МИНИСТЕРСТВО ОБРАЗОВАНИЯ И НАУКИ

РОССИЙСКОЙ ФЕДЕРАЦИИ

ПОЛИТЕХНИЧЕСКИЙ ИНСТИТУТ (ФИЛИАЛ)

ГОСУДАРСТВЕННОГО ОБРАЗОВАТЕЛЬНОГО УЧЕРЕЖДЕНИЯ ВЫСШЕГО ПРОФЕССИОНАЛЬНОГО ОБРАЗОВАНИЯ «ЯКУТСКИЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ УНИВЕРСИТЕТ» им. М. К. Аммосова в г. МИРНОМ

КУРСОВОЙ ПРОЕКТ

по дисциплине: «Механическое оборудование карьеров»

студента группы ГМиО-06 ПТИ (ф) ЯГУ в г. Мирном

по специальности «Горные Машины и Оборудование»

Горин Станислав Кириллович

(фамилия, имя, отчество)

Проверил преподаватель:

Ассистент каф. ГМиО

Ф.и.о.,звание, должность

Золотухин Г.К.

Мирный, 2009

Реферат

Данная работа содержит: 2 таблиц, 5 рисунка, 22 страниц.

Объекты исследований: ЭШ-11.70

Цель работы: Произвести расчет одноковшового экскаватора с учетом их рабочих параметров применительно к конкретным горнотехническим условиям.

Ключевые слова: Экскаватор, драглайн, подъемный механизм, напорный механизм, тяговое усилие, ковш, стрела, рукоять, канат.

Аннотация: В данном курсовом проекте содержится расчет одноковшового экскаватора типа – ЭШ-11.70, включающего в себя – мощность тяговой и подъемной лебедок драглайна, тяговый расчет гусеничного экскаватора, статический расчет.

Содержание

Введение

1. Исходные данные

2. Загрузка приводов основных механизмов ЭШ-11.70

1. Мощность тяговой и подъемной лебедок драглайна

2. Тяговый расчет гусеничного экскаватора

3. Статический расчет ЭШ-11.70

3.1. Уравновешенность поворотной платформы

Заключение

Список используемой литературы

Введение

Горно-геологические условия большинства месторождения обесславливают применение одноковшовых экскаваторов. При этом наиболее трудоемкими являются вскрышные работы. Использование на вскрышных работах прогрессивных бестранспортных схем экскавации с применением высокопроизводительных машин позволяет перемещать большие массы пород на значительное расстояние с минимальными затратами.

Наибольшее распространение получили системы разработки с использованием экскаваторов - механических лопат, которые могут применяться в самых тяжелых климатических и горно-геологических условиях.

При проектировании горных работ особенно важным является правильный выбор экскаватора и определение загрузки его механизмов при работе в конкретных условиях. Решение этого вопроса позволяет разработать практические мероприятия для повышения производительности машин и улучшения их эксплуатации.

1. Исходные данные

Для расчета принят экскаватор ЭШ-11.70. вариант №2

Техническая характеристика карьерного экскаватора ЭШ-11.70 приведена в табл. 1.

Таблица 1 Техническая характеристика ЭШ-11.70

Показатели	ЭШ-11.70
Вместимость ковша, м3:	11
Угол наклона стрелы, градус	30
Длина стрелы А, м	70
Ширина кузова, м	10
Высота экскаватора без стрелы Нк, м	6,73
Скорость передвижения, км\ч.	0,2
Мощность сетевого двигателя, кВт	1460
Продолжительность цикла	52,5
Масса экскаватора с противовесом, т	550
Категория грунта	2
Коэффициент разрыхления	1,2

2. Загрузка приводов основных механизмов ЭШ-11.70

Электроприводы главных механизмов одноковшовых экскаваторов работают в повторно – кратковременном режиме с большой частотой включений и торможений, т.е. с резко переменной скоростью. Поэтому целесообразно определить средневзвешенную мощность из выражения

Где - мощности, потребляемые двигателем за отдельные промежутки времени t_i в течение цикла; – продолжительность работы механизма за один цикл ; n – число операций в цикле, для одноковшового экскаватора n = 3.

