МІНІСТЕРСТВО ОСВІТИ І НАУКИ
РОСІЙСЬКОЇ ФЕДЕРАЦІЇ
ПОЛІТЕХНІЧНИЙ ІНСТИТУТ (ФІЛІЯ)
ДЕРЖАВНОГО Освітні заклади ВИЩОЇ ОСВІТИ «Якутського державного університету» ім. М. К. Аммосова в м. Мирний
КУРСОВИЙ ПРОЕКТ
з дисципліни: «Механічне обладнання кар'єрів»
студента групи ГМіО-06 ПТІ (ф) ЯГУ у м. Мирному
за спеціальністю «Гірничі Машини та Обладнання»
Горін Станіслав Кирилович
(Прізвище, ім'я, по батькові)
Перевірив викладач:
Асистент каф. ГМіО
П.І.Б., звання, посада
Золотухін Г.К.
Мирний, 2009
Реферат
Дана робота містить: 2 таблиць, 5 малюнка, 22 сторінок.
Об'єкти досліджень: ЕШ-11.70
Мета роботи: Провести розрахунок одноковшового екскаватора з урахуванням їх робочих параметрів стосовно до конкретних гірничотехнічних умовах.
Ключові слова: Екскаватор, драглайн, підйомний механізм, напірний механізм, тягове зусилля, ківш, стріла, рукоять, канат.
Анотація: У даному курсовому проекті міститься розрахунок одноковшового екскаватора типу - ЕШ-11.70, що включає в себе - потужність тягової і підйомної лебідок драглайн, тяговий розрахунок гусеничного екскаватора, статичний розрахунок.
Зміст
Введення
Вихідні дані
Завантаження приводів основних механізмів ЕШ-11.70
Потужність тягової і підйомної лебідок драглайн
Тяговий розрахунок гусеничного екскаватора
3. Статичний розрахунок ЕШ-11.70
3.1. Врівноваженість поворотною платформи
Висновок
Список використаної літератури
Введення
Гірничо-геологічні умови більшості родовища обесславлівают застосування одноківшових екскаваторів. При цьому найбільш трудомісткими є розкривні роботи. Використання на розкривних роботах прогресивних безтранспортних схем екскавації із застосуванням високопродуктивних машин дозволяє переміщати великі маси порід на значну відстань з мінімальними витратами.
Найбільшого поширення набули системи розробки з використанням екскаваторів - механічних лопат, які можуть застосовуватися в самих важких кліматичних і гірничо-геологічних умовах.
При проектуванні гірничих робіт особливо важливим є правильний вибір екскаватора і визначення завантаження його механізмів при роботі в конкретних умовах. Вирішення цього питання дозволяє розробити практичні заходи для підвищення продуктивності машин і поліпшення їх експлуатації.
Вихідні дані
Для розрахунку прийнятий екскаватор ЕШ-11.70. варіант № 2
Технічна характеристика кар'єрного екскаватора ЕШ-11.70 наведена в табл. 1.
Таблиця 1 Технічна характеристика ЕШ-11.70
Показники | ЕШ-11.70 |
Місткість ковша, м 3: | 11 |
Кут нахилу стріли, градус | 30 |
Довжина стріли А, м | 70 |
Ширина кузова, м | 10 |
Висота екскаватора без стріли Н к, м | 6,73 |
Швидкість пересування, км \ год | 0,2 |
Потужність мережевого двигуна, кВт | 1460 |
Тривалість циклу | 52,5 |
Маса екскаватора з противагою, т | 550 |
Категорія грунту | 2 |
Коефіцієнт розпушення | 1,2 |
Завантаження приводів основних механізмів ЕШ-11.70
Електроприводи головних механізмів одноківшових екскаваторів працюють у повторно - короткочасному режимі з великою частотою включень і гальмувань, тобто з різко змінною швидкістю. Тому доцільно визначити середньозважену потужність з виразу
Де - Потужності, споживані двигуном за окремі проміжки часу t i протягом циклу; - Тривалість роботи механізму за один цикл; n - число операцій в циклі, для одноковшового екскаватора n = 3.
Для визначення середньозваженої потужності двигуна необхідно попередньо побудувати навантажувальні діаграми механізмів, що відображають залежності зусиль у функції часу P = f (t), і швидкісні діаграми, що відображають залежність швидкості переміщення робочого органу за ці ж відрізки часу V = f (t).
