книги / Основы проектирования многоковшовых экскаваторов непрерывного действия

транспортера; WKi, WK2, Wnep, Wi — сопротивления перемеще­ нию; v3 — скорость хода, м/ч.

2.1.7. Статический расчет

Рис. 2.4. Схема расчета устойчиво­ сти траншейных -экскаваторов

Статический расчет эк­ скаватора состоит из про­ верки устойчивости маши­ ны в рабочем и транс­ портном положениях от­ носительно точки А (рис. 2.4).

Положение равнодейст­ вующей всех вертикаль­ ных сил относительно точки А опрокидывания, удовлетворяющей усло­ вию равновесия, находим из выражения

G„ m, -	G'pa - Рцр ш2 sin а		(2.41)
ш = ------------— g----------------->
где m — координата	приложения	равнодействующей
всех вертикальных сил, м;
mi; а; ш2 — плечи приложения сил, м;		давление	на опор­
G — суммарное	вертикальное

ную поверхность в рабочем состоянии, кН; Go— масса экскаватора, кг;

Gp— масса ковшовой рамы с грунтом в ковшах, кг;

Рцр — суммарное усилие копания, кН.
Масса экскаватора [9, 13]
G0= (0,011+0,014) П0%.	(2.42)
Масса ковшовой рамы в сборе с ковшами и цепью
Gp- (0,17 + 0,28)G0.	(2.43)
Суммарное вертикальное давление на опорную	поверхность
определяют по формуле
G= G0-I-G'p + Pupsin а.	(2.44),
Здесь а — угол наклона ковшовой рамы, °.	соотношения
Коэффициент устойчивости ф находят из

	G	(	1 +	6 е
Чшах				I
			Ъ%1	(2.50)

Ь2/

Если е >"g" эпюра удельных давлений приобретает вид тре­

угольника:

2G

Чгтах — Ь2/ 42min “ О

Е сли е> -^-, эпюра принимает вид треугольника, сторона ко­

торого меньше:

Чзшах —2/3

Ь2

Экскаватор на колесном ходу. Давление на колеса рас­ пределяется прямо пропорционально плечам приложения равнодействующей всех вертикальных сил относительно оси и обратно пропорционально расстоянию между осями

Gt	Gb,	и G2	Gat	(2.51)
	/		~ Г

Здесь Gi — нагрузка на переднюю ось, кН; G2 — нагрузка на заднюю ось, кН;

G — общая масса машины с рабочим оборудовани­ ем, приложенная в центре тяжести, кг;

bi — расстояние	от центра	тяжести до задней оси,
м;	от центра	тяжести до	передней
ai — расстояние
оси, м;
1 — расстояние между осями.			статиче-
Размер пневмошин выбирают на нагрузку больше

44

к полученной величине прибавляют усилие в це­ пи, вызываемое предвари-

^ тельным натяжением. Его определяют как натяже­ ние, создаваемое прови­ санием ковшовой цепи под действием собственной массы (рис. 2 .6 ).

Провисание цепи очер­ чивается по параболе. Кривизна ее определяется размером относительного провеса

Рис. 2.6. Кривая провисания		К =	а	9
		а	L Q
ковшовой	цепи и действующие	где fa — стрела		провеса
активные	и реактивные силы

цепи по середине пролета при угле а наклона линии, соединяющей точки под­ веса цепи, м;

L0 — расстояние между точками подвеса, м.

Горизонтальная составляющая		натяжения ковшовой це­
пи, провисающей по параболе, равна
gu L02cosa		gu*L()cosa
8Е	“	(2.54)
		W a

Здееь^ц — погонная масса 1 м ковшовой цепи, кг/м. Натяжение цепи в точках подвеса О и А -равно, соответ­

ственно:
о0	—	Sr	SA° =	S2	(2.55)
		COS a		COSaA
S 0	=

С изменением угла наклона ковшовой рамы меняется зна­ чение коэффициента кривизны параболы Ка, и горизонталь­ ную составляющую определяют по формуле

с - _____ quLu2 cos2g 2 2 К З (L2 - W )

Здесь L — длина ковшовой цепи между точками подвеса. Величина натяжения SA° для малых' и средних моделей

экскаваторов в среднем составляет SA° = 2000—4000 Н. Допол­

нительное натяжение цепи вследствие поворота ковша при не­ центрально приложенной нагрузке и встрече с препятствием вычисляют по эмпирической формуле

S _ m (рокр	1170) ]/g u	I	15GUv 2 „гг			(2.56)
g	L0	'	g	Р
где Рокр— суммарное окружное			усилие	на	приводных
блоках цепи, кгс;
gq — погонная масса 1 м ковшовой цепи, кг/м;
б ц — масса цепи с ковшами и грунтом, кг;
vp — средняя скорость ковшовой цепи, м/с;
L0— расстояние между точками подвеса цепи, м;
g — ускорение силы тяжести, м/с;					от величи­
m — опытный	коэффициент,		зависящий
ны относительного		провеса:		для	К45= 0,08;

т = 0,58; К45= 0,05, т = 0,7.

