4. расчет усилий напора экскаваторов с зубчатореечным и канатно-полиспастным механизмом напора 12 список литературы 16 icon

4. расчет усилий напора экскаваторов с зубчатореечным и канатно-полиспастным механизмом напора 12 список литературы 16


1 чел. помогло.
Смотрите также:
Потери напора. Гидравлические сопротивления...
Положение любой частицы жидкости относительно некоторой произвольной линии нулевого уровня 0-0...
Лабораторная работа №4...
Лабораторная работа №4...
Методическое пособие по выполнению домашней контрольной работы...
###ice#book#reader#professional#header#start###...
О чем разговаривают дошкольники?...
«Роль государственной власти в гибели Российской Империи»...
Методика расчета пружин первой ступени Расчет параметров гидравлического гасителя колебаний...
Оформление справочно-библиографического аппарата курсовой работы Список использованных...
Реферат Работа содержит 31 лист, 10 рисунков, 4 таблиц, 8 использованной литературы...
Реферат работа содержит 22 листа, 12 рисунков, 4 таблицы, 7 источников литературы...



Загрузка...
скачать
СОДЕРЖАНИЕ


КЛАССИФИКАЦИЯ ЭКСКАВАТОРОВ И КОНСТРУКТИВНЫЕ СХЕМЫ ОДНОКОВШОВЫХ ЭКСКАВАТОРОВ 2

1.АНАЛИЗ СХЕМЫ КАНАТНО-ПОЛИСПАСТНОГО МЕХАНИЗМА НАПОРА КОВША 4

2.АНАЛИЗ СХЕМЫ ЗУБЧАТО-РЕЕЧНОГО МЕХАНИЗМА 6

НАПОРА КОВША 6

3.АНАЛИЗ СХЕМЫ ГИДРАВЛИЧЕСКОГО МЕХАНИЗМА КОВША 9

4.РАСЧЕТ УСИЛИЙ НАПОРА ЭКСКАВАТОРОВ С ЗУБЧАТОРЕЕЧНЫМ И КАНАТНО-ПОЛИСПАСТНЫМ МЕХАНИЗМОМ НАПОРА 12

СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ 16



КЛАССИФИКАЦИЯ ЭКСКАВАТОРОВ И КОНСТРУКТИВНЫЕ СХЕМЫ ОДНОКОВШОВЫХ ЭКСКАВАТОРОВ


Наиболее характерными представителями выемочно-погрузочых машин, эксплуатируемых на открытых разработках, являются одноковшовые и многоковшовые экскаваторы.

Экскаватором называется машина, предназначенная для зачерпывания (экскавации) горной массы, перемещения ее на относительно небольшие расстояния и погрузки на транспортные средства или в отвал.

Рабочий цикл одноковшового экскаватора складывается из четырех последовательных операций: наполнения ковша (черпания), перемещения его к месту разгрузки (транспортирования), разгрузки и перемещения порожнего ковша к месту зачерпывания для воспроизведения нового цикла. Поэтому од­ноковшовые экскаваторы являются машинами цикличного (прерывного) действия. В отличие от них многоковшовые экскаваторы, у которых все элементы рабочего цикла осуществляются одновременно (совмещение), являются машинами непрерывного действия.

Существующие типы экскаваторов в общем, виде классифицируются типажом по следующим признакам: назначению и роду выполняемой работы; вместимости ковша (Е, м3 — одноковшовые) или теоретической производительности (Q, м3/ч — многоковшовые); видам рабочего, ходового и силового оборудования

В свою очередь, одноковшовые и многоковшовые экскава­торы имеют более узкие классификации, отвечающие конкретной специфике конструкций той или иной группы машин, которые будут рассмотрены ниже, в соответствующих разделах.

Любой экскаватор, одноковшовый или многоковшовый, состоит из рабочего (у одноковшовых экскаваторов оно же и транспортирующее), транспортирующего, механического, вклю­чающего главным образом передаточные механизмы (трансмиссии), ходового и силового оборудования, а также механизмов управления, металлоконструкций платформы и надстройки, кузова.

Конструктивной схемой, в отличие от кинематической, называют схематическое изображение всей машины или ее основ­ных узлов с указанием их действительного взаимного расположения и кинематической связи.