Час, що витрачається на операції повороту платформи екскаватора типу прямий механічної лопати з навантаженим ковшем на розвантаження та повернення ураженого ковша у вибій, становить 60-70% повного часу циклу роботи екскаватора. Тому в інженерних розрахунках час циклу розбивають на три різних періоди: копання t k = 1 \ 3 T 4; поворот платформи на розвантаження ковша t p = 1 \ 3 T 4; поворот платформи з Пирожникову ковшем в забій t 3 = 1 \ 3 T 4.
2.1 Потужність тягової і підйомної лебідок драглайн
1. Маса екскаватора:
m е = До е. ∙ Е = 50 ∙ 11 = 550 тонн
де Е - обсяг ковша, м 3;
До е. - вибираємо з рекомендованого діапазону 38-55 т / м 3
2. Лінійні розміри ковша:
Ширина B k = 1,15 ∙ 3 √ Е = 1,2 ∙ 3 √ 11 = 1,15 ∙ 2,2 = 2,53 м;
Довжина L k = 1,2 ∙ B k = 1,2 ∙ 2,53 = 3,03 м;
Висота H k = 0,65 ∙ B k = 0,65 ∙ 2,53 = 1,64 м;
3. Маса і вага ковша:
m к = K 1 (K 2 + E) E 2 \ 3 = 0,046 ∙ (40,6 +11) 11 2 \ 3 = 11,8 т
G до = 9,81 ∙ m ков ∙ 10 3 = 9,81 ∙ 11,8 ∙ 10 3 = 11,5 ∙ 10 квітня Н;
де К 1 і K 2 - коефіцієнт пропорційності (0,143 і 9,6 для легких; 0,092 і 20 для середніх; 0,046 і 40,6 для важких) табл.1 [2]
4. Маса і вага породи в ковші:
m пір = E ∙ γ / K p = 11 ∙ 2,5 / 1,2 = 22,9 т;
G р = 9,81 ∙ m пір ∙ 10 3 = 9,81 ∙ 22.9 ∙ 10 3 = 22.4 ∙ 10 4 H;
де γ - щільність породи в цілині, т / м 3 (γ = 1,8 ÷ 2,5) табл. П6 [2]
5. Висота напірного валу:
Н н = К L н ∙ 3 √ m е = 2,5 ∙ 8.1 = 20,2 м;
де К L н - коефіцієнт пропорційності стріли (До L н = 2,5) табл. П8 [2]
6. Сила тяжіння навантаженого ковша:
G k + г = G до + G г, = 11,5 ∙ 10 4 + 22,4 ∙ 10 4 = 33,9 ∙ 10 4 Н
де G k - власна сила тяжіння ковша; G г - сила тяжіння грунту в ковші.
Зусилля в тяговому канаті можна визначити, проектую всі сили, що діють на ківш, на вісь, паралельну лінії віднесення уступу (рис.2.1).
Рис. 2.1. Схема до розрахунку зусиль на ковші драглайн
S г = P к + G до + г * sinα + P тр = P к + G до + г * sinα + fG до + г * cosα = 25 ∙ 10 4 + 33,9 ∙ 10 Квітня ∙ 0,25 + + 0,4 ∙ 33,9 ∙ 4 жовтня ∙ 0,96 = 46,4 ∙ 10 4 Н
Приймаються sin 15 0 = 0,25; cos 15 0 = 0,96.
Зусилля копання визначається з формули Н.Г. Домбровського:
P к = K 1 * F = K 1 * h * b = 2,5 ∙ 10 2 ∙ 1 = 2,5 ∙ 10 2 кН
де К 1 - питомий опір (див. табл. I) копанню, кН / м 2, h - товщина стружки, що знімається, м; b - ширина стружки, м; f - коефіцієнт тертя ковша про породу (приймається рівним 0,4).
Наповнення ковша відбувається на шляху наповнення:
L н = φ * L k = 3,5 ∙ 3,03 = 10,6 м
де φ - коефіцієнт шляхи наповнення (табл. 3); L k - Довжина ковша.
Обсяг розпушеному породи в процесі наповнення ковша:
V пір. Яких. = L н * h * b * К р = φ * L k * h * b * К р = 10,6 ∙ 2 ∙ 0,5 ∙ 1,2 = 12,72 м 3
де К р - коефіцієнт розпушення (табл.1).