Для определения средневзвешенной мощности двигателя необходимо предварительно построить нагрузочные диаграммы механизмов, отражающие зависимости усилий в функции времени P=f(t), и скоростные диаграммы, отражающие зависимость скорости перемещения рабочего органа за эти же отрезки времени V=f(t).

Время, затрачиваемое на операции поворота платформы экскаватора типа прямой механической лопаты с груженым ковшом на разгрузку и возвращение пораженного ковша в забой, составляет 60-70% полного времени цикла работы экскаватора. Поэтому в инженерных расчетах время цикла разбивают на три разных периода: копание t_k = 1\3 T₄; поворот платформы на разгрузку ковша t_p = 1\3 T₄; поворот платформы с пирожниковым ковшом в забой t₃ = 1\3 T₄.

2.1 Мощность тяговой и подъемной лебедок драглайна

1. Масса экскаватора:

m_э= К_э∙Е = 50∙11 = 550 т.

где Е – объем ковша, м³;

К_э - выбираем из рекомендуемого диапазона 38-55 т/м³

2. Линейные размеры ковша:

Ширина B_k=1,15∙³√Е=1,2∙³√11=1,15∙2,2=2,53 м;

Длина L_k=1,2∙ B_k=1,2∙2,53 =3,03 м;

Высота H_k=0,65∙ B_k=0,65∙2,53 =1,64 м;

3. Масса и вес ковша:

m_к = K₁(K₂+E)E^2\3 = 0,046∙ (40,6+11)11^2\3= 11,8 т

G_к =9,81 ∙ m_ков ∙10³=9,81∙11,8 ∙10³=11,5∙10⁴ Н;

где К₁и K₂ – коэффициент пропорциональности (0,143 и 9,6 для легких; 0,092 и 20 для средних; 0,046 и 40,6 для тяжелых) табл.1 [2]

4. Масса и вес породы в ковше:

m_пор = E ∙ γ/K_p=11 ∙ 2,5/1,2=22,9 т;

G_г=9,81∙ m_пор ∙10³=9,81∙22.9 ∙10³=22.4∙10⁴ H;

где γ – плотность породы в целике, т/м³ (γ =1,8÷2,5) табл. П6 [2]

5. Высота напорного вала:

Н_н= К_Lн∙³√m_э=2,5∙8.1=20,2 м;

где К_Lн - коэффициент пропорциональности стрелы (К_Lн=2,5) табл. П8 [2]

6. Сила тяжести груженного ковша:

G_k+г = G_к + G_г ,= 11,5∙10⁴+ 22,4∙10⁴=33,9∙10⁴ Н

где G_k – собственная сила тяжести ковша; G_г – сила тяжести грунта в ковше.

Усилие в тяговом канате можно определить, проектирую все силы, действующие на ковш, на ось, параллельную линии относа уступа (рис.2.1).

Рис. 2.1. Схема к расчету усилий на ковше драглайна

S_г=P_к+G_к+г*sinα+P_тр=P_к+G_к+г*sinα+fG_к+г*cosα = 25∙10⁴+33,9∙10⁴∙0,25+ +0,4∙33,9∙10⁴∙0,96=46,4∙10⁴Н

Принимаем sin15⁰=0,25; cos15⁰=0,96.

Усилие копания определяется из формулы Н.Г. Домбровского:

P_к = K₁*F = K₁*h*b = 2,5∙10²∙1= 2,5∙10² кН

где К₁ – удельное сопротивление (см.табл.I) копанию, кН/м^2, h – толщина снимаемой стружки, м; b – ширина стружки, м; f – коэффициент трения ковша о породу (принимается равным 0,4).

Наполнение ковша происходит на пути наполнения:

L_н = φ*L_k=3,5∙3,03 =10,6 м

где φ – коэффициент пути наполнения (табл. 3); L_k – длина ковша.