Одним из главных признаков различия одноковшовых экс­каваторов, определяющих их назначение и область примене­ния, является рабочее оборудование (исполнительный механизм). В зависимости от назначения рабочее оборудование одноковшовых экскаваторов имеет различную конструкцию и кинематику. На универсальных экскаваторах могут приме­няться до десяти видов сменного рабочего оборудования. Од­нако экскаваторы, используемые на открытых горных разработках, имеют, как правило, один основной вид специализированного рабочего оборудования.

Основные виды рабочего оборудования одноковшовых экс­каваторов, применяемого на открытых работах,—прямая напорная лопата и драглайн; более ограниченно используют гид­равлические прямые и обратные лопаты, ковшовые погрузчики, грейфер, струг и кран.

Известны четыре вида рабочего оборудования прямой напорной лопаты: прямая с выдвижной рукоятью, коленно-рычажная, рычажная типа «Суперфронт» и гидравлическая. Напорная лопата имеет систему принудительной подачи рукояти и ковша в забой, действующую от какого-либо привода.


^

1.АНАЛИЗ СХЕМЫ КАНАТНО-ПОЛИСПАСТНОГО МЕХАНИЗМА НАПОРА КОВША


У канатного механизма напора лебедка располагается в пе­редней части платформы. Напорные 1 (рис. 1.1) и возвратные 2 канаты, сбегая с барабанов 3 и 4, огибают блоки 5 и б, установленные на стреле, и идут к переднему 7 и заднему 8 полублокам рукояти. Вращение барабанов 3 и 4 вызывает осе­вое перемещение рукояти. Канатный механизм напора имеет простое устройство и при высоком качестве канатов надежен в работе; его обслуживание и ремонт несложны.



Рис. 1.1. Механизм напора с канатно-полиспастной системой перемеще­ния рукояти (ЭКГ-8И):

а — схема запасовки канатов; б—кинематическая схема лебедки

Для защиты механизма напора от стопорных нагрузок предусмотрена муфта предельного момента ^ 9, установленная между двигателем M1 и редуктором 10. Барабан 3 разъемный, имеет устройство 11 для регулировки натяжения канатов механизма напора.

Аналогичную кинематическую схему лебедки напора и схему запасовки канатов имеют все модели экскаваторов производства ИЗТМ.

Экскаваторы имеют ряд вспомогательных механизмов, обеспечивающих выполнение ремонтных и монтажных работ.

Переоборудование базовых моделей экскаваторов в экскава­торы с удлиненной стрелой производится заменой рабочего оборудования (стрелы, рукояти, ковша, подкоса и вант). Осталь­ные узлы являются полностью унифицированными с узлами базовой модели.

Стрела и балки рукояти - сварные круглого сечения. Рукоять— внутренняя, разгруженная от кручения.

Для гашения продольных усилий, превышающих стопорное, внутри хвостовика рукояти расположена группа из четырех пружинных буферных устройств Ш-I. Стрела подвешена на вантах.

Главная особенность рабочего оборудования экскаватора ЭКГ-8И — наличие уравнительного блока в подвеске ковша при рукояти, разгруженной от кручения, что во многих случаях ограничивает возможность эффективного применения экскаватора для разработки скальных и тяжелых пород.


^

2.АНАЛИЗ СХЕМЫ ЗУБЧАТО-РЕЕЧНОГО МЕХАНИЗМА

НАПОРА КОВША



ЭКГ типа прямая механическая лопата производства ПО «Уралмаш» им С. Орджоникидзе (УЗТМ}. Номенклатура экскаваторов УЗТМ предусматривает производство двух моделей прямых мехлопат с зубчато-реечной системой напора.

Базовая модель экскаватора ЭКГ-5А с зубчато-реечным напором выпускается серийно с 1980 г. в климатических исполнениях У и Т.

По ходовому электрическому и рабочему оборудованию, поворотной платформе и ряду линейных параметров унифицирована с выпускавшейся ранее на УЗТМ моделью ЭКГ-4,бБ.

Базовая модель экскаватора ЭКГ-20 с зубча­то-реечным напором выпускается с 1978 г. в климатическом исполнении С.