V пір. Яких. = Е + V пр. Віл. = 11 +3,3 = 14,3
де V пр.вол. - обсяг призми волочіння, м 3.
V пр.вол. = С * Е = 0,3 ∙ 11 = 3,3 м 3
де С - коефіцієнт волочіння (табл. 3);
Тоді,
Е + Е * З = L к * φ * h * b * К р
Звідки,
= 11 ∙ (1 +0,3) / 3,03 ∙ 3,5 ∙ 0,5 ∙ 1,2 = 14,3 / 6,3 = 2,26
= 25 ∙ 10 квітня ∙ 11 ∙ (1 +0,3) / 3,5 ∙ 3,03 ∙ 1,2 = 357,5 / 12,7 = 28,1 ∙ 10 квітні
Значення коефіцієнта шляхи наповнення φ і коефіцієнта волочіння С наведені в табл.3
Таблиця 3.
Грунт | φ | З |
Пісок, супісок, чорнозем, рослинний грунт, торф | 3,0 | 0,4 |
Суглинок, гравій дрібний і середній, глина легка, волога або розпушена | 3,5 | 0,3 |
Глина жирна, важкий суглинок, лес, змішаний з галькою, щебінь, будівельне сміття, рослинний грунт з корінням дерев | 4,0 | 0,23 |
Конгломерат, важка ломова або сланцева глина, крейдяні породи | 5,5 | 0,2 |
Рис. 2.2. Схема роботи драглайн.
Зусилля в тяговому канаті:
S т (до) = (K 1 ∙ E ∙ (1 + C) / φ ∙ L k ∙ K p) + G до + г ∙ sinα + f ∙ G до + г ∙ cosα =
= 25 ∙ 10 квітня ∙ 11 ∙ (1 +0,3) / 3,5 ∙ 3,03 ∙ 1,2 + 33,9 ∙ 10 квітня ∙ sin 45 0 +0,4 ∙ 33,9 ∙ 10 Квітня ∙ cos 45 0 =
= 31,1 ∙ 10 Квітня +15,35 ∙ 10 Квітня +9,8 ∙ 10 4 = 61,1 ∙ 10 4 Н
приймаємо sin 45 0 = 0,7; cos 45 0 = 0,7
Граничний кут укосу α приймається рівним для:
легких грунтів - 45-50 0;
середніх - 45-40 0;
важких - 30-35 0.
Максимальне розрахункове значення сили тяги при багатомоторний привід постійного струму:
S т max = S т (к) / (0,7-0,8) = 61,1 ∙ 10 4 / 0,7 = 87,2 ∙ 10 4 Н
Запас міцності тягового каналу для екскаваторів малої і середньої потужності приймається рівним 3,75-4,0; для екскаваторів великої потужності - 4,25-4,75.
Співвідношення діаметрів тягового барабана Д Б.Т. і діаметра каната α к.т. наступне:
для екскаваторів малої і середньої потужності.
для екскаваторів великої потужності.
Зусилля в підйомному канаті для екскаваторів з багатомоторним приводом постійного струму.
при відриві навантаженого ковша від забою:
= 1,5 ∙ 33,9 ∙ 10 4 = 50,85 ∙ 10 4 Н
при підйомі навантаженого ковша:
S п = G к + г + G кан = 33,9 ∙ 4 жовтня +421,8 ∙ 10 4 = 455,7 ∙ 10 4 Н
де G кан - сила тяжіння каната довжиною від ковша, розташованого на вибої, до головних блоків стріли (G кан = 421,8 × 10 4 Н, діаметр 41мм) [3].
За аналогією з тяговим механізмом визначаться запасу міцності підйому каната:
k = S к. розр / S п. max = 1000 / 6510 = 0,15 кН.
де S к.разр - сумарне розривне зусилля дротів підйомного каната, (S к.разр = 1000 кН) [3], S п. max - максимальне зусилля підйому.
S п. max = S п / 0,7-0,8 = 455,7 ∙ 4 жовтня / 0,7 = 651 ∙ 10 4 Н.
При визначенні завантаження двигуна механізму тяги в період копання швидкість пересування коша драглайн приймається рівної номінальної. Потужність двигуна тягової лебідки при копанні:
N т (k) = S n (k) V т. Ном / 1020 ∙ η т = 61.1 ∙ 10 Квітня ∙ 1 / 1020 ∙ 0.6 = 998.3 до B т
де η т ККД тягового механізму, η т = η б × η радий. (тут η б - ККД блоків і барабана; η радий - ККД редуктора тягової лебідки).