Объем разрыхленной породы в процессе наполнения ковша:

V_{пор.рых.} = L_н*h*b*К_р = φ*L_k*h*b*К_р=10,6∙2∙0,5∙1,2=12,72 м³

где К_р – коэффициент разрыхления (табл.1).

V_{пор.рых.} = Е+ V_пр.вол.=11+3,3=14,3

где V_пр.вол. – объем призмы волочения, м³.

V_пр.вол. = С*Е=0,3∙11=3,3 м³

где С – коэффициент волочения (табл. 3);

Тогда,

Е+Е*С = L_к*φ*h*b*К_р

Откуда,

=11∙(1+0,3)/3,03∙3,5∙0,5∙1,2=14,3/6,3=2,26

= 25∙10⁴∙11∙(1+0,3)/3,5∙3,03∙1,2=357,5/12,7 = 28,1∙10⁴

Значения коэффициента пути наполнения φ и коэффициента волочения С приведены в табл.3

Таблица 3.

Грунт	φ	С
Песок, супесок, чернозем, растительный грунт, торф	3,0	0,4
Суглинок, гравий мелкий и средний, глина легкая, влажная или разрыхленная	3,5	0,3
Глина жирная, тяжелый суглинок, лесс, смешанный с галькой, щебень, строительный мусор, растительный грунт с корнями деревьев	4,0	0,23
Конгломерат, тяжелая ломовая или сланцевая глина, меловые породы	5,5	0,2

Рис. 2.2. Схема работы драглайна.

Усилие в тяговом канате:

S_т(к)=(K₁∙E∙(1+C)/φ∙L_k∙K_p)+G_к+г∙sinα+f∙G_к+г∙cosα=

=25∙10⁴∙11∙(1+0,3)/3,5∙3,03∙1,2+33,9∙10⁴∙sin45⁰+0,4∙33,9∙10⁴∙cos45⁰=

=31,1∙10⁴+15,35∙10⁴+9,8∙10⁴=61,1∙10⁴ Н

принимаем sin45⁰=0,7 ;cos45⁰=0,7

Предельный угол откоса α принимается равным для:

легких грунтов – 45-50⁰;

средних – 45-40⁰;

тяжелых – 30-35⁰.

Максимальное расчетное значение силы тяги при многомоторном приводе постоянного тока:

S_{т max}=S_т(к)/(0,7-0,8)= 61,1∙10⁴/0,7=87,2∙10⁴ Н

Запас прочности тягового канала для экскаваторов малой и средней мощности принимается равным 3,75-4,0; для экскаваторов большой мощности – 4,25-4,75.

Соотношение диаметров тягового барабана Д_б.т. и диаметра каната α_к.т. следующее:

для экскаваторов малой и средней мощности.

для экскаваторов большой мощности.

Усилия в подъемном канате для экскаваторов с многомоторным приводом постоянного тока.

при отрыве груженого ковша от забоя:

=1,5∙33,9∙10⁴=50,85∙10⁴ Н

при подъеме груженого ковша:

S_п= G_к+г+ G_кан=33,9∙10⁴+421,8∙10⁴=455,7∙10⁴ Н

где G_кан – сила тяжести каната длиною от ковша, расположенного на забое, до головных блоков стрелы (G_кан= 421,8×10⁴Н, диаметр 41мм) [3].

По аналогии с тяговым механизмом определятся запаса прочности подъема каната:

k = S_к.разр/S_п.max = 1000/6510 = 0,15 кН.

где S_к.разр - суммарное разрывное усилие проволок подъемного каната, (S_к.разр= 1000 кН) [3], S_п.max – максимальное усилие подъема.

S_п.max=S_п/0,7-0,8 = 455,7∙10⁴ /0,7 = 651∙10⁴ Н.

При определении загрузки двигателя механизма тяги в период копания скорость передвижения коша драглайна принимается равной номинальной. Мощность двигателя тяговой лебедки при копании:

N_т(k) = S_n(k)V_т.ном/1020∙η_т=61.1∙10⁴∙1/1020∙0.6=998.3кBт

где η_т КПД тягового механизма, η_т =η_б ×η_рад. (здесь η_б – КПД блоков и барабана; η_рад – КПД редуктора тяговой лебедки).

