Файл: Родин И.И. Проектирование одноковшовых строительных экскаваторов учеб. пособие.pdf

Потери давления в цилиндре создаются манжетными уп­ лотнениями штока Rni, сопротивлением от вытекания масла RMиз противоположной полости, трением манжетных уплот­ нений поршня Rn:

ц — коэффициент трения манжет о рабочую поверхность штока.

Усилие трения манжета поршня подсчитывается по этой же формуле. В случае применения металлических поршневых колец усилие трения подсчитывается по формуле:

Здесь рп — давлениеподпора в кгс/см2, которое в случае слива через золотник в бак равно гидростатическому со­ противлению магистрали слива.

81

Потери давления трения манжетов о шток и стенки ци­ линдров практически составляют до 10% от силы на штоке.

Путевые потери давления определяются для трубопрово­ дов длиной /^lOOd, у трубопроводов /^lOOd потери давле­ ния незначительны, и ими можно пренебречь.

§ 5а. Выбор параметров поворотного механизма

Правильный выбор параметров поворотного механизма и конструкции опорно-поворотного устройства оказывает боль­ шое влияние на производительность экскаватора и его рабо­ тоспособность.

В общей продолжительности цикла время поворота одно­ ковшовых строительных и карьерных экскаваторов обычно со­ ставляет от 50 до 70%, а вскрышных — до 80%. Простои экскаватора в ремонте вследствие отказа деталей поворотно­ го механизма составляют 20—25% общего простоя нахож­ дения машины в ремонте или от 4 до 6% годового баланса времени.

82

Поэтому при проектировании экскаватора следует уде­ лить особое внимание выбору тех параметров, которые в первую очередь влияют на повышение производительности и снижение динамических нагрузок: окружной скорости и ус­ корения.

Выбирая их, следует помнить, что сокращение времени поворота за счет произвольного увеличения скорости не все­ гда приводит к желаемым результатам. Часто вместо ожида­ емого уменьшения продолжительность поворота увеличива­ ется. Это объясняется тем, что между временем поворота и скоростью при прочих неизменных параметрах экскаватора существует параболическая зависимость и оптимальное зна­ чение скорости, при которой продолжительность поворота имеет минимальное значение (рис. 20).

Рис. 20. Зависимость времени t поворота от максималь­ ной скорости.

83

ßугол поворота, рад;

т]т — коэффициент полезного действия механизмов.

При определении оптимальных параметров могут встре­ титься четыре случая расчета.

1. Привод экскаватора одномоторный. Известны макси­ мальная мощность двигателя N и крутящий момент Мтах на преодоление всех сопротивлений, угол поворота ß, момент инерции вращающейся массы относительно оси поворота I и приведенный момент инерции Іп относительно вала двига­ теля. Определить остальные параметры, т. е. угловую ско­

2.Угловая скорость поворота сотах принята по аналогич­ ной машине, известны I, Іп й ß. Определить остальные пара­ метры N, Mmax, tp, tT, обеспечивающие минимальную продол­ жительность поворота tn.

3.Привод многомоторный. Известны I, Іп и ß. Выбрать остальные параметры сотах, етах, tp, tT, обеспечивающие за­ данную продолжительность поворота tn при минимальных значениях N и М.

4.Определить параметры поворота, исходя из условий прочности рабочего оборудования. Известны ускорение етах, угол поворота ß и моменты инерции I.

Мощность двигателя поворота определяется из условия преодоления внешних сопротивлений, разгона якоря двига­ теля, механизмов поворота и разгона поворотной платфор­ мы. Для определения крутящего момента составляют урав­ нение суммы моментов сил:

где М0 — момент внешних сопротивлений поворота экскава­ тора;

М„ — момент, затрачиваемый на разгон якоря и механиз­ мов поворота;

Мд — момент, необходимый на разгон платформы.

Внешние сопротивления складываются из двух составля­ ющих:

84

ротного устройства, когда оси опорных катков закреплены на поворотной платформе, вычислим по формуле:

Сопротивление воздуха для небольших строительных эк­ скаваторов представляет незначительную величину по срав­ нению с другими моментами, и его можно не учитывать. Обычно величина внешних сопротивлений Мс для одноков­ шовых одномоторных экскаваторов с многокатковым опор­ ным устройством составляет 3—8% от полного момента Мк, действующего на механизм поворота, и от 8 до 10%— для экскаваторов большой мощности.

Сумма моментов внешних сопротивлений и на разгон яко­ ря двигателя, по данным исследований Н. Г. Домбровского, составляет:

МС';-КМИ= (0,15 4 0 ,3 5 )Мк .

При расчете принимается средняя величина

Мс -Ь Ми = 0,15 Мк .

Тогда момент, необходимый на разгон платформы, будет:

Зная внешние сопротивления, определим максимальный крутящий момент

85