Автор работы: Пользователь скрыл имя, 28 Марта 2015 в 15:30, курсовая работа
Конструкция режущего инструмента и его расположение на ковшах экскаваторов. Рабочий орган роторного траншейного экскаватора, оснащенный сменными зубьями. Кинематическая схема экскаватора.
Введение 5
1 Конструкции режущего инструмента роторных траншейных экскаваторов 11
2 Особенность функционирования режущего инструмента роторного траншейного экскаватора 18
3 Расчет параметров ЭТР-223 23
3.1 Производительность 23
3.2 Определение технической производительности 24
3.3 Мощность, затрачиваемая на работу ротора 24
3.4 Определение сил сопротивления копанию 26
3.5 Усилия, действующие на опорные элементы экскаватора 27
Заключение 30
Список литературы 31
Приложение А: Типы расстановок зубьев режущего инструмента роторных траншейных экскаваторов
Приложение Б: Чертеж режущего инструмента
Введение
Экскаваторы непрерывного действия разработку, транспортирование и разгрузку грунта производят одновременно и непрерывно. По сравнению с машинами цикличного действия они обеспечивают более высокую производительность, их успешно применяют при больших объемах вскрышных работ, добыче полезных ископаемых, рытье траншей, каналов, профилировании откосов и других земляных работах (рис.1).
Рисунок 1 Классификация многоковшовых экскаваторов
По способу работы экскаваторы непрерывного действия разделяют на машины продольного, радиального и поперечного копания, по виду рабочего оборудования — на цепные (скребковые и ковшовые), шнековые и роторные, по ходовому устройству — на гусеничные, колесно-рельсовые, шагающие, пневмоколесные; иногда экскавационное оборудование может быть смонтировало на автомобилях или тракторах (рис. 2 и 3).
Цепные ковшовые экскаваторы небольших моделей используются в карьерах и на складах сырья кирпичных заводов. Экскаваторы, оснащенные телескопической системой связи с гусеничной опорой (рис. 2, г), применяют для очистки мелиоративных каналов. Цепные ковшовые экскаваторы с вертикальной ковшовой рамой (рис. 3 д) могут разрабатывать не толькотраншеи, но и котлованы с вертикальными стенками. Навесным цепным скребковым траншейным оборудованием на тракторе «Беларусь» (рис. 3, и)
а…г, ж, з – неповоротные цепные; д, е, и, к - поворотные цепные; л – роторные с выдвижной стрелой; м, н – роторные с невыдвижной стрелой; 1 – ковшовая рама; 2 – планирующее поворотное звено ковшовой рамы; 3 – ковш; 4 – цепь; 5 – приемный желоб.
Рисунок 2 Конструктивные схемы цепных экскаваторов поперечного копания и роторных радиального копания:
а…д, ж, з – ковшовых; е, и – скребковых
Рисунок 3 Конструктивные схемы траншейных экскаваторов продольного копания:
Разрабатывают траншеи глубиной до 1,6 м, шириной до 0,4 м. Грунт, разрабатываемый и поднимаемый скребками, перемешается горизонтальными шнеками по обе стороны от траншеи. Двухроторный каналокопатель (рис. 4) служит для разработки каналов глубиной до 1,7 м с заложением откосов 1 : 1.
Рисунок 4 Роторные траншейные экскаваторы
В качестве рