ПЗ-Минаков (1222247), страница 4

Просмтор этого файла доступен только зарегистрированным пользователям. Но у нас супер быстрая регистрация: достаточно только электронной почты!

Текст из файла (страница 4)

T _раб = 2  (T_рот.+T_бар.+2хT_уст. + Т_зас)+4T _пер.

Время работы ротора

T _рот. = L_пер / v _{движ 1} = 45 / 8,3 ≈ 6 мин

Время работы баровой цепи

T _бар. = L_пер / v _{движ 2} = 45 / 1,6 ≈ 28 мин

Время установки бара

T _уст. = 0,5  π  L_бар / v _{движ 2} = 0,5  3,6  π /1,6 ≈ 4 мин

Время переезда

T _пер. = L_пер / v _движ = 45 / 33,3 ≈ 2 мин

Время выгрузки балласта после извлечения баровой цепи

T_зас. = L_бун / v _{движ 2} = 6 / 1,6 ≈ 4 мин

Время работы машины

T _раб = 2  (6 + 28 + 8 + 4) + 4  2 = 100 мин

Время приведения в рабочее и транспортное положение 30 мин.

Общее время замены балласта без снятия стрелочного перевода 130 мин.

Принимаемый вариант организации работ – второй (см. рисунок 2.3).

3. РАСЧЕТЫ ТЕХНИЧЕСКИХ ПАРАМЕТРОВ

3.1. Расчет мощности привода ротора

По конструктивным соображениям выбираем емкость ковша q_к=0,04 м³. Высота ковша

, (1)

где К_к - коэффициент емкости ковша (для среднесвязанных грунтов К_к=1)

.

Определим длину ковша. Оптимальное соотношение высоты к длине ковша находится в пределах h/l = 0,52…0,59. Исходя из этого, длина ковша составит

l=h/(0,52…0,59)=0,33/(0,52…0,59)=0,63…0,55.

Примем l=0,6 м.

Форму режущей кромки козырька ковша выбираем лепестковую с вытянутыми вперед угловыми частями кромок, что позволяет уменьшить силу резания при разработке грунта, и улучшает процесс разгрузки. Так как категория грунта I, то расстановка зубьев на кромке не требуется. При выборе числа ковшей на роторном рабочем колесе исходим из следующего соображения: для снижения коэффициента неравномерности загрузки ротора и уменьшения величины колебаний динамических нагрузок на роторе число ковшей должно максимально удовлетворять условиям разгрузки и увеличению производительности рабочего органа. Исходя из этого принимаем число ковшей z_к=8.

Длина межковшового пространства Т должна составлять 25% от шага ковшей

Т=1,25l, (2)

где l - длина ковша

Т=1,250,6=0,75 м.

Диаметр обечайки Д_о и ротора Д_р

Д_о=

Д_р= Д_о+2h = 2800+2330 = 3460 мм.

Определяем число разгрузок в минуту

, (3)

здесь П - производительность, м³/ч: (из задания П=450 м³/ч).

Частота вращения ротора

. (4)

Окружная скорость ротора

. (5)

Скорость ротора в угловом выражении

. (6)

Скорость резания грунта назначается из условия возможной гравитационной разгрузки ковшей. Наибольшее число оборотов, при котором невозможна гравитационная разгрузка грунта ограничивается условием G=C, где G - вес грунта в ковше ротора, С - центробежная сила, действующая на грунт в ковше

, (7)

здесь - критическая частота вращения ротора, об/мин; R_р - радиус ротора, м. Отсюда

. (8)

По полученным данным , что обеспечивает возможность разгрузки. Примем, что глубина копания траншеи ротором составляет

h_к=0,5Д_р. (9)

При такой высоте траншеи в процессе копания участвуют три ротора. При любой глубине траншеи окружная и поступательная скорости ротора должны быть подобраны так, чтобы обеспечить наполнение ковшей емкостью q_к=0,04 м³. Объем стружки должен быть не менее

, (10)

где с - подача в горизонтальном направлении на один шаг ковшей Т, м; в- ширина ковша, м (в=0,57м); К_н, К_р - соответственно коэффициент наполнения и разрыхления (К_н=1,2; К_р=1,6), отсюда подача

. (11)

С другой стороны подача определяется как

, (12)

где Т - шаг ковшей (Т= 0,75 м); V_м - скорость хода машины, м/с; V_p - скорость вращения ротора, м/с (V_p=2,8 м/с). С учетом (11) и (12) скорость хода машины

, (13)

где - глубина траншеи, м ( =0,5Д_р=0,53,46=1,73 м).

Площадь стружки, срезаемой каждым ковшом в сечении нормальном к траектории

F_i =вccos_i , (14)

где _i - угол, определяющий положение ковша относительно горизонтали проведенной через ось ротора.

Подача ковша за один шаг в горизонтальном направлении

. (15)

П

Рисунок 3.1. Схема к

расчету

площади стружки

лощадь стружки 1-го ковша (рисунок 3.1)

F₁= 0,570,03cos0⁰=0,017 м²,

2-го ковша F₂=0,570,03cos30^о=0,0148 м²,

3-го ковша F₃=0,570,03cos60°=0,00855 м².

Суммарная сила копания

, (16)

где K_i - сопротивление копанию на I-III ковшах; F_i - площадь стружки на каждом ковше.

Сопротивление копанию по справочным данным составит:

К₁=8 н/см² (80000 н/м²);

К₂=65 н/см² (60000 н/м²);

К₃=4 н/см² (40000 н/м²).

Суммарная сила копания

Р_к = 0,01780000 + 0,014860000 + 0,0085540000 = 2590 Н.

