Расчёт эксплуатационных показателей траншейных экскаваторов непрерывного действия

Расчёт эксплуатационных показателей траншейных экскаваторов непрерывного действия

1. Определяем общее передаточное число от гидромотора

до механизма рабочего хода:

2. Определяем передаточные числа от двигателя до механизма транспортного

хода:

 

3. Определяем Р и V в рабочем и транспортом режимах:

Определяем диаметр звёздочки привода ходового устройства:

мм

t-шаг цепи

z-число зубьев звёздочки

υ_{раб min}

υ_раб max

υ_тр min

υ_{тр мах}

n-частота вращения звёздочки, мин^-1

кН

кН

кН

кН

 

4. Вычисляем техническую производительность (м3/ч) экскаватора по выносной

способности ковшей:

м³/ч

где q - геометрическая вместимость ковша, л

Кн,Кр - соответственно коэффициенты наполнения и разрыхления грунта

Zc- число загрузок ковшей, с; для цепных многоковшовых экскаваторов

ссып/с

υр- скорость резания, м/с

Т - шаг ковшей, м

 

5. Определяем оптимальную рабочую скорость движения экскаватора,

обеспечивающую наибольшую производительность:

м/ч

В, Н - заданные параметры ширины и глубины отрываемой траншеи, м

Техническая производительность будет:

м³/ч

где υэ- выбранная по сводной таблице рабочая скорость движения экскаватора.

6. Определить мощность, затрачиваемую на работу экскаватора в заданном

режиме:

N = N1+ N2+ N3+ N4+ N5+ N6=21,66+7,61+5,47+0+3,46+2,75=40,95 кВт.

где N₁- мощность, затрачиваемая на копание грунта

N₂- мощность, расходуемая на подъем грунта

N₃- мощность, расходуемая на транспортирование грунта в сторону от оси траншеи

N₄- мощность, расходуемая на придание грунту скорости ротора, ввиду незначительной

величины принимаем N₄= 0

N₅- мощность, расходуемая на передвижение экскаватора на соответствующей рабочей скорости

N₆–мощность, расходуемуемая на привод вспомогательных устройств (очистители ковшей,

система управления и др.)

N₆= (0,05...0,07)N=0,05· 55=2,75 кВт

кВт

где К - удельное сопротивление грунта копанию, кН/м2

η₁- КПД передача от вала двигателя до рабочего органа; η₁=0,8...0,85

η₂-КПД рабочего органа

η₂= 0,50...0,55 для ковшовой цепи

где γ - объемная масса грунта, кг/м3

H - глубина траншеи, м

Hо- высота подъема грунта от поверхности земли до точки выгрузки, м

f - коэффициент трения грунта о грунт; f = 0,4...0,45

α - угол наклона забоя к горизонту, град

N₃≅Пт· К₁, кВт

N₃=182,3· 0,03=5,47

К₁- удельная мощность, расходуемая на единицу объема транспортируемого грунта, кВт/м3

Вт

где ∑W_i - суммарное сопротивление передвижения экскаватора

υэ- рабочая скорость передвижения экскаватора, м/с

η₃- КПД передач от вала двигателя до движителя

η₃=0,80...0,85.

Суммарное тяговое сопротивление

∑W_i = W₁+ Pг+ Pг' + R₁ · f =36053,12+ 20429,48=56482,6 Н

где W₁- сопротивление передвижению экскаватора, определяемое с учетом вертикаль­ных

реакций грунта на рабочий орган и зачистной нож и уклона поверхности движения

Pг- горизонтальная составляющая сопротивления грунта копанию, действующая на рабочий

орган

Pг' - горизонтальная составляющая сопротивления копанию, действующая на зачистной нож

R₁- реакция на заднее опорное колесо (лыжу)

f - сопротивление трения качению колеса о дно траншеи

f = 0,1...0,2

W₁= (G + Pв+ Pв') · (f₁± i)=(132000+12212,51)·(0,15+0,1)=36053,12 Н =36,05 кН

где G - сила тяжести экскаватора, Н

Pв- вертикальная составляющая сопротивления грунта, действующая на рабочий орган, Н;

Pв' - вертикальная составляющая сопротивления копанию, действующая на зачистной нож

f ₁- коэффициент сопротивления передвижению гусеничного или колесного хода

f ₁= 0,10...0,15

i - уклон поверхности движения; i= 0,1

Вертикальная и горизонтальная составляющие, действующие на рабочий орган:

Pв = P₀₁· (sin α - ψ· cos α) = 21305,55·(sin 50˚ - 0,3· cos 50˚) =12212,51, H

Pг= P₀₁· (cos α +ψ · sin α) = 21305,55·(sin 50˚ + 0,3· cos 50˚)=20429,48, H

где Р₀₁- касательная, составляющая грунта копанию

для многоковшовых рабочих органов:

Н (N₁в кВт; Vрв м/с);

α - угол наклона касательной составляющей (забоя) к горизонту

ψ - коэффициент, составляющий отношение нормальной составляющей сопротив­ления

копанию к касательной

ψ = 0,15...0,45 - для ковшей цепных экскаваторов

Горизонтальная и вертикальная составляющие, действующие на зачистной нож:

Для экскаватора ЭТЦ - 401, в связи с отсутствием зачистных ножей,

Pг' = 0 и Pв' = 0

7. Определить запас мощности экскаватора:

К_зап ≥ [К_зап]

≥ 1.25

8. Определить сменную эксплуатационную производительность траншейного

экскаватора:

Пэ= 8 · В ·Н · Vэ· Кв = 8·0,4·1,6·52,08·0,75=199,99 м3/смену,

где В, Н - в м; Vэ- в м/ч;

Кв- коэффициент использования экскаватора по времени

Кв= 0,7...0,8.

9. Определить потребное количество смен для выполнения заданного объема:

nсм= В · Н · L / Пэ=0,4·1,6·675/199,99=2,16 2 смены

где В, Н, L - заданные параметры траншеи, м