Экскаватор ЭКГ-20 снабжен сменными ковшами вмести­мостью 23 и 18 м3 для разработки соответственно слабых и очень тяжелых (скальных) пород.

Схема напора — реечная, с двухбалочной рукоятью и бесполиспастным подъемом ковша на четырех ветвях канатов. Схема питания основных электродвигателей — от тиристорных преобразователей.

^ Зубчато-реечный напор (рис.2.1,2.2). Вращение напорного вала, снабженного шестернями 1, передается зубчатым рейкам 2, укрепленным на рукояти, чем достигается напорное и возвратное движение ковша. Напорный вал получает вращение от напорного механизма, который у многодвигательных экскаваторов устанавливается на стреле. Вес напорного механизма и напорное усилие действуют на стрелу, что заставляет делать ее более прочной, а следовательно, и более тяжелой.

Масса напорного механизма, установленного на стреле и, следовательно, находящегося на значительном расстоянии от оси вращения экскаватора, значительно увеличивает момент инерции его поворотной части. Обслуживание такого напорного механизма (смазка, ремонт) затруднительно.

Зубчато-реечный напор применяется почти на всех карьерных экскаваторах и в редких случаях на вскрышных экскаваторах.

Зубчато-реечная система напора имеется только на моделях экскаваторов, предназначенных для эксплуатации в особо тя­желых условиях.


^ Рис.2.1 ЭКСКАВАТОР ТИПА ЭКГ – 5А





А. Подъемный механизм экскаватора

1- блок подвески ковша; 2- головные блоки стрелы; 3- барабан лебедки;



^ Б. Напорный механизм экскаватора


1- шестерня кремальерная рукояти; 2- рейка кремальерная на рукояти; 3, 4- зубчатые пары редуктора напорного механизма; 5- электродвигатель редуктора;

6- тормоз редуктора


Рис.2.2 ЭКСКАВАТОР ТИПА ЭКГ – 20 А






99


А. Подъемный механизм экскаватора

а


- схема запасовки подъемного каната: 1- барабан лебедки; 2- головные блоки стрелы; 3- блоки подвески ковша.




^ Б. Напорный механизм экскаватора


1- рейка рукояти; 2- кремальерная шестерня; 3, 4- зубчатые пары редуктора напорного механизма; 5- электродвигатель; 6- тормоз редуктора

^

3.АНАЛИЗ СХЕМЫ ГИДРАВЛИЧЕСКОГО МЕХАНИЗМА КОВША


Гидравлические карьерные экскаваторы ЭГ-12АУ и ЭГ-20У предназначаются для работы на карьерах при вскрыше и добыче полезных ископаемых, а также на строительстве с крупными объемами перемещения горной массы в качестве выемочно-погрузочных машин, отрабатывающих уступы выше уровня рабочей площадки забоя.. Породы I и II категорий разрабатываются без предварительного рыхления. Более крепкие породы экскавируются с частичным или полным рыхлением взрывом. Погрузка горной массы производится в транспортные средства, расположенные на уровне рабочей площадки.

В СССР задача создания и освоения промышленного производства мощных карьерных гидравлических экскаваторов была поставлена в середине 70-х годов перед Уралмашзаводом. были спроектированы и изготовлены опытные образцы гидравлических экскаваторов ЭГ-12, ЭГ-12А, ЭГ-20 с электрическим ходом и поворотом и применением импортного комплектующего оборудования: опорно-поворотных устройств, гидравлических насосов, рукавов высокого давления, не выпускавшихся в СССР.

Испытания опытных образцов на угольном разрезе "Кедровский" (Кузбасс) подтвердили технологические преимущества гидравлических экскаваторов, хотя в процессе их эксплуатации возникли трудности, закономерные при освоении машин нового типа,

В конце 80-х годов в рамках государственной программы создания гидравлических экскаваторов нового технического уровня Уралмашзавод разработал несколько проектов гидравлических экскаваторов. В 90-е годы Уралмашзавод не изготовлял гидравлические экскаваторы по причине их невостребованности отечественными горно-добывающим и предприятиями.