При повороті платформи драглайн з вантаженим ковшем на розвантаження на тяговий канат діє дві сили: сила, що дорівнює приблизно половині ваги навантаженого ковша, яка утримує ківш у горизонтальному положенні, і доцентрова сила, який утримує ківш на траєкторії руху навколо осі обертання платформи і спрямована вздовж тягового каната:
S т (p) = (G до + г) / 2) + Р u. C тр = (G до + г) / 2) + (G до + г ω 2 r к + г / g) = (33.9 ∙ 10 4 / 2) +
(33.9 ∙ 10 Квітень ∙ (2 ∙ 3.14 ∙ 1) 2 ∙ 66.5) / 9.81 = 9079.8 ∙ 10 4 Н.
де ω - кутова частота обертання платформи драглайн (ω = 2π v); r к + г - радіус обертання навантаженого ковша щодо осі поворотної платформи (r до + г = 66,5 м, [4]); g - прискорення сили земного тяжіння.
У період повороту платформи з вантаженим ковшем на розвантаження використовується режим ослаблення поля збудження тягових двигунів, тим
самим досягається збільшення швидкості тягового каната на 10 - 20%. Завантаження двигуна механізму тяги.
N т (p) = (S т (p) ∙ (1.1-1.2) ∙ V т. Ном) / 1020 ∙ η т = (9079.8 ∙ 10 Квітня ∙ 1.1 ∙ 1) / 1020 ∙ 0,6 = 163 кВт
При повороті платформи з порожнім ковшем в забій
N т (s) = (S т (s) ∙ (1.1-1.2) ∙ V т. Ном) / 1020 ∙ η т = (3080.2 ∙ 10 Квітня ∙ 1.1 ∙ 1) / 1020 ∙ 0,6 = 55.3 до B т
де
S т (s) = (G k / 2) + (G k ω 2 r к + р) / g = (11.5 ∙ 10 4 / 2) + (11.5 ∙ (2 ∙ 3.14 ∙ 1) 2 ∙ 66.5) / 9.81 = 3080.2 ∙ 4 жовтня Н.
Середньозважена потужність двигуна механізму тяги драглайн:
N т. Св = (N т (к) ∙ t до + N т (p) ∙ t р + N т (s) ∙ t з) / T ц = (998,3 ∙ 15,75 +163 ∙ 18,375 +55.3 ∙ 18,375) / 52.5 =
= 375,8 кВт
Діаграма розвантаження механізму тяги драглайн в період копання, повороту навантаженого ковша на розвантаження і порожнього в забій представлений на (мал. 2.2).
Рис. 2.2. Діаграма розвантаження механізму тяги драглайн в період копання
Під час копання двигун механізму підйому драглайн не завантажений. При відриві ковша від забою, яке триває 2-3 с, зусилля в підйомному канаті найбільше (S 'п). частота обертання якоря підйомного двигуна при цьому близька до номінальної.
Потужність підйомного двигуна в момент відриву ковша від забою:
N пд = (К ∙ S пд ∙ V пд) / (1020 ∙ η) = (1 ∙ 5085 ∙ 10 Квітня ∙ 2) / (1020 ∙ 0.8) = 1246 кВт
S пд = (1,5-1,7) G до + г = 1,5 ∙ 33,9 ∙ 10 4 = 50,85 ∙ 10 4 Н
При подальшому підйомі ковша з грунтом і повороті його місця розвантаження підйом здійснюється з номінальною швидкістю. Потужність двигуна підйомного механізму за час повороту платформи до місця розвантаження
N п (р) = (К р ∙ S п ∙ V п. Ном) / (1020 ∙ η п) = (1 ∙ 33,9 ∙ 10 квітня ∙ 1). (1020 ∙ 0,6) = 553 кВт.
