2. Основные исходные данные

Исходными данными служат технические характеристики экскаватора. Они принимаются по трехзначному шифру (444).

№	Техническая характеристика	Номер варианта 111
1	Техническая производительность Пт, м/ч	120
2	Грунт	Пористый известняк
3	Размеры траншеи Н, В,м	1,6 0,8
4	Вид привода	Мех.
5	Число ковшей	10
6	Емкость ковша, л	70

3. Производительность из условия полного использования мощности двигателя

Мощность двигателя должна обеспечивать выполнение рабочих операций при требуемой производительности на грунте данной категории.

Основными операциями при разработке грунта ЭТР являются:

1 - копание грунта ковшами;

2 - резание грунта откосниками;

3 - подъем грунта ковшами;

4 - перемещение грунта транспортером;

5 - рабочее перемещение машины.

Для решения поставленной задачи используется уравнение мощностного баланса для рабочего режима.

N_Hk_y=∑ N_i

где N_H - номинальная мощность двигателя;

k_y- коэффициент условий работы, при длительном установившемся режиме к_y =0,9.

4. Условие резания грунта. Полезные сопротивления

4.1 Определение частоты вращения ротора

n_р =(0,4-0,6)

n_kp30/π*(g/R_p)^1/2=25,3 об/мин,

п_р =0,5*25,5 = 12,65 об/ мин

4.2 Нахождение скорости резания грунта.

V_окр= π п_р R_p/30=3.14*12,65*1,4/30= 1,85 (м/с),

Важной характеристикой резания является величина подачи ротора на забой, приходящийся на 1 ковш:

с =Пт/z_kn_p60F_тр=120/10*12,65*60*2*1,28= 0,012 (м),

4.3 Определение полезных сопротивлений

К этой группе относятся сопротивления копанию грунта и наполнению ковшей, а также работа по перемещению грунта к месту выгрузки. Наибольший вклад вносит сопротивление копанию, определяемое через его касательную составляющую Р01. Интерес представляют три значения:

1. Р_01∑cp - усредненное суммарное в пределах поворота ротора на угловой шаг а₁=2π /z_к- 36° - для уточнения тяговых характеристик. Определяется из условия:

Р_01∑cp =П_тк₁/367*V_окр= П_тк_1/678,9=0.0014 П_тк₁

N₁ - мощность двигателя, необходимая для копания грунта:

= 1/0,8*0,8 * 120*2*10⁴*1/367*10³=10,2 кВт,

где η_р - КПД ротора, η_p=0,8;

η_пр -КПД привода ротора;

k₁ - коэффициент удельного сопротивления копанию;

N₂=0

так как откосники не используются для резания грунта.

N₃ - мощность двигателя, необходимая для подъема грунта ковшами:

=1/0,8*0,8*120*1700/367*10³ (0,8+2/3*1,4)=1,5 кВт

где у- плотность грунта, у =1700 (кг/м³);

Н_о - расстояние от поверхности земли до точки выгрузки - середины ковша, находящегося в верхнем положении.

N₄ - мощность двигателя, потребляемая приводом транспортера:

N₄=(0,045-0,06) П_г = 6,0 кВт,

N₅ - мощность двигателя, затрачиваемая на рабочее перемещение экскаватора:

N₅=(0,01-0,015) П_г = 1,2 кВт,

(10,2+1,5+6,0+1,2)/0.9=22 кВт

на основании полученного значения подбираем базовый тягач:

Трактор с мощностью двигателя равной 37 кВт.

2. P`_01max - максимальное сопротивление, действующее на один ковш:

P`_01max=5*10⁵*0.8*0.012*1=480 H

a_k=0.5π+arctg(H/Rp-1)=98,14°;

n₃=98,14/36=2,72 (ковшей)

Для определения P`_01∑max строим график изменения Р в интервале углового шага, т. е. вступления в работу двух последовательно расположенных ковшей.

а	0	36	54	90	∑
sina	0	0,58	0,8	1	2,38

а	8,14	44,14	80,14	98,14	∑
sina	0,14	0,69	0,98	0,989	2,79

Находим min точку: 2,79-0,989=1,8

Находим промежуточное положение:

а	10	46	82	∑
sina	0,174	0,71	0,99	1,87

а	15	51	87	∑
sina	0,259	0,77	0,998	2,775