Материал: Роторный траншейный экскаватор ЭТР 253

Следовательно:

мм.

По соотношениям (стр. 190 [1]) принимаем  = 0,07 м.

Выгружаемый из ковшей на транспортер грунт разгоняется быстродвижущейся лентой, покидает ее с конечной скоростью , и далее движется в пространстве до точки приземления, как тело, брошенное под углом  к горизонту с начальной скоростью . Для определения  воспользуемся формулой (II.74) (стр. 193 [1]), полученной при описании траектории движения грунта для транспортера углового типа:

,        (3.8)

где ,  - длина соответственно наклонного и горизонтального участка транспортера; f - коэффициент трения грунта о ленту транспортера;  - коэффициент, определяемый по графику (рис.81, стр. 192 [1]), при f = 0,7 =0,68; R - радиус кривизны переходной части транспортера.

Следовательно:

 = 6,2 м/с

Следовательно производительность транспортера равна:

м3/ч

Линейная производительность экскаватора определяет протяженность траншеи, отрываемой им в единицу времени. Линейной производительностью экскаватора, показывающей длину отрываемой им в час траншеи, является скорость его рабочего хода .

Скорость рабочего хода связана с технической производительностью Пт экскаватора следующим соотношением:

,    (3.9)

где F - площадь поперечного сечения траншеи, м2.

По технически характеристикам экскаватора (см. раздел 2.2) определяем:

 м3/ч.

.2 Расчет мощности, потребляемой экскаватором

Мощность, затрачиваемая на работу ротора и откосников, складывается из следующей суммы:

,         (3.10)

где  - мощность, затрачиваемая на копание грунта ковшами;  - мощность, затрачиваемая на резание грунта откосниками;  - мощность, затрачиваемая на подъем грунта ковшами.

Мощность, потребляемая при копании грунта ковшами, определяется по формуле (II.59) стр. 186 [1].

,     (3.11)

где k - удельное сопротивление копанию, кгс/см2, по табл. 10 (стр. 186 [1]) для III категории грунта принимаем k = 7,5.

Следовательно:

 л.с.

Мощность, потребляемая при резании грунта откосниками, определяется по формуле (II.60) стр. 187 [1].

,         (3.12)

где  - площадь сечения траншеи, разрабатываемая откосниками, м2, по техническим характеристикам экскаватора (см. раздел 2.2) определяем  = 0,7 м2;  - удельное сопротивление разработке грунта откосниками, кгс/см2, определяется по формуле (II.61, стр. 187 [1]) .

Следовательно:

 л.с.

Мощность, необходима для подъема грунта ковшами определяется по формуле (II.62) стр. 187 [1].

, (3.13)

где  - удельный вес грунта, тс/м3, принимаем = 2,5; Н - глубина траншеи, м; Н0 - расстояние от поверхности земли до точки выгрузки грунта (до середины ковша, находящего в верхнем положении), м, принимаем Н0 = 4,4 м.

Следовательно:

 л.с.

Следовательно, мощность, затрачиваемая на работу ротора и откосников:

 л.с.

Мощность, потребляемая транспортером - при ориентировочном расчете воспользуемся формулой (II.75) стр. 193 [1].

 л.с.  (3.14)

Мощность двигателя, необходима для рабочего передвижения экскаватора - при ориентировочном расчете воспользуемся формулой (II.68) стр. 190 [1].

 л.с.   (3.15)

.3 Определение сил сопротивления копанию

При работе экскаватора на его ковш действует сила сопротивления грунта копанию, которую можно разложить на касательную Рк и нормальную РN составляющие (см. чертеж №2, положение I).

Толщина стружки, срезаемой ковшом, величина переменная, изменяющаяся от минимального значения, соответствующего началу копания, до максимального, равного подаче на ковш, соответствующего моменту выхода ковша из забоя.

Поскольку одновременно в забое находятся несколько ковше, каждый из них в одно и то же время срезает стружку разной толщины. Поэтому ковши испытывают со стороны грунта различные сопротивления копанию. Максимальная сила сопротивления действует на верхний ковш перед моментом его выхода из забоя, а точнее, когда его режущий инструмент находится в диаметральной горизонтальной плоскости ротора.

Среднее суммарное окружное усилие копания Рокр на роторе равно сумме касательных сил Ркi сопротивления грунта копанию на ковшах:

,       (3.16)

где Ркi - усилие копания на отдельном ковше; n - скорость вращения ротора, об/мин; D - диаметр ротора по кромкам зубьев, м.

Следовательно:

 кгс.

.4 Определение усилий, действующих на опорные элементы экскаватора, и его тягового усилия

Как было отмечено ранее, на каждый из находящихся в забое ковшей действует сила сопротивления грунта копанию, складывающаяся из касательной и нормальной составляющей.

Обозначим горизонтальную и вертикальную проекции этих составляющих соответственно через Рк.г. и Рк.в. - для касательной силы Рк и через РN.г. и РN.в. - для нормальной силы РN (см. чертеж №2, положение I).

Кроме этих сил к рабочему органу приложен еще его вес Gр, вертикальная Ra, и горизонтальная Na составляющие реактивного усилия в шарнире А, нормальная реакция грунта Rв и сила сопротивления качению f2*Rв, приложенные к опорному колесу, а также горизонтальная Рот.г. и вертикальная Рот.в. составляющие силы сопротивления грунта копанию откосниками.

Усилия, действующие на передний шарнир А и заднее опорное колесо, определяются из трех уравнений равновесия:

          (3.17)

где lp, l, а, lот, h, Н1 - расстояния от шарнира А до линии действия соответствующих сил.

Суммарное тяговое усилие (в кгс), необходимое для рабочего передвижения экскаватора, определяется по формуле (II.65) стр. 189 [1]:

,    (3.18)

где GT - вес базового тягача, кгс; f - коэффициент сопротивления передвижению гусеничного хода базового тягача

Список использованной литературы

Минаев. В.И. Машины для строительства магистральных трубопроводов. М., «Недра», 1973, 432 с.

Давидович П.Я., Крикун В.Я. Траншейные роторные экскаваторы. М., «Недра», 1974, 320 с.

Лызо Г.П. Тракторы, автомобили, двигатели. М., «Высшая школа», 1968, 500 с