Динамические усилия, возникающие в связи с неравномер­

ным движением цепи на звездочке:
Рд =	Згс2 УР2	Од	(2.57)
	tu z2	g

Здесь t4 — шаг цепи, м;

z — число зубьев звездочки. Шаг цепи принимают от 160 до 200 мм.

Расчет звеньев цепи. Ковшовые цепи собираются из от­ дельных звеньев, состоящих из ковшового звена, промежу­ точного, соединительных пальцев и втулок (рис. 2.7). Звенья, втулки и пальцы изготавливаются из марганцевистой стали. Звенья цепи рассчитывают на растяжение максимальным уси­ лием и на растяжение и изгиб при огибании ими натяжных барабанов и звездочек. Максимальное натяжение в одной ра­

бочей ветви принимается	равным 2/3 Рр. Оно у	приводных
блоков составляет
Рр = “д" (Рок + 5д) + 0,5SA°}		(2.58)
2Мкр
где Рок = ------ к
D
на приводном блоке
Рр1 =	+ Sa + Рд) + 0,5S°a,	(2.59)

водной ветви рабочей цепи у натяжных барабанов

Втраншейных экскаваторах чаще всего применяют цепи следующих параметров: шаг t4—125; 160; 200 мм; высота звена Ьц—40; 50; 60 мм; диаметр втулки — 36; 40; 50 мм; до­ пустимая нагрузка на одну цепь к Н 12,50; 14,00; 20,00.

Pp2=0,5S0° + 0,8Sa.

(2.60)

Рис. 2.7. Схема крепления ковша к цепи: 1 — ковш, 2 — зуб ковша, 3 — косынка крепления ковша к ковшовому звену цепи, 4 — упорный уголок, 5 — упорный уголок на цепи, 6 — промежуточное звено, 7 — ковшовое звено цепи

При расчете звеньев цепи принимают: запас прочности — шестикратный; удельное давление в шарнире звена q= 35—

40Н/мм2.

2.1.9.Расчет механизма привода ковшовой цепи

Ковшовая цепь приводится в движение приводным валом (рис. 2 .8 ), на котором посажены на шпонках или шлицах при­ водные звездочки. Вал соединен с редуктором привода ков­ шовой цепи через предохранительное Устройство (рис. 2.9). Оно предназначено для предохранения цепей и трансмиссион-

Рис. 2.8. Расчетная схема при­
водного вала:	1 — ленточная		Рис. 2.9. Многодисковая фрик­
фрикционная	муфта,	2 —
звездочка			ционная муфта

ных валов от ударных нагрузок при встрече режущих элемен­ тов с находящимися в грунте твердыми включениями.

К предохранительным устройствам предъявляются сле­ дующие требования:

мгновенное отключение двигателя и трансмиссии от рабо­ чего органа при недопустимых перегрузках;

быстрое включение устройства после срабатывания; возможность регулирования величины задаваемого крутя­

щего момента; простота и удобство эксплуатации и обслуживания;

время срабатывания предохранительного устройства не должно превышать 0,2 с.

По конструктивному признаку предохранительные уст­ ройства разделяют на механические, электромагнитные и гидравличесие. Механические муфты могут быть пружинно­ дисковые (см. рис. 2.9), пружинно-роликовые и фрикционные с ленточным тормозом (рис. 2 .10), электромагнитные — элек­ тромагнитные порошковые, комбинированные с электромаг­ нитной тягой.

В современных отечественных и зарубежных экскаваторах чаще всего применяют пружцнно-дцсковые муфты и фрик­ ционные с ленточным тормозом.

Предохранительные муфты устанавливают на валу, име­ ющем меньший крутящий момент. Это даст возможность по­ лучить меньшие ее размеры.

Расчет пружинно-дисковых муфт. Муфту рассчитывают по максимальному передаваемому крутящему моменту

Мкр= 2яс[ц|ьиЬ1^,

(2.61)

где qy — удельное давление на диски, МПа;

р — коэффициент трения наклдаки по стали, р = 0,55; i — число трущихся поверхностей;

b — ширина накладки, см; b = (D—d) /2; D — наружный диаметр диска, см;

d — внутренний диаметр диска, см; R — средний радиус накладки, см. Удельное давление на диски

_ Мкр	(2.62)

2 TC(iib*R2

Удельное давление допускается до 0,2 МПа на каждый диск. Затем определяют усилие нажатия пружины Q для включения муфты:

	Мкр	(2.63)
	1 R р