При повороте платформы драглайна с груженным ковшом на разгрузку на тяговый канат действует две силы: сила, равная примерно половине веса груженого ковша, которая удерживает ковш в горизонтальном положении, и центростремительная сила , который удерживает ковш на траектории движения вокруг оси вращения платформы и направлена вдоль тягового каната:

S_т(p) = ( G_к+г)/2) + Р_u.cтр = ( G_к+г)/2) + (G_к+г ω² r_к+г/g) = (33.9∙10⁴/2) +

( 33.9∙10⁴∙(2∙3.14∙1) ²∙66.5)/9.81=9079.8∙10⁴ Н.

где ω – угловая частота вращения платформы драглайна(ω = 2πv); r_к+г – радиус вращения груженого ковша относительно оси поворотной платформы (r_к+г =66,5м, [4]); g – ускорение силы земного притяжения.

В период поворота платформы с груженным ковшом на разгрузку используется режим ослабления поля возбуждения тяговых двигателей, тем

самым достигается увеличение скорости тягового каната на 10 – 20 %. Загрузка двигателя механизма тяги.

N_т(p) = (S_т(p) ∙(1.1-1.2) ∙ V_т.ном)/1020∙ η_т=(9079.8∙10⁴∙1.1∙1)/1020∙0,6=163кВт

При повороте платформы с порожним ковшом в забой

N_т(s) = (S_т(s) ∙(1.1-1.2) ∙ V_т.ном)/1020∙ η_т=(3080.2∙10⁴∙1.1∙1)/1020∙0,6=55.3кBт

где

S_т(s) =(G_k/2)+( G_k ω² r_к+г)/g=(11.5∙10⁴/2)+(11.5∙(2∙3.14∙1) ²∙66.5)/9.81=3080.2∙10⁴ Н.

Средневзвешенная мощность двигателя механизма тяги драглайна:

N_т.св=(N_т(к)∙t_к+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=

=375,8кВт

Диаграмма разгрузки механизма тяги драглайна в период копания, поворота груженого ковша на разгрузки и порожнего в забой представлен на (рис. 2.2).

Рис. 2.2. Диаграмма разгрузки механизма тяги драглайна в период копания

Во время копания двигатель механизма подъема драглайна не загружен. При отрыве ковша от забоя, которое продолжается 2-3 с, усилие в подъемном канате наибольшее (S’_п). частота вращения якоря подъемного двигателя при этом близка к номинальной.

Мощность подъемного двигателя в момент отрыва ковша от забоя:

N_пд=(К∙S_пд∙V_пд)/(1020∙η)=(1∙5085∙10⁴∙2)/(1020∙0.8)=1246кВт

S_пд=(1,5-1,7) G_к+г=1,5∙33,9∙10⁴=50,85∙10⁴ Н

При дальнейшем подъеме ковша с грунтом и повороте его месту разгрузки подъем осуществляется с номинальной скоростью. Мощность двигателя подъемного механизма за время поворота платформы к месту разгрузки

N_п(р)=( К_р∙S_п∙V_п.ном)/(1020∙ η_п)=(1∙33,9∙10⁴∙1).(1020∙0,6)=553кВт.

При повороте платформы в забой спуск ковша осуществляется в режиме ослабления поля возбуждения двигателя при скорости на 10 – 20% выше номинальной скорости подъема ковша. Усилие в подъемном канате

S˝_п= G_к=11.5

Мощность двигателя механизма подъема

N_п(s)=( S˝_п∙(1,1-1,2) ∙V_т.ном)/1020∙ η_п=(11.5∙10⁴∙1.2∙1)/(1020∙0.6)=225,4 кВт

Средневзвешенное значение мощности двигателя механизма подъема драглайна

N_п.св=(N_пд∙t_к+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

Диаграммы загрузки механизма подъема драглайна в период копания, отрыва ковша от забоя, поворота груженого ковша на разгрузке и порожнего в забой представлен на (рис.2.3).

