Механическое оборудование карьеров - курсовая работа

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

2.1. Мощность тяговой и подъемной лебедок драглайна

2.2. 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

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 К₁ и 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_{L н} ∙³ √m_э =2,5∙8.1=20,2 м;

где К_{L н} - коэффициент пропорциональности стрелы (К_{L н} =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∙10⁴ Н

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.

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 = 421,8×10⁴ Н, 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 . c тр} = ( 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_{np 1} (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_р r_p + G_{к + п} r_к – G₁ (r₁ + R_o )]/(r_{п p} + 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_{m ах} = 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_пл r₁ – m_c r_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_{np 1} = 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 + п} r_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_c r_с + m_к+п r_к - m_пл r₁ )/( 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.: