Электромеханическое оборудование рудника кальмакыр

Определение нагрузок на механизмы подъема экскаваторов.

Привод механизма подъема ковша преодолевает следующие усилия. При копании - от сопротивления порода копанию от веса ковша с породой и веса рукояти. При повороте платформы на разгрузку  от веса ковша с породой и веса рукояти. При повороте платформы к забою  от веса порожнего ковша и веса рукояти.

Для механизмов, работающих в повторно-кратковременных режимах, с частыми пусками и торможениями, мощность привода определяется по средневзвешенной мощности, т. е. определяется мощность во время каждой из операций цикла и учитывается время, в течение которого эта мощность действует (время каждой из операций цикла).
Для определения мощности привода необходимо определить усилия, действующие на механизм.
Рассмотрим механизм подъема карьерного экскаватора. В общем случае усилие подъема определяется из уравнения моментов относительно оси напорного вала.
кН
Где Р₀₁ – касательная составляющая силы сопротивления породы копанию, которая определяется по формуле:
, кН
К_F – удельное сопротивление породы копанию, кПа (из табл. К_F =330кПа)
Е – вместимость ковша экскаватора м³ (для ЭКГ-15 Е = 15 м³)
Н_в – высота напорного вала, м (для ЭКГ-15 Н_в = 9,6м)
К_р – коэффициент разрыхления породы (К_р = 1,5)

Р₀₂ – нормальная составляющая силы сопротивления копанию, кH
Р₀₂ = 0,1· Р₀₁ = 0,1∙344 = 34,4 кН
G_к+п = G_к+ G_п – вес ковша с породой, кН
G_к = m_кg; m_к=К_кЕ, т
где К_к – коэффициент тары ковша
К_к =1÷1,4 для легких пород
К_к =1,3÷1,9 для средних пород
К_к =1,6÷2,4 для тяжелых пород
для данной породы К_к =1,6, тогда:
G_к = m_кg = К_кЕg = 1,6∙15∙9,8 = 235кН (вес ковша)
К_н – коэффициент наполнения (примем 0,9)
G_п = т_пg;
(вес породы)
G_к+п = G_к+ G_п =235+235 = 470 кН (вес ковша с породой)
G_р = т_рg - вес рукояти.
т_р=К_рук·Е^αL_p10^-3, т
где К_рук – коэффициент пропорциональности
Для экскаваторов с однобалочной рукоятью круглого сечения (разгруженной от кручения), то есть именно для нашего ЭКГ-15:
К_рук=358; α=0,467.
L_p = длина рукояти (для ЭКГ-15 L_p = 13,58м)
G_р = т_рg = К_рук·Е^αL_p10^-3g=358∙15^0,467∙13,58∙10^-3∙9,8=169кН
r – радиус напорного вала (для ЭКГ-15 r = 0,19м)
r_1, r_2, r_3, r_4, - плечи приложения соответствующих сил.
Из таблиц находим, значения для ЭКГ-15:
r₁ = 10,3м r₂ = 8м r₃ = 9,15м r₄ = 3,39м
γ_р- угол наклона рукояти
β – угол наклона подъемного каната.
γ - плотность породы.
Определяем усилия в подъемном канате для каждой из операции цикла - копания, поворота на разгрузку, поворота к забою.
I. Во время копания усилие будет максимальным в момент окончания копания, когда γ_р=0, β=90°.

II. Во время поворота на разгрузку усилие в подъемном канате будет максимальным, если ковш находится на максимальной высоте при максимальном вылете рукояти, т.е. γ_р = 20º; β = 51º.

III. Во время поворота к забою (с порожним ковшом) максимальное усилие в подъемном канате будет в момент, когда зубья ковша экскаватора находятся на уровне оси напорного вала, т.е. γ_р=0, β=90°.