Электромеханическое оборудование рудника кальмакыр

Определение нагрузок на механизм напора экскаватора

Напорное усилие на рукоять ковша должно преодолевать нормальную составляющую силы сопротивление породы копанию Р₀₂, составляющую усилия подъема ковша S_n направленную вдоль рукояти, а при положении ковша выше оси напорного вала – составляющие веса ковша с породой и рукояти.

В общем случае напорное усилие при любом положения рукояти можно определить из выражения:
, кН
Это выражение уточняется в соответствии с расчетными положениями.
Также как и для механизма подъема определяем напорное усилие для трех положений цикла.
I. Во время копания когда γ_р=0, а β=90°
= 34 кН.
II. Во время поворота на разгрузку когда γ_р=20°, а β=51°
, кН
III. Во время поворота к забою с порожним ковшом, когда γ_р=0, β=90°

IV. При работе с порожним ковшом максимальная нагрузка будет в момент подъема ковша и рукояти из вертикального положения.


Определение нагрузок на механизм поворота экскаватора
Мощность электродвигателя механизма поворота одноковшовых экскаваторов зависит от ряда факторов, главный из которых: угловое ускорение, частота вращения платформы, угол поворота платформы и момент инерции вращающихся частей экскаватора.
Для определения мощности механизма поворота необходимо определить суммарный момент инерции экскаватора относительно оси его вращения в груженном и порожнем его состояниях.
I_п.г= I_п+ I_к+п+ I_с+ I_р+ I_н
I_п.п= I_п+ I_к + I_с+ I_р+ I_н
где I_п - момент инерции поворотной платформы,
I_к - момент инерции ковша,
I_к+п - момент инерции ковша с породой,
I_с - момент инерции стрелы,
I_р- момент инерции рукояти,
I_н - момент инерции напорного механизма.
Поворотная платформа рассматривается как однородный параллелепипед со сторонами равными длине L_D и ширине L_ш поворотной платформы.
, кг·м²
m_п = К_п т_э
Для ЭКГ-15: L_ш = 8,04м ; L_Д = 15м
т_п - масса поворотной платформы.
К_п – коэффициент пропорциональности К_п=0,48÷0,51 (примем К_п=0,5)
Тогда: m_п = К_п т_э=0,5∙672=336т=336000кг
r_п - расстояния между осью вращения экскаватора и осью проходящий через центр массы платформы.
r_п=0,5 L_D- r_п.c=0,5∙15-3,2=4,3м
где r_п.c - радиус пяты стрелы (для ЭКГ-15 он равен 3,2м).
,

Момент инерции ковша с породой и порожнего ковша определяются:
I_к+п = т_к+п
I_к = т_к ·
где r_в – максимальный радиус разгрузки экскаватора, (для ЭКГ-15 20м)
I_к+п =48000∙20²=19,2∙10⁶ кг∙м²
I_к =24000∙20²=9,6∙10⁶ кг∙м²
I_с – момент инерции стрелы экскаватора.
I_с =т_с ·r²_с
где т_с – масса стрелы
r_с – расстояния от оси вращения до середины стрелы (r_с = 9,5м).
Масса стрелы т_с определяется :
т_с =К_т ·т_э
где К_т - коэффициент массы К_т=0,07÷0,06 (примем 0,065)
т_э – масса экскаватора (раб.масса ЭКГ-15 т_э = 672т)
т_с =К_т ·т_э=0,065∙6,72∙10⁵кг=43680кг
Тогда момент инерции стрелы:
I_с =т_с · r²_с=43680∙9,5²=3,9∙10⁶ кг∙м²
Момент инерции рукояти определяется
I_р =т_р ·
где т_р – масса рукояти (17,2т=1,72∙10⁴ кг).
r_р – расстояние от оси вращения экскаватора до центра тяжести рукояти (расчет показывает, что r_р = 11,33м)
I_р =т_р· =17200∙11,33²=2,2∙10⁶ кг∙м²
Момент инерции напорного механизма определяется
I_н =т_н ·
где т_н – масса напорного механизма, т.
т_н =К_т т_э.
Для напорного механизма К_т= 0,0255 ÷ 0,026.
т_н =К_т т_э=0,026∙6,72∙10⁵=17472кг
r_н – расстояние от оси вращения экскаватора до центра тяжести напорного механизма, (примерно 3,5м).
I_н =т_н · =17472∙3,5²=0,2∙10⁶ кг∙м²
Итого моменты инерции будут равны:
I_п.г= I_п+ I_к+п+ I_с+ I_р+ I_н=14,3+19,2+3,9+2,2+0,2=39,8∙10⁶ кг∙м²
I_п.п= I_п+ I_к + I_с+ I_р+ I_н=14,3+9,6+3,9+2,2+0,2=30,2∙10⁶ кг∙м²