Вся электронная библиотека >>>

 Экскаваторы >>>

    

 

Траншейные роторные экскаваторы


Раздел: Строительная техника

   

§ 7. ВНЕШНИЕ НАГРУЗКИ, ДЕЙСТВУЮЩИЕ НА РОТОРНОЕ КОЛЕСО

  

На роторное колесо действуют нагрузки:

—        сопротивление грунта копанию;

—        силы тяжести роторного колеса и поднимаемого ковшами грунта;

—        инерционные силы, возникающие вследствие разгона грунта.

Силы тяжести и силы инерции малы по сравнению с сопротивлением грунта копанию, а поэтому в практических расчетах они не учитываются.

Сопротивление грунта копанию зависит от физико-механических свойств грунта, его гранулометрического состава, объемной массы, связности, сцепления, внутреннего и внешнего трения, влажности, пластичности, трещиноватости, слоистости, разрыхляемости, а также от характера воздействия на него рабочего органа землеройной машины.

Изучение взаимодействия рабочего органа с грунтом удобно начинать с предположения, что грунт обладает одинаковыми свойствами во всех направлениях. В этом случае точное определение сопротивления грунта копанию можно получить на основе теории Ю. А. Ветрова [4], учитывающей пространственность процесса разрушения грунта. Однако применение этого метода потребует громоздких вычислений, особенно при определении геометрических размеров стружки с учетом различных вариантов расстановок зубьев на ковшах. Этот метод незаменим при расчете зубьев и ковшей на прочность. В практических же расчетах, связанных с определением усилий, передаваемых ковшами на кольца роторного колеса, а также с определением мощностных показателей, схему взаимодействия ковша с грунтом идеализируют. В основе этих идеализаций лежит известное из теории упругости положение о том, что распределение внешней нагрузки слабо влияет на напряженное состояние в элементах рассчитываемой системы, удаленных на значительные расстояния от места ее приложения. На основании изложенного допускаем, что силы сопротивления грунта копанию распределяются равномерно по ширине траншеи и что все ковши работают в одинаковых условиях, независимо от количества установленных на них зубьев и характера их расположения. При такой идеализации действительный экскаватор отождествляется с экскаватором, разрабатывающим грунт сплошными режущими кромками ковшей. В этих условиях для определения касательной составляющей сопротивления грунта копанию применяют формулу Н. Г. Домбровского [14]

Ширина стружки в этой расчетной схеме принимается равной ширине траншеи, а для определения толщины стружки можно использовать формулы (2.3) и (2.4) с тем, однако, отличием, что в первой из них вместо шагового угла зубьев в ряду ф3 следует принять шаговый угол ковшей

Удельное сопротивление грунта копанию зависит от прочности разрабатываемого грунта, геометрии зубьев, ширины и толщины срезаемой стружки. С увеличением последней значение удельного сопротивления падает. Это можно объяснить главным образом тем, что с изменением толщины стружки силы трения по задней грани практически не изменяются и, кроме того, с ростом площади поперечного сечения стружки уменьшается работа на деформацию и разрыхление грунта. Для учета этих факторов Н. Г. Домбровский предложил определять удельное сопротивление копанию по формуле

Все выкладки о характере касательной и нормальной составляющих сопротивления грунта копанию справедливы, как было указано ранее, для идеализированного роторного колеса со сплошными режущими кромками на ковшах. Аналогичным образом нагружаются и центральные зубья реальных ковшей, у которых режущие кромки образуют прямой угол с направлением разработки грунта (плоскостью вращения роторного колеса). По мере удаления зубьев от срединной плоскости их режущие кромки все больше отклоняются от плоскости вращения, а следовательно, от направления разработки грунта. Взаимодействие зубьев с грунтом в этом случае принято называть косым резанием. Этот процесс отличается от обычного, лобового, резания наличием элемента пиления. Другими словами, косое резание можно представить как процесс отделения грунта от массива ножом, движущимся в направлении, перпендикулярном к режущей кромке, и вдоль нее. Последнее вызывается силами, направленными вдоль режущей

кромки и преодолевающими силы сопротивления обратного направления. Таким образом, говоря о сопротивлении грунта копанию нецентральными зубьями, к прежним касательной Poi и нормальной Рог следует добавить еще одну составляющую Роз. направленную вдоль режущей кромки зуба. В общем случае сочетания Poi, Р02 и Р0з направление вектора силы сопротивления грунта копанию может и не совпадать с плоскостью вращения роторного колеса. Это значит, что даже в случае однородных грунтов на нецентральном зубе появляются боковые силы, которые стремятся сместить ротор из плоскости его вращения.

Боковые силы влияют на прочность зубьев, карманов для их установки, ковшей и поперечных связей роторного колеса. При симметричном расположении зубьев на ковшах боковые силы взаимно уравновешиваются, и роторное колесо не передает нагрузок на реборды поддерживающих и направляющих роликов. В случае несимметричного расположения зубьев реборды роликов воспринимают нагрузки, соответствующие векторной сумме боковых сил на каждом зубе, взаимодействующем с грунтом.

Грунт представляет собой неоднородную по всем трем направлениям массу в смысле указанных ранее его характеристик. Поэтому все три составляющие сопротивления грунта копанию на каждом зубе следует рассматривать как некоторые функции, изменяющиеся во времени по произвольным законам и колеблющиеся относительно некоторых средних значений, которые для касательной и нормальной составляющей представлены формулами (2.6а) и (2.8). Отклонение случайной величины от ее среднего значения в сторону увеличения или уменьшения последнего называется амплитудой. Динамичность нагрузки оценивают отношением амплитуды к ее среднему значению и частотой колебаний — количеством колебаний в единицу времени. Чем выше эти показатели, тем большие перегрузки испытывает конструкция элементов рабочего органа, что в свою очередь приводит к необходимости усиления прочностных характеристик этих элементов.

 

 

СОДЕРЖАНИЕ КНИГИ:  Траншейные роторные экскаваторы

 

Смотрите также:

 

Оборудование для подготовки сырья к обжигу. Роторные...

Роторные мельницы-мешалки. Роторная мельница-мешалка САЩ-434 (25) предназначена
Колесо катится по бетонной поверхности торцовой стенки бассейна.

 

Многоковшовые экскаваторы

Многоковшовые экскаваторы по конструкции рабочего оцгада делятся на роторные и цепные.
Ротор экскаватора, или рабочее колесо, состоит из двух колец...

 

Снегоходы. Болотоходы. Самодельные вездеходы личных...

Ведущее колесо заднее, оно отличается от остальных тем, что у него вместо спиц установлен диск.

 

ДОБЫЧА ПЕСКА. Экскаваторы-драглайны, многоковшовые...

Кроме цепных используются роторные многоковшовые экскаваторы, рабочим органом которых является вращающееся на конце стрелы роторное колесо с черпаками.

 

...драглайн, грейфер), многоковшовые (цепные, роторные)...

...насаженные через равные интервалы на беспрерывно движущуюся цепь или колесо (ротор).
продольного черпания — цепные и роторные () и поперечного черпания ().