Рис.2.3. Диаграммы загрузки механизма подъема драглайна в период копания

2.2 Тяговый расчет гусеничного экскаватора

Тяговое усилие гусеничного хода затрачивает преодоление внешних и внутренних сопротивлений

где S_т.max – максимальное тяговое усилие на гусеницах; W_вн– внутренне сопротивление ходового механизма (сопротивление в подшипниках катков и роликов, сопротивление изгибу гусеничных лент на ведущих звездочках и.т.д.); f₁ – приведенный коэффициент сопротивлений (f₁=0,05);

G – сила тяжести экскаватора; W_и – сопротивление инерции при трогании с места

G=Е*g=550*9.81=5395

W_и=(k∙G∙V_k)/(E∙t_p)=(1∙5395∙0.5)/11∙3=81.7 кH

здесь k – коэффициент, учитывающий инерционные сопротивления ротора двигателя и вращающихся частей редуктора хода (для многодвигательных экскаваторов с приводом гусеничных тележек от индивидуальных двигателей постоянного тока k = 2; для однодвигательных экскаваторов k= 1; V_к – скорость хода экскаватора, м\с; g – ускорение силы тяжести g = 9,81 м\с²; t_p – продолжительность разгона, (принимают t_р = 3c); W_п – сопротивление подъема, возникающее при движении экскаватора на подъем:

W_п=G∙sinα=5395∙0.2=1079 кН

где α – угол максимального подъема, преодолеваемого экскаватором; W_г – сопротивление перекатыванию гусениц по грунту

W_г= f₂∙ G=0,08∙5395=431,6 кН

f₂ = (0,08 – 0,12) – коэффициент сопротивления, зависящий от характера грунта (большие значения принимаются для более мягкого грунта); W_в – сопротивления движению от встречного ветра ,W_в=g×F; g – давление ветра на лобовую поверхность экскаватора (принимаются g = 500 н\м²);

F – площадь лобовой поверхности экскаватора, м²; W_пэв – сопротивление повороту (в расчет не принимают, т.к. при повороте экскаватора его движение прекращается и поворот производится при заторможенной одной из гусениц).

W_в= g∙F = 500∙30 = 15кН

W_пов=0

W_вн=G ∙ f₁ =5395∙0.05=269.7 кН

S_т.max=269,7+1079+81,7+431,6+15=1877 кН

Мощность привода ходового механизма

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

где V_x – скорость передвижения экскаватора, м\с; h_x – КПД ходового механизма (редуктора).

3. СТАТИЧЕСКИЙ РАСЧЕТ ЭКСКАВАТОРА

Статический расчет экскаваторов имеет целью определить: уравновешенность поворотной платформы, устойчивость экскавато­ра, усилия в роликах и захватывающих устройствах опорно-пово­ротного круга, опорные реакции и давления на основание (грунт).

3.1 Уравновешенность поворотной платформы

Уравновесить поворотную платформу — значит устранить выход результирующей веса платформы с механизмами и рабочим оборудованием за пределы периметра опорного круга при поворо­те платформы с полной нагрузкой и без нагрузки на рабочем органе.

Удерживающий момент М_у (кН*м) образуется от равнодей­ствующей G₁ (кН) весов всех вращающихся частей экскаватора (за исключением противовеса и рабочего оборудования) на плече от­носительно оси вращения платформы. В противоположном на­правлении на платформу экскаватора действует опрокидывающий момент М_о (кН*м) от веса рабочего оборудования с грузом, выдвинутым на максимальный вылет.

При определении оптимальных размеров рабочего оборудо­вания, например драглайна, основной заданной величиной являет­ся вместимость ковша или длина стрелы. Если обе величины изме­нять нежелательно, то прибегают к изменению диаметра опорной базы (в известных пределах). Таким образом, расчет уравновешен­ности платформы сводится к задаче, в которой среди принятых и заданных величин имеются такие, которые могут быть изменены.

Платформа считается уравновешенной, если при любых воз­можных положениях поворотной части с ковшом (порожним или груженым) соблюдаются следующие необходимые условия:

• равнодействующая весов вращающихся частей с рабочим оборудованием не должна выходить за периметр много­угольника, образованного соединением точек касания опор­ных катков с поворотным кругом;

• перемещения равнодействующей вперед или назад по от­ношению к центральной цапфе желательно иметь одинако­выми по величине.

Уравновешивание поворотной платформы достигается соответствующим размещением всех механизмов на поворотной платформе и выбором массы противовеса.

Масса противовеса определяется для двух расчетных положений: I — ковш опущен на почву (веса ковша и рукояти не создают момента); II — груженый ковш вы­двинут на 2/3 вылета рукояти.

Первое положение соответствует возможности смещения равнодействующей назад и отвечает, например, для рабочего обо­рудования лопаты, моменту начала копания при ковше, лежащем на земле (см. рис. 3.1, положение I). При этом подъемный канат ослаблен. Таким образом, веса рукояти G_р (кН) и ковша G_k(кH) ис­ключаются из состава опрокидывающих сил. Масса противовеса m_np1 (т) или его вес G_np = g*m_np (кН) могут быть определены из уравнения моментов относительно точки А. При условии, что рав­нодействующая V_A весов поворотной части экскаватора (с проти­вовесом и рабочим оборудованием) проходит через точку А (край­нее допустимое положение равнодействующей внутри круга ката­ния с радиусом R_о получим

m_np1 = (M_o - M_y)/(r_пр - R_о) •g = [G_c (r_c+R_о) – G₁(r₁ - R_o)]/( r_пр - R₀) •g,

где G_c и G₁ — веса стрелы и поворотной платформы с механизмами соответственно, кН; r_пр, r_c, r₁ — плечи действия сил (см. рис. 3.1, а).

Второе положение соответствует возможности выхода равно­действующей вперед за точку В. При расчете экскаваторов средней мощности принимают, что груже­ный ковш выдвинут на 2/3 длины рукояти, а для мощных экскава­торов — на полную ее длину.

Предположим, что равнодействующая V_B весов поворотной части экскаватора проходит через точку В. Тогда масса противо­веса из уравнения моментов относительно точки В будет

m_пр = [G_c (r_с - R₀) + G_рr_p + G_к+пr_к – G₁(r₁ + R_o)]/(r_пp + R_о)*g,

где r_p и r_к — плечи действия сил (см. рис. 3.1, а).

При выборе массы противовеса экскаватора с одним видом рабочего оборудования достаточно получить m_пр1 = m_пр2 и принять величину противовеса такой, чтобы m_пр2 < m_пр < m_пр1.

Если масса противовеса для положения II получается боль­ше, чем для положения I, то это указывает на чрезмерное смещение механизмов на платформе вперед, на слишком длинное и тяжелое рабочее оборудование или на то, что выбранный диаметр пово­ротного круга мал.

Если m_пр2 < 0 < m_пр1, то это свидетельствует об излишне лег­ком или коротком рабочем оборудовании. То же самое может быть и при чрезмерно сдвинутых назад механизмах.

Драглайн. Масса противовеса для драглайна, как и для лопа­ты, определяется для двух расчетных положений: I — ковш опущен на землю, стрела поднята на максимальный угол γ_mах = 45÷50°, II — ковш с породой поднят к голове стрелы, стрела опущена на минимальный угол γ_min = 25÷30°.

Последовательность расчета уравновешенности платформы драглайна такая же, как и для прямой лопаты.

Рис. 3.1 Схема к определению уравновешенности драглайна

Исходные данные: радиус опорно-поворотного круга R_о = 2,5 м, массы стрелы с напорным механизмом, рукояти, ковша с породой и платформы соответственно m_c= 100 т; m_к+п= 34,7 т и m_пл=180 т, а плечи противовеса и поворотной платформы соответственно равны r_с=40 м, r_пр=10м, r₁=25м.

В соответствие с рис. 2.1. массу противовеса определяем для двух рас­четных положений.

1. Ковш опущен на землю, тогда из уравнения моментов относительно точки А имеем:

m_np1=[G_c(r_c+R_о) – G_пр(r₁-R_o)]/g( r_пр-R_о) = [m_c(r_c+R_о) – m_пл(r₁-R_o)]/( r_пр-R_о)= =[100• (40+2,5) – 180(25 - 2,5)]/(10 - 2,5) = 26,6 т

Определим точку x₁ приложения равнодействующей всех сил G дейст­вующих на поворотный круг при массе противовеса

m_np1 = 0, тогда G = g• ( m_пл + m_c) = 9,8• (180+ 100) = 2746 кН,

и из уравнения моментов относительно оси О имеем

m_пл• ( r₁- x₁) = m_c• ( r_c + x₁),

откуда

x₁ = (m_плr₁ – m_cr_c)/( m_пл + m_c) = (180 • 25-100 • 40)/(180 + 100)= 1,7 м

влево от оси О и внутри поворотного круга.

Если же расположить противовес m_np1 = 26,6т на расстоянии r_пр = 10 м от оси вращения платформы, то равнодействующая всех сил:

G = g•( m_c+ m_пл+ m_np1) = 9,81•(100 + 180 + 26,6) = 3007,7 кН,

действующих на поворотный круг будет приложе­на в точке А, однако эта дополнительная нагрузка на поворотный круг будет от­рицательно сказываться на общем балансе весов экскаватора.

2. Груженый ковш выдвинут на 2/3 вылета рукояти, то­гда из уравнения моментов относительно точки В имеем:

m_np2 = [m_c•(r_c - R_o) + m_к+пr_к - m_пл∙(R_o+1,2r₁)]/(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

Определим точку x₂ приложения равнодействующей всех сил G дейст­вующих на поворотный круг при массе противовеса m_пр2 = 0, тогда

G = g(m_c + m_пл+ m_к+п) = 9,81• (100 + 180+ 34,7) = 3087 кН,

а из уравнения моментов относительно оси О имеем:

m_пл(r₁ + x₂) = m_c(r_с - x₂) + m_р(r_р - x₂) + m_к+п(r_к - x₂),

откуда

x₂ = (m_cr_с + m_к+пr_к - m_плr₁)/( m_c + m_пл + m_к+п ) =

= (100•40 + 34,7 • 66,5 -180 • 25)/(100 +180 + 34,7 )= 5,09 м

вправо от оси и внутри поворотного круга.

Равнодействующая всех сил действующих на поворотный круг будет приложена в точке В только если масса противовеса будет отрицательной вели­чиной, что не имеет физического смысла.

Данный экскаватор имеет удовлетворительно уравновешенную платформу. В расчетных случаях равнодействующая всех сил не выходит за пределы периметра опорно-поворотного круга, что не требует установки балластного груза. [2].

ЗАКЛЮЧЕНИЕ

Приведенная методика расчета экскаватора и расчета загрузки основных его механизмов позволяет обосновать тип принимаемого выемочно-погрузочного оборудования для конкретных горно-геологических и горнотехнических условий, произвести построение нагрузочных диаграмм и определить средневзвешенную загрузку приводов механизмов одноковшовых экскаваторов с учетом условий и особенностей их работы.

Таким образом, результаты расчетов свидетельствуют о необходимости разработки мероприятий по улучшению использования, повышению производительности оборудования и совершенствованию его эксплуатации.

СПИСОК ИСПОЛЬЗОВАННОЙ ЛИТЕРАТУРЫ

1. Страбыкин Н.Н., Чудогашев Е.В.,Корякин Б.И. Выбор и расчет одноковшовых экскаваторов: Учеб. пособие.– Иркутск: ИПИ,1987.–52 с.

2. Подэрни Р.Ю. Механическое оборудование карьеров: Учеб. для вузов. - 5-е изд., перераб. и доп. – М.: Издательство Московского государсвенного горного университета, 2003.-606 с.:

3. Трубецкой К.Н., Потапов М.Г., Виницкий К.Е., Мельников Н.Н. и др. Справочник. Открытые горные работы– М.: Горное бюро, 1994.- 590 с.:

4. Викулов . Подъемно транспортные машины