Гидравлические экскаваторы хорошо работают там, где необходима мобильность, желательны селективная выемка и использование обратной лопаты, и где применение дизельных двигателей является несомненным преимуществом.

^ Гидравлическая прямая лопата с поворотным ковшом (рис. 3.1, а) имеет следующие элементы рабочего оборудования: стрелу 1, рукоять 2 и ковш 3, соответственно поворачивающиеся относительно шарниров О1, О2 и О3 с помощью гидравлических цилиндров подъема-опускания 4 стрелы, напора 5 рукояти и поворота 6 ковша. Гидроцилиндр 6 может крепиться как к рукояти, так и к стреле 1. Гидроцилиндр 6 крепится также к угловой тяге 7, соединенной шарниром с тягой 8 ковша. В кинематическом отношении неподвиж­ным звеном исполнительного механизма экскаватора является поворотная платформа. Траектория копания образуется соче­танием перемещений основных элементов рабочего оборудования.



Рис. 3.1. Конструктивные схемы гидравлических экскаваторов со сменным рабочим оборудованием:

а - прямая напорная лопата с поворотным ковшом;

б - обратная лопата с поворотным ковшом

Разгрузка ковша производится опрокидыванием за счет его поворота вокруг оси О3.

Гидравлическая прямая лопата может быть выполнена с ковшом, имеющим челюстной створ. В этом случае в задней стенке 9 ковша устанавливают дополнительные гидроцилиндры, поворачивающие переднюю часть ковша 3 вокруг шарнира О3. При этом задняя стенка является неподвижным звеном.

Гидравлическая обратная лопата (рис. 9.4, 6} имеет стрелу 1 и рукоять 2. Поворот стрелы, рукояти и ковша в рабочем движении осуществляется соответственно вокруг осей О1, О2 и О3 гидроцилиндрами 4, 5 и 6. Тяги 7 и 8 служат для крепления ковша.

Обратная лопата может иметь неповоротный ковш. В этом случае отсутствует гидроцилиндр 6, а тяги 7 и 8 используют для крепления ковша к рукояти.

Перечисленные выше виды оборудования гидравлического экскаватора — прямая и обратная лопаты, могут быть сменными и размещаться на одной базовой машине.

днища специальным механизмом. Ковш опускается в исходное положение для копания у подошвы уступа под действием веса рукояти и ковша.

Напорные прямые лопаты предназначены для разработки массивов, расположенных, как правило, выше уровня установки машины, но способны осуществлять черпание и ниже уровня установки на незначительную глубину, достаточную только для самозаглубления машины при проходке траншей.

Электрические канатные экскаваторы имеют относительно более низкие эксплуатационные затраты, большее разнообразие вместимости ковшей и срок службы около 20 лет. Гидравлические экскаваторы обладают более коротким сроком службы-5...10 лет.

Зарубежные специалисты приходят к выводу, что гидравлические экскаваторы никогда не смогут полностью заменить электрические канатные экскаваторы. Оба типа экскаваторов будут одновременно эксплуатироваться в горно-добывающей.

Целесообразность и перспектива дальнейшего производства гидравлических экскаваторов на Уралмашзаводе в конечном счете будет определяться спросом на них горнодобывающих отраслей России, который пока невелик и ограничивается "обратными лопатами" с небольшой вместимостью ковша 4...10 м3.


^

4.РАСЧЕТ УСИЛИЙ НАПОРА ЭКСКАВАТОРОВ С ЗУБЧАТОРЕЕЧНЫМ И КАНАТНО-ПОЛИСПАСТНЫМ МЕХАНИЗМОМ НАПОРА


1) В качестве экскаватора с зубчато реечным механизмом напора рассмотрим наиболее часто применяемый экскаватор ЭКГ-5А

Механизм напора данного экскаватора состоит:

а)Приводного двигателя;

б)Редуктора, предназначенного для передачи момента от приводного двигателя на кремальерную шестерню, а также увеличение данного момента;

в) Кремальерных шестерен, предназначенных для передачи усилия с приводного вала редуктора на зубчатую рейку;

г)Зубчатой рейки, передающей усилие от кремальерной шестерни к рукояти.

Данные устройства имеют следующие характеристики:

I)риводной двигатель:

Двигатель привода напора

ДПЭ-52У1(ТИ)

Номинальная мощность, кВт

54

Номинальное напряжение, В

395

Номинальный ток, А

150

Частота вращения, с-1:

Номинальная

Максимальная


20,5

35

Возбуждение

Независимое, 95 В

К.п.д., %

86,2

Момент инерции, кг·м2

7,5

Масса, кг

860

ПВ, %

100


II) Редуктор(включает в себя – одну открытую и одну закрытую зубчатую передачу

передаточное число ip = 38,13

количество ступеней n = 2;

передаточное число первой ступени ip1= 5,545

передаточное число второй ступени ip2= 6,875

К.п.д. двухступенчатого редуктора ηр = ηn =0,972= 0,94

III)Зубчато-реечная передача служит для преобразования вращательного движения в поступтельное.

передаточное число iзр =1

ход рукояти L = 4700 мм


РАСЧЕТ

Угловая скорость двигателя



Момент на валу двигателя

H·м

Момент на выходном валу редуктора

429,9 ·38,13 ·0,97=14,1кНм

Усилие, передаваемое кремальерной шестерней на две зубчатые рейки:

где dш – диаметр шестерни, при количестве зубьев Кз=14

и модуле mз=24мм

214мм


кН.


2)В качестве экскаватора с канатно-полиспастным механизмом напора рассмотрим наиболее часто применяемый экскаватор ЭКГ-8И

Механизм напора данного экскаватора состоит:

а)Приводного двигателя;

б) Редуктор, предназначен для передачи момента от двигателя на приводной барабан;

в) Приводной барабан, предназначен для передачи усилия с выходного вала на напорные и возвратные канаты, а также увеличение данного усилия;

г) Канатно-полиспастная система предназначена для передачи усилия от приводного барабана на рукоять.

Данные устройства имеют следующие характеристики:

I)Приводной двигатель:

Двигатель привода напора

ДЭ-812

Номинальная мощность, кВт

100

Номинальное напряжение, В

305

Номинальный ток, А

360

Частота вращения, с-1:

Номинальная

Максимальная


12,5

25

Возбуждение

Независимое, 85 В

К.п.д., %

93,4

Момент инерции, кг·м2

8,25

Масса, кг

2050


II)Редуктор трехступенчатый

передаточное число ip = 82,04

количество ступеней nр= 3,

где передаточное число первой ступени ip1= 3,37

передаточное число второй ступени ip2= 4,73

передаточное число третьей ступени ip3 =3,88

Так как редуктор трехступенчатый его К.п.д. находим по формуле

ηр= ηn = 0,973= 0,91

III) Приводной барабан

dб = 0,45м


РАСЧЕТ

Угловая скорость двигателя



Момент на валу двигателя

H·м=1,3кНм

Момент на выходном валу редуктора

1,3 · 103 · 82,03 · 0,91=97кНм

Усилие, передаваемое приводным барабаном на канатно-полиспастную систему:

кН.


Из расчетов известно, что усилие на канатно-полипастном механизме напора больше, чем усилие на зубчато-реечном механизме напора.

СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ



Подэрни Р.Ю. Горные машины комплексы для открытых горных работ. М.: Недра,1985.

Справочник механика открытых работ. Экскавационно-транспортные машины циклического действия /Под ред.М.И.Щадова.М.:Недра,1989.

Горные машины для открытых работ. Карьерные экскаваторы.

К.П. Хмызников, Ю.В.Лыков. Учебное пособие. Санкт-Петербург,1999.




Скачать 144.79 Kb.
оставить комментарий
Дата05.11.2011
Размер144.79 Kb.
ТипДокументы, Образовательные материалы
Добавить документ в свой блог или на сайт

средне
  1
отлично
  2
Ваша оценка:
Разместите кнопку на своём сайте или блоге:
rudocs.exdat.com

Загрузка...
База данных защищена авторским правом ©exdat 2000-2017
При копировании материала укажите ссылку
обратиться к администрации
Анализ
Справочники
Сценарии
Рефераты
Курсовые работы
Авторефераты
Программы
Методички
Документы
Понятия

опубликовать
Загрузка...
Документы

Рейтинг@Mail.ru
наверх