5.2. Основные параметры погрузчиков и их расчет

Номинальную грузоподъемность погрузчиков определяют по стан­дарту ИСО 5998-78. Для колесных машин она должна быть не более меньшей из двух величин: 50% опрокидывающей нагрузки или 100% подъемного усилия; для гусеничных - не более меньшей из двух ве­личин: 35% опрокидывающей нагрузки или 100% подъемного усилия.

Опрокидывающая нагрузка определяется массой, сосредоточенной в центре масс ковша на максимальном вылете, наличие которой вызы­вает отрыв от опорной поверхности одного или нескольких опорных элементов машины. Для шарнирно-сочлененных машин различают опро­кидывающую нагрузку при соосном и максимально повернутом положе­нии полурам. Подъемное усилие определяется максимальным грузом в ковше, который вызывает срабатывание предохранительного клапана гидросистемы рабочего оборудования или остановку двигателя.

Геометрическая вместимость ковша погрузчика (м³) определяет­ся зависимостью

Q

V_K = , (5.1)

р • К_н

где Q - номинальная грузоподъемность, т;

р - плотность материала, т/м³;

К_н - коэффициент наполнения ковша.

Фактическая вместимость ковша погрузчика определяется рас­четным путем на основании измерений.

Число ковшей, необходимых для загрузки транспортного средс­тва, определяют из зависимости

-

_0c V„

П

:5.2)

Q_n

K_t

где Q._c - грузоподъемность транспортного средства, т;

Q_n - грузоподъемность погрузчика, т.

Погрузчик используется наиболее эффективно, если для загруз­ки транспортного средства требуется 3...6 ковшей. Оптимальная загрузка транспортного средства достигается, когда режущая кромка полностью опрокинутого ковша перекрывает ширину кузова- В_к не ме­нее чем на 1/3, а высота разгрузки ковша Н₈ превосходит высоту борта кузова на 0,2 В_к (рис. 5.5).

Рис. 5.5. Схема загрузки кузова автомобиля погрузчиком:

Н₈ - высота разгрузки ковша; В_к - ширина кузова; В_с - ширина автомобиля; ЛН_С - высота подъема ковша погрузчика над бортом кузова; Н_с - высота борта кузова автомобиля; L - наибольшее расстояние кромки ковша погрузчика от крайней точки колеса автомобиля; А₂ - угол разгрузки ковша погрузчика.

Производительность погрузчика определяется количеством мате­риала, обрабатываемого в единицу времени.

Техническая производительность П_т(т/ч) определяется с учетом свойств разрабатываемого материала, массы материала в ковше и ко­эффициента, учитывающего условия работы:

V_K-р-К_н-Кт П_т = 3600 , (5.3)

К_р • 1ц

где К_т - коэффициент технологичности или условий выполнения ра­бот (К_т = 0,85.. .0, 9); К_р - коэффициент разрыхления (для материковых материалов

К_р = 1,25; для насыпных - К_р = 1,0); t_u - время цикла, с.

Для определения технической производительности значения плотности материала и коэффициента наполнения ковша принимают по справочникам в зависимости от свойств разрабатываемого материала. Время цикла

Ц ⁼ ^н ⁺ % ⁺ Ц + t₀ + t_x + t_n

( 1_к Jt-D²-h a S_D L_T Jt-D²-h S_x

= 3,6 —K_v+15 K₃ -n+3,6 —+7,2 —+15 +3,6 — +t_n,

¹ v_p П_гп-п_об > v₃ V_T П_гп-Поб v_p

где t_H - время наполнения ковша;

t_p - время рабочего хода;

t_T - время маневрирования транспортного средства;

t₀ - время опорожнения ковша;

t_x - время холостого хода (возврат к месту внедрения);

t_n - суммарное время переключения передач и гидрораспредели­ теля (5<t_n<15 с);

1_К - глубина внедрения ковша в материал, м;

v_p - рабочая скорость внедрения, км/ч;

K_v - коэффициент, учитывающий буксование ходовой части и по­тери в трансмиссии, K_v =1,5;

D- - внутренний диаметр стрелового или ковшового гидроци­линдра (в зависимости от способа работы), см;

h - длина хода стрелового или ковшового гидроцилиндра, см;

П_гп- теоретическая подача насоса гидропривода, л/мин;

К1_0б- объемный КПД гидропривода, %₆ = 0,92. ..0,95;

К₃ - коэффициент, учитывающий снижение числа оборотов двига­теля в процессе внедрения ковша (К₃ > 2);

п -. количество напорных движений в процессе внедрения;

S_p и S_x - путь рабочего и холостого ходов, м;

v₃ - задняя скорость движения, км/ч;

L_T - габаритная длина транспортного средства, м;

v_T - средняя скорость подъезда и отъезда транспортного средства, км/ч.

Расчетное напорное усилие (кН) может быть определено по фор­муле

О, О " -IN о m я Y

Т_н = -^^ п_т - G_n-f < 0_п-ф , (5.5)

v_T(l-5_p)

где N_emax - наибольшая эффективная мощность двигателя на махови­ке, кВт;

v_T - теоретическая скорость на данной передаче, км/ч;

б_р - расчетное буксование (для колесных машин б_р=0,7)

% - КПД трансмиссии (для механической трансмиссии щ =0, 85... О, 88, для гидромеханической % =0, 6... О, 75);

G_n - эксплуатационный вес погрузчика, кН;

f - коэффициент сопротивления передвижению;

Ф - коэффициент сцепления движителей с поверхностью рабочей

площадки. Теоретическая скорость машины определяется зависимостью

Я R К

v_T = 0,377 — , (5.6)

1

где п_дв - номинальная частота вращения коленчатого вала двигате­ля, мин^-1; г_к - динамический радиус ведущего колеса, м; 1 - передаточное число трансмиссии. Для гусеничной ходовой части

z

где z - число зубьев ведущей звездочки; 1_ЗВ - шаг гусеничной цепи, м; Для колесной ходовой части

2d+D

г_к = е (5.8)

2

где d - ширина профиля шины, мм;

D - диаметр обода, мм;

£ - коэффициент деформации шины, равный 0, 93... О, 96 для шин низкого давления и 0, 95... О, 96 для шин высокого давле­ния.

При определении технической производительности многоковшовых погрузчиков необходимо учитывать, что работа шнекового питателя, элеватора и ленточного конвейера взаимосвязана и поэтому должна быть согласованной, а именно:

П_шп < П_эл < П_лк, (5.9)

где П_шп, П_эл, П_лк - соответствено техническая производительность

шнекового питателя, элеватора и ленточного конвейера, м³/ч;

Ж ■ D²

П_шп = 60 — p_t • п • к₃, (5.10)

где D, p_t - соответственно диаметр и шаг шнека, м; п - частота вращения шнека, мин"¹; к₃ - коэффициент заполнения (к₃ = 0,6... 0,9).

п_эл = 3600 —**- q • к_н, (5.и;

где v_k - скорость движения ковшовой цепи, м/с;

1 - расстояние между ковшами, м;

Q. - геометрическая вместимость ковша, м³;

к_н - коэффициент наполнения ковшей (к_н=0,7...1,1).

П_ЛК = 3600 • S ■ у_л • к , (5.12)

где S - площадь поперечного сечения материала на ленте, м²; Уд - скорость движения ленты, м/с; к - коэффициент снижения производительности конвейера при

увеличении угла подъема (при а=10...15° - к = 0,95;

при а=16...20° - к =0,9; при а=20...22° - к =0,86).