При повороті платформи в забій спуск ковша здійснюється в режимі ослаблення поля збудження двигуна при швидкості на 10 - 20% вище номінальної швидкості підйому ковша. Зусилля в підйомному канаті
S ˝ п = G к = 11.5
Потужність двигуна механізму підйому
N п (s) = (S ˝ п ∙ (1,1-1,2) ∙ V т. Ном) / 1020 ∙ η п = (11.5 ∙ 10 квітня ∙ 1.2 ∙ 1) / (1020 ∙ 0.6) = 225,4 кВт
Середньозважене значення потужності двигуна механізму підйому драглайн
N п. Св = (N пд ∙ t до + N п (р) ∙ t р + N п (s) ∙ t з) / T ц = (1246 ∙ 15.75 +553 ∙ 18.375 +225,4 ∙ 18.375) / 52.5 = 646 кВт
Діаграми завантаження механізму підйому драглайн в період копання, відриву ковша від забою, повороту навантаженого ковша на розвантаженні і порожнього в забій представлений на (рис.2.3).
Рис.2.3. Діаграми завантаження механізму підйому драглайн в період копання
2.2 Тяговий розрахунок гусеничного екскаватора
Тягове зусилля гусеничного ходу витрачає подолання зовнішніх і внутрішніх опорів
де S т. max - максимальне тягове зусилля на гусеницях; W вн - внутрішньо опір ходового механізму (опір в підшипниках ковзанок і роликів, опір вигину гусеничних стрічок на провідних зірочках і.т.д.); f 1 - наведений коефіцієнт опорів (f 1 = 0,05);
G - сила тяжіння екскаватора; W і - опір інерції при рушанні з місця
G = Е * g = 550 * 9.81 = 5395
W і = (k ∙ G ∙ V k) / (E ∙ t p) = (1 ∙ 5395 ∙ 0.5) / 11 ∙ 3 = 81.7 до H
тут k - коефіцієнт, що враховує інерційні опору ротора двигуна і обертових частин редуктора ходу (для багатодвигунових екскаваторів з приводом гусеничних візків від індивідуальних двигунів постійного струму k = 2; для однодвігательних екскаваторів k = 1; V к - швидкість ходу екскаватора, м \ с; g - прискорення сили тяжіння g = 9,81 м \ с 2; t p - тривалість розгону, (приймають t р = 3 c); W п - опір підйому, що виникає при русі екскаватора на підйом:
W п = G ∙ sinα = 5395 ∙ 0.2 = 1079 кН
де α - кут максимального підйому, подоланого екскаватором; W р - опір перекатуванню гусениць по грунту
W г = f 2 ∙ G = 0,08 ∙ 5395 = 431,6 кН
f 2 = (0,08 - 0,12) - коефіцієнт опору, що залежить від характеру грунту (великі значення приймаються для більш м'якого грунту); W в - опору руху від зустрічного вітру, W в = g × F; g - тиск вітру на лобову поверхню екскаватора (приймаються g = 500 н / м 2);
F - площа лобовій поверхні екскаватора, м 2; W ПЕВ - опір повороту (в розрахунок не беруть, тому що при повороті екскаватора його рух припиняється і поворот проводиться при загальмованою однією з гусениць).
W в = g ∙ F = 500 ∙ 30 = 15кН
W пов = 0
W вн = G ∙ f 1 = 5395 ∙ 0.05 = 269.7 кН
S т. max = 269, 7 +1079 +81,7 +431,6 +15 = 1877 кН
Потужність приводу ходового механізму
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
де V x - швидкість пересування екскаватора, м \ с; h x - ККД ходового механізму (редуктора).
3. Статичний розрахунок ЕКСКАВАТОРИ
Статичний розрахунок екскаваторів має на меті визначити: врівноваженість поворотною платформи, стійкість екскаватора, зусилля в роликах і захоплюючих пристроях опорно-поворотного круга, опорні реакції і тиску на основу (грунт).
3.1 Врівноваженість поворотною платформи
Врівноважити поворотну платформу - значить усунути вихід результуючої ваги платформи з механізмами та робочим обладнанням за межі периметра опорного кола при повороті платформи з повним навантаженням і без навантаження на робочому органі.
Утримуючий момент М у (кН * м) утворюється від рівнодіючої G 1 (кН) ваг всіх обертових частин екскаватора (за винятком противаги і робочого обладнання) на плечі щодо осі обертання платформи. У протилежному напрямку на платформу екскаватора діє перекидаючий момент М о (кН * м) від ваги робочого обладнання з вантажем, висунутим на максимальний виліт.
При визначенні оптимальних розмірів робочого обладнання, наприклад драглайн, основний заданою величиною є місткість ковша або довжина стріли. Якщо обидві величини змінювати небажано, то вдаються до зміни діаметра опорної бази (у відомих межах). Таким чином, розрахунок врівноваженості платформи зводиться до задачі, в якій серед прийнятих і заданих величин є такі, які можуть бути змінені.
Платформа вважається врівноваженою, якщо при будь-яких можливих положеннях поворотної частини з ковшем (порожнім або навантаженим) дотримуються наступні необхідні умови:
• рівнодіюча ваг обертових частин з робочим обладнанням не повинна виходити за периметр багатокутника, утвореного з'єднанням точок дотику опорних ковзанок з поворотним колом;
• переміщення рівнодіючої вперед або назад по відношенню до центральної цапфі бажано мати однаковими за величиною.
Зрівноважування поворотною платформи досягається відповідним розміщенням всіх механізмів на поворотній платформі і вибором маси противаги.
Маса противаги визначається для двох розрахункових положень: I - ківш опущений на грунт (ваги ковша і рукояті не створюють моменту); II - навантажений ківш висунутий на 2 / 3 вильоту рукояті.
Перше положення відповідає можливості зміщення рівнодіючої тому й відповідає, наприклад, для робочого обладнання лопати, моменту початку копання при ковші, що лежить на землі (див. рис. 3.1, положення I). При цьому підйомний канат ослаблений. Таким чином, ваги рукояті G р (кН) і ковша G k (до H) виключаються зі складу перекидальних сил. Маса противаги m np 1 (т) або його вага G np = g * m np (кН) можуть бути визначені з рівняння моментів відносно точки А. За умови, що рівнодіюча V A ваг поворотної частини екскаватора (з противагою і робочим обладнанням) проходить через точку А (крайнє допустиме положення рівнодіючої всередині кола катання з радіусом R про отримаємо
m np1 = (M o - M y) / (r пр - R о) • g = [G c (r c + R о) - G 1 (r 1 - R o)] / (r пр - R 0) • g,
де G c і G 1 - ваги стріли і поворотної платформи з механізмами відповідно, кН; r пр, r c, r 1 - плечі дії сил (див. рис. 3.1, а).
Друге положення відповідає можливості виходу рівнодіючої вперед за точку В. При розрахунку екскаваторів середньої потужності приймають, що навантажений ківш висунутий на 2 / 3 довжини рукояті, а для потужних екскаваторів - на повну її довжину.
Припустимо, що рівнодіюча V B ваг поворотної частини екскаватора проходить через точку В. Тоді маса противаги з рівняння моментів відносно точки В буде
m пр = [G c (r з - R 0) + G р r p + G до + п r к - G 1 (r 1 + R o)] / (r п p + R о) * g,
де r p та r к - плечі дії сил (див. рис. 3.1, а).
При виборі маси противаги екскаватора з одним видом робочого устаткування достатньо отримати m ПР1 = m ПР2 і прийняти величину противаги такий, щоб m ПР2 <m пр <m ПР1.
Якщо маса противаги для положення II виходить більше, ніж для положення I, то це свідчить про надмірне зсув механізмів на платформі вперед, на занадто довге і важке робоче устаткування або на те, що обраний діаметр поворотного круга малий.
Якщо m ПР2 <0 <m ПР1, то це свідчить про зайво легкому або короткому робочому обладнанні. Те ж саме може бути і при надмірно зсунутих тому механізмах.
Драглайн. Маса противаги для драглайн, як і для лопати, визначається для двох розрахункових положень: I - ківш опущений на землю, стріла піднята на максимальний кут γ m ах = 45 ÷ 50 °, II - ківш з породою піднятий до голови стріли, стріла опущена на мінімальний кут γ min = 25 ÷ 30 °.
Послідовність розрахунку врівноваженості платформи драглайн така ж, як і для прямої лопати.
Рис. 3.1 Схема до визначення врівноваженості драглайн
Вихідні дані: радіус опорно-поворотного кола R о = 2,5 м, маси стріли з напірним механізмом, рукояті, ковша з породою і платформи відповідно m c = 100 т; m к + п = 34,7 т і m пл = 180 т, а плечі противаги та поворотної платформи відповідно рівні r с = 40 м, r пр = 10м, r 1 = 25м.
У відповідність з рис. 2.1. масу противаги визначаємо для двох розрахункових положень.