Полный момент сопротивления вращению ротора:

, (17)

где Р₀₂ - нормальная сила сопротивления копанию, Н; Д_p - диаметр ротора, м (Д_p=3,46 м); М_г - момент создаваемый весом грунта в ковшах относительно оси ротора, Нм; S_тp - сила трения при движении грунта в ковшах по обечайке ротора, Н; Д_o - диаметр обечайки ротора, м (Д_o=2,8м).

Нормальная сила сопротивления копанию

Р₀₂=(0,3…0,8)Р_к = 777…2072 Н,

принимаем Р₀₂=2000 Н.

Сила трения при движении грунта в ковшах обечайки ротора

S_тp=0,3(Р_к+Р₀₂), (18)

где  - коэффициент трения грунта о сталь (=0,6 для грунта I^-й категории при влажности 30%)

S_тр = 0,3(2590 + 0,62000) = 1137 Н.

Момент, создаваемый весом грунта в ковшах относительно оси ротора.

Вес грунта не вышедшего из забоя

G_i=q_кK_н, (19)

где q_к - объем ковша, м³ (q_к=0,04 м³);  - объемный вес разрыхленного грунта (т/м³), К_н - коэффициент наполнения ковша (К_н=1,2).

Объемный вес разрыхленного грунта I^-й категории

=_I/К_р=1,5/1,6=0,937 т/м³, (20)

где _I - объемный вес плотного грунта I^-й категории (_I=1,5 т/м³), К_р - коэффициент разрыхления (К_р=1,6).

Коэффициент наполнения ковша

К_нi= К_н , (21)

где К_н - коэффициент наполнения (К_н=1,2); h_к - глубина копания, м ( =0,5Д_р=0,53,46=1,73 м); h_i - возвышение кромки ковша над подошвой забоя, м

h_i=R(1- sin_i), (22)

где R - радиус ротора, м (R=1,73 м); _i - угол положения ковшей (см. рисунок 3.1).

Возвышение кромки ковшей над подошвой забоя:

для I ковша h_I=R=1,73 м;

для II ковша _II=30°, h_II=1,73(1- sin30°)=0,865 м;

для III ковша _III=60°, h_III=1,73(1- sin60°)=0,23 м.

Коэффициент наполнения ковшей:

для I ковша K_нI=K_н=1,2;

для II ковша K_нII=1,2(0,865/1,73)=0,6;

для III ковша K_нIII=1,2(0,23/l,73)=0,16.

Вес грунта в ковшах:

I^-й ковш G_I=0,0411901,2=57,1 кг (560 Н);

I

Рисунок 3.2. Схема плеч действия веса грунта в ковшах

I^-й ковш G_II =0,0411900,6=28,56 кг (280 Н);

III^-й ковш G_III=0,0411900,16=7,6 кг (75 H).

Момент создаваемый весом грунта в ковшах относительно оси ротора

М_г=G₁r₁+G₂r₂+G₃r₃+G₄r₄+G₅r₅+G₆r₆, (23)

где r_i - плечо действия веса грунта в i-ом ковше относительно оси ротора, м (рисунок 3.2 r₁=1,5 м, r₂=1,15 м, r₃=0,66 м, r₄=1,45 м, r₅=0,55 м, r₅=0,2 м); G₄=G₅=G₆=G₁=560 H - вес грунта в 4^-ом, 5^-ом и 6^-ом ковшах

М_г=5601,5+2801,15+750,66+5601,45+5600,55+5600,2=2443,5 Нм.

Полный момент сопротивления вращения ротора

М=(2590+0,62000) +2443,5+1137 =10592 Н.

Необходимое суммарное окружное усилие ротора

. (24)

Мощность привода ротора

кВт, (25)

где =0,9 - КПД привода.

3.2. Расчет загрузочного транспортера

Заданные характеристики:

- плотность перемещаемого материала (щебень), кг/м³ - 1500 кг/м³;

- коэффициент внутреннего трения,  - 0,72;

- коэффициент трения о резину, ₁ - 0,8;

- угол естественного откоса в покое,  - 40⁰;

-

Рисунок 3.3. Схема расположения

грунта на ленте

(поперечная площадь сечения грунта на ленте)

длина конвейера, м - 8,4;

- производительность, м³/ч - 450 м³/ч.

Для расчета ширины ленты задаемся схемой расположения грунта на ленте (рисунок 3.3).

Поперечная площадь сечения грунта на ленте

F=F₁+F₂, (26)

где F₁- площадь нижней части грунта, м²; F₂ - площадь верхней части грунта, м².

Площадь нижней части грунта

_, (27)

где - угол наклона боковых роликов у конвейера (угол образования желоба), ( =30°).

Площадь верхней части грунта

, (28)

где - угол естественного откоса грунта в покое, ( =40⁰)

Таким образом, формула (26) принимает вид

. (29)

Производительность конвейера определяется по формуле

П = 3600FV_л, (30)

где V_л - линейная скорость ленты, м/с (V_л=1,5…2 м/с).

Используя формулу (29) запишем производительность в следующем виде

. (31)

Определяем ширину грунта на ленте из формулы (31)

. (32)

Принимаем из нормального ряда наиболее употребляемых скоростей по ГОСТ 22644-77 = 2 м/с, тогда ширина ленты

.

Во избежание осыпания грунта через края ленты, ширина слоя грунта принимается равной b = 0,7В^ (см. рисунок 3.3), где В^ - ширина уложенной ленты на конвейер. Откуда В^= b/0,7=0,42/0,7=0,6 м.

Определяем истинную ширину ленты конвейера

м.

Выбираем ближайшую большую ширину ленты из нормального ряда по ГОСТ 22644-77 - В=800 мм.

Характеристики

Список файлов ВКР