оптимальных размеров рабочего оборудо­вания, например драглайна, основной заданной величиной являет­ся вместимость ковша или длина стрелы. Если обе величины изме­нять нежелательно, то прибегают к изменению диаметра опорной базы (в известных пределах). Таким образом, расчет уравновешен­ности платформы сводится к задаче, в которой среди принятых и заданных величин имеются такие, которые могут быть изменены.

Платформа считается уравновешенной, если при любых воз­можных положениях поворотной части с ковшом (порожним или груженым) соблюдаются следующие необходимые условия:

• равнодействующая весов вращающихся частей с рабочим оборудованием не должна выходить за периметр много­угольника, образованного соединением точек касания опор­ных катков с поворотным кругом;

• перемещения равнодействующей вперед или назад по от­ношению к центральной цапфе желательно иметь одинако­выми по величине.

Уравновешивание поворотной платформы достигается соответствующим размещением всех механизмов на поворотной платформе и выбором массы противовеса.

Масса противовеса определяется для двух расчетных положений: I — ковш опущен на почву (веса ковша и рукояти не создают момента); II — груженый ковш вы­двинут на 2/3 вылета рукояти.

Первое положение соответствует возможности смещения равнодействующей назад и отвечает, например, для рабочего обо­рудования лопаты, моменту начала копания при ковше, лежащем на земле (см. рис. 3.1, положение I). При этом подъемный канат ослаблен. Таким образом, веса рукояти G_р (кН) и ковша G_k (кH) ис­ключаются из состава опрокидывающих сил. Масса противовеса m_{np 1} (т) или его вес G_np = g*m_np (кН) могут быть определены из уравнения моментов относительно точки А. При условии, что рав­нодействующая V_A весов поворотной части экскаватора (с проти­вовесом и рабочим оборудованием) проходит через точку А (край­нее допустимое положение равнодействующей внутри круга ката­ния с радиусом R_о получим

m_np1 = (M_o - M_y )/(r_пр - R_о ) •g = [G_c (r_c +R_о ) – G₁ (r₁ - R_o )]/( r_пр - R₀ ) •g,

где G_c и G₁ — веса стрелы и поворотной платформы с механизмами соответственно, кН; r_пр , r_c , r₁ — плечи действия сил (см. рис. 3.1, а).

Второе положение соответствует возможности выхода равно­действующей вперед за точку В. При расчете экскаваторов средней мощности принимают, что груже­ный ковш выдвинут на 2/3 длины рукояти, а для мощных экскава­торов — на полную ее длину.

Предположим, что равнодействующая V_B весов поворотной части экскаватора проходит через точку В. Тогда масса противо­веса из уравнения моментов относительно точки В будет

m_пр = [G_c (r_с - R₀ ) + G_р r_p + G_{к + п} r_к – G₁ (r₁ + R_o )]/(r_{п p} + R_о )*g,

где r_p и r_к — плечи действия сил (см. рис. 3.1, а).

При выборе массы противовеса экскаватора с одним видом рабочего оборудования достаточно получить m_пр1 = m_пр2 и принять величину противовеса такой, чтобы m_пр2 < m_пр < m_пр1 .

Если масса противовеса для положения II получается боль­ше, чем для положения I, то это указывает на чрезмерное смещение механизмов на платформе вперед, на слишком длинное и тяжелое рабочее оборудование или на то, что выбранный диаметр пово­ротного круга мал.

Если m_пр2 < 0 < m_пр1 , то это свидетельствует об излишне лег­ком или коротком рабочем оборудовании. То же самое может быть и при чрезмерно сдвинутых назад механизмах.

Драглайн. Масса противовеса для драглайна, как и для лопа­ты, определяется для двух расчетных положений: I — ковш опущен на землю, стрела поднята на максимальный угол γ_{m ах} = 45÷50°, II — ковш с породой поднят к голове стрелы, стрела опущена на минимальный угол γ_min = 25÷30°.