1. Ківш опущений на землю, тоді з рівняння моментів відносно точки А маємо:
m np1 = [G c (r c + R о) - G пр (r 1 - R o)] / g (r пр - R о) = [m c (r c + R о) - m пл (r 1 - R o)] / (r пр - R о) = = [100 • (40 +2,5) - 180 (25 - 2,5)] / (10 - 2,5) = 26,6 т
Визначимо точку x 1 додатка рівнодіючої всіх сил G діючих на поворотне коло при масі противаги
m np1 = 0, тоді G = g • (m пл + m c) = 9,8 • (180 + 100) = 2746 кН,
і з рівняння моментів відносно осі Про маємо
m пл • (R 1 - x 1) = m c • (R c + x 1),
звідки
x 1 = (M пл r 1 - m c r c) / (m пл + m c) = (180 • 25-100 • 40) / (180 + 100) = 1,7 м
вліво від осі О і всередині поворотного круга.
Якщо ж розташувати противагу m np 1 = 26,6 т на відстані r пр = 10 м від осі обертання платформи, то рівнодійна всіх сил:
G = g • (m c + m пл + m np1) = 9,81 • (100 + 180 + 26,6) = 3007,7 кН,
діючих на поворотне коло буде прикладена в точці А, однак ця додаткове навантаження на поворотне коло буде негативно позначатися на загальному балансі ваг екскаватора.
2. Навантажений ківш висунутий на 2 / 3 вильоту рукояті, тоді з рівняння моментів відносно точки В маємо:
m np2 = [M c • (r c - R o) + m к + п r к - m пл ∙ (R o +1,2 r 1)] / (r пр - R о) =
= [100 • (40 - 2,5) + 34,7 • 66,5-180 • (2,5 +1,2 • 25)] / (10-2,5) = (3700 + 2004,1 - 5940) / 7,5 = -31,4
Визначимо точку x 2 додатка рівнодіючої всіх сил G діючих на поворотне коло при масі противаги m ПР2 = 0, тоді
G = g (m c + m пл + m к + п) = 9,81 • (100 + 180 + 34,7) = 3087 кН,
а з рівняння моментів відносно осі Про маємо:
m пл (r 1 + x 2) = m c (r с - x 2) + m р (r р - x 2) + m к + п (r к - x 2),
звідки
x 2 = (m c r с + m к + п r к - m пл r 1) / (m c + m пл + m к + п) =
= (100 • 40 + 34,7 • 66,5 -180 • 25) / (100 +180 + 34,7) = 5,09 м
вправо від осі і всередині поворотного круга.
Рівнодійна всіх сил діючих на поворотне коло буде прикладена в точці В тільки якщо маса противаги буде негативною величиною, що не має фізичного сенсу.
Даний екскаватор має задовільно врівноважену платформу. У розрахункових випадках рівнодіюча всіх сил не виходить за межі периметра опорно-поворотного круга, що не вимагає установки баластного вантажу. [2].
ВИСНОВОК
Наведена методика розрахунку екскаватора і розрахунку завантаження основних його механізмів дозволяє обгрунтувати тип прийнятого виїмково-навантажувального обладнання для конкретних гірничо-геологічних і гірничотехнічних умов, провести побудову навантажувальних діаграм і визначити середньозважену завантаження приводів механізмів одноківшових екскаваторів з урахуванням умов і особливостей їх роботи.
Таким чином, результати розрахунків свідчать про необхідність розробки заходів щодо поліпшення використання, підвищення продуктивності обладнання та вдосконалення його експлуатації.
СПИСОК ВИКОРИСТАНОЇ ЛІТЕРАТУРИ
1. Страбикін М.М., Чудогашев Є.В., Корякін Б.І. Вибір і розрахунок одноківшових екскаваторів: Учеб. посібник .- К.: ІПІ, 1987.-52 с.
2. Подерні Р.Ю. Механічне обладнання кар'єрів: Учеб. для вузів. - 5-е вид., Перераб. і доп. - М.: Видавництво Московського государсвенного гірничого університету, 2003.-606 с.:
3. Трубецькой К.Н., Потапов М.Г., Виницкий К.Е., Мельников М.М. та ін Довідник. Відкриті гірничі роботи-К.: Гірське бюро, 1994 .- 590 с.:
4. Вікулов. Підйомно транспортні машини