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

Рис. 31. Схема расчета усилий, действующих на стрелу.

X

Рис. 32. Схема расчета инерционных усилий, дей­ ствующих на пяту стрелы.

Инерционный крутящий момент в общем виде может быть определен:

где I — момент инерции вращающихся масс, кг-см/сек2; г — радиус вращения, м;

g — ускорение силы тяжести, м/сек2.

Суммарный инерционный изгибающий момент в сечении I—I от масс ковша и рукояти будет [14]:

О

Инерционный изгибающий момент в пяте стрелы от действия центробежной силы массы стрелы

Кроме того, нижнюю часть стрелы — пяту — следует про­ верить на максимальный скручивающий момент при копании. Для расчета принимается: рукоять максимально вытянута

формулу (5.6) вместо момента статического подставляется

Р а с ч е т с т р е л ы э к с к а в а т о р а с г и д р а в л и ч е с к и м п р и в о д о м

Стрелы по конструкции и способу крепления подъемного цилиндра подразделяются на 4 типа:

1.Стрела Г-образная, подъемный цилиндр расположен перед пятой стрелы.

2.Тоже Г-образная, подъемный цилиндр расположен за стрелой.

3.Стрела прямая, цилиндр — перед пятой.

4.Тоже прямая, цилиндр — сзади стрелы.

134

Г-образная стрела по конструкции может быть неразъем­ ной и разъемной.

П р я м а я л о п а т а

1.Рукоять перпендикулярна стреле, стрела находится под минимальным углом, копание производится на уровне сто­ янки экскаватора цилиндром рукояти.

2.Рукоять под углом 45°, копание осуществляется цилин­ драми рукояти и стрелы.

3.Рукоять вытянута на полную длину горизонтально, ко­ пание заканчивается, ковш наполнен грунтом; в работе од­ новременно участвуют цилиндр рукояти и стрелы.

4.Поворот ковша в сторону разгрузки при горизонталь­ ном положении рукояти и наполненном ковше.

Действующие силы усилия на штоке цилиндра рукояти Sp, штоке подъема стрелы Snc и реактивная сила в шарнире крепления рукояти к стреле Smp рассчитываются по форму­ лам (5.27), (5.28). Направление их в каждом положении стрелы и рукояти определяется отдельно. На рис. 33 приве­ дена расчетная схема для 2-го положения.

Рис. 33. Схема расчета Г-образной стрелы с гидропри­ водом.

135

Опасными сечениями являются:

I— I — место крепления штока стрелового цилиндра. II— II — крепление рукояти к стреле.

III— III — середина стойки Г-образной стрелы. IV— IV — у пяты стрелы.

Сечения I—I и II—II рассчитывают на изгиб от действия сил Sp, Src и Snip, приложенных в вертикальной плоскости. Сжатие от этих же сил, действующих в горизонтальной пло­ скости, и кручение определяют от внецентренного усилия ре­

Знак ± зависит от места установки цилиндров и приложе­ ния реактивных сил.

Напряжения в сечении IV определяются для случая сто­ порения и кручения от действия боковой силы Рб. Кроме то­ го, это сечение должно быть проверено при повороте плат­ формы с рабочим оборудованием по IV положению нагру­ жений.

136

С т р е л а д р а г л а й н а

Выбор размеров стрелы можно провести [9, 11] в соот­ ветствии с рис. 34. Наиболее простой и легкой является рас­ косная решетка (рис. 346) с углом ß= 30—45°.

к- §£.■ —

п~22~ 30

£с

12

St

Рис. 34. Схема для определения размеров стрелы драглайна: а) внешние размеры стрелы; б) размеры решетки.

Предварительный выбор сечений уголков для стрелы мо­ жно сделать по величине радиуса инерции, который опреде­ ляется по следующему выражению:

137

П р о в е р о ч н ы й р а с ч е т с т р е л ы рекомендуется про­

R'rnin от пяты стрелы. На стрелу действует усилие Sn в подъ­ емном канате и вес стрелы Gc.

138

II положение. Ковш с грунтом находится на расстоянии R"min от головы стрелы. На стрелу действуют усилие Sn в подъемном канате, вес стрелы Gc, центробежная сила F4 от поворота стрелы со скоростью со, силы инерции стрелы F„c и ковша с грунтом F„K+rp при разгоне (торможении) с ускоре­ нием е. Силу инерции ковша с грунтом при повороте можно не учитывать, так как она воспринимается тяговым канатом и на стрелу не передается.

Значения R'min и R"mm находятся из схемы рабочего обо­ рудования после общего расчета экскаватора и выбора кон­ струкции ковша.

Для I -положения Sn может быть получена из уравнения колебания ковша -в момент отрыва от грунта. В этом случае учитывается масса ковша

*х+гр

тк+гр —

ав качестве упругих элементов — подъемный и тяговый ка­

наты. Податливость подвески стрелы можно не принимать во внимание, так как для положения I углы между осью стре­ лы и направлением ветвей подъемного каната на голове стре­ лы близки между собой.

В это-м случае максимальное усилие в подъемном канате определяется [22] по формуле:

Здесь первое слагаемое — нагрузка отвеса ковша, вторая — дополнительная нагрузка от колебаний -ковша при подъеме;

Ѵі — скорость подъема;

Сі и С2— соответственно линейные жесткости подъемного и тягового канатов;

Kj и Кг — частоты колебаний.

Для положения II усилие Sn принимается равным -стопор­ ному усилию двигателя. Положение центра тяжести ковша (направление подъемного каната) для этого случая о-преде-

139

равнодействующей сил, приложенных « голове стрелы по на­

Здесь F — сечение поясов стрелы;

М„ и Миг — изгибающие моменты в вертикальной и гори­ зонтальной плоскости;

W и W )— соответствующие им -моменты сопротивления изгибу;

где р і— коэффициент, учитывающий условия опирания стре­ лы (рі = 1 — для устойчивости -в вертикальной плоскости, Рі==2 — в горизонтальной);

140