Расчет основного оборудования землесоса

 

Необходимо определить:

-основные  размеры черпакового устройства (черпак, цепь, барабаны, рама)4

мощность черпакового двигателя.

 

Примечание

Шаландовый способ транспортирования извлеченного грунта наиболее характерен для многочерпаковых земснарядов. Этот способ позволяет транспортировать любые грунты, в том числе и сильно засоренные, и укладывать их на каком угодно расстоянии от прорези. Удалять грунт шаландами можно как в воду, так и на берег с использованием шаландоразгружателей. Недостаток способа – необходимость использования специальных судов, самоходных или буксируемых, называемых грунтоотвозными шаландами, требующие дополнительных штатов и довольно высоких эксплуатационных расходов.

2.2 Расчет черпака

 

Геометрическая емкость черпака определяется по формуле:

 

где   коэффициент увеличения объема грунта, взрыхляющегося при заполнении черпаков.Зависит от типа грунта и плотности залегания;

коэффициент среднего заполнения черпаков;

число опоражнивающихся черпаков в минуту;

  число граней на ведущем барабане.

 

Липкие глины очень трудно и не полностью вываливаются из черпаков на верхнем барабане. Нередко опорожнение черпака происходит в то время, как он прошел грунтовый колодец и движется в перевернутом виде вниз, то есть грунт попадает на уже разработанную часть прорези. Плохая вываливаемость связных грунтов вынуждает снижать скорость черпаковой цепи, чтобы увеличить время нахождения черпака над колодцем, с одновременным уменьшением наполнения черпака. По данным практики, скорость черпаковой цепи снижается до 8 – 12 черпаков в минуту, а наполнение их до 0,4 – 0,6 их полной геометрической вместимости.

 

Основные размеры черпака устанавливаются с учетом рода разрабатываемого грунта в следующей последовательности:

 

1. вычисляется величина внутреннего вылета козырька от спинки по формуле:

 

      

где  геометрическая емкость ковша;

коэффициент, равный отношению внутреннего вылета к ребру куба, обладающего емкостью черпака (принят для Сыпучих грунтов).

2. выбор остальных величин осуществляется по формулам:

Для черпаков, предназначенных к работе на сыпучих грунтах, необходимо принимать ненее высокие значения величин , , в сочетании с более низкой величиной .

Многочерпаковый снаряд изображен на рис. 3. Проекции черпака с размерами, определяющими его форму и емкость изображены на рис. 4.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

2.3 Расчет черпаковой цепи, рамы и барабана

 

Шаг звена цепи с учетом конструктивности черпака принимается в пределах:

Шаг черпаковой цепи при условии чередования черпаков и межчерпаковых планок (майонов) составляет:

Возвышение осей отверстий в полозках и в межчерпаковых планках над опорными плоскостями определяется соотношением:

Высота межчерпаковых планок:

Высота центра тяжести черпака, находящегося на верхнем барабане, над уровнем воды вычисляется по следующей формуле:

где:  высота оси перекидного клапана над уровнем воды;

возвышение оси ведущего барабана над осью перекидного клапана;

высота центра тяжести грунта в полости черпака над осью ведущего барабана.

Высота оси перекидного клапана над уровнем воды может быть вычислена исходя из координат конечной кромки грунтового лотка, а именно по формуле:

где:  расстояние от диаметральной плоскости до конечной кромки лотка;

высота кромки лотка над уровнем воды;

угол наклона лотка.(Величины определены для шаландового способа отвода грунта).

Возвышение оси ведущего барабана над осью перекидного клапана выбирается с учетом конструктивности:

где:  коэффициент, принятый для шаландового способа отвода грунта.

Высоту центра тяжести грунта в полости черпака над осью ведущего барабана вычисляют по следующей формуле:

где  ордината центра тяжести черпака;

полувысота звена;

расстояние от оси верхнего барабана до оси звена (определяется из геометрических условий);

центральный угол, приходящийся на одну грань верхнего барабана.

Таким образом, высота центра тяжести черпака, находящегося на верхнем барабане, над уровнем воды равна:

Погружение оси нижнего барабана при наибольшей глубине черпания составляет:

где  величина, аналогичная .

Расчетное расстояние между осями барабана определяется равенством:

где  наибольший угол наклона черпаковой рамы к горизонту.

Длина бухты черпаковой цепи (от верхней до нижней точки подвеса):

где  коэффициент ослабления бухты цепи, отвечающий ее отдельному тугому натяжению (до износа пальцев и втулок).

 

Число черпаков на участках замкнутой цепи на каждом втором звене принимается:

1. на верхнем барабане:
2. на нижнем барабане:
3. между осями барабанов:
4. в бухте черпаковой цепи:
5. в замкнутой цепи:

Общая длина черпаковой цепи:

Элементы черпаковой цепи и барабана изображены на рис. 5.

Схема к определению высоты центра тяжести черпака над уровнем воды изображена на рис. 6.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

2.4 Определение мощности двигателя

 

Во время работы снаряда мощность расходуется на:

1. срезывание и зачерпывание грунта (отделение его от массива);
2. преодоление сопротивлений при заполнении черпаков;
3. подъем грунта в черпаках по черпаковой раме до верхнего барабана;
4. механические потери, возникающие в самом двигателе, передаточных механизмах и соединениях черпаковой цепи, а также при вращении черпаковых барабанов, подчерпаковых скатов;
5. преодоление сопротивления воды.

Эффективная мощность черпакового двигателя определяется по следующей формуле:

где  удельное сопротивление грунта при резании;

число черпаков в шлейфе, участвующих в резании грунта;

КПД черпакового механизма;

КПД передачи между двигателем и ведущим барабаном;

плотность грунта;

плотность воды.

Таким образом:

Проверка

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Список использованной литературы:

1. «Технический флот», методические указания по выполнению курсовой работы.

К.В. Гришанин, СПб 1992г.

2. «Водные пути», учебник. К.В. Гришанин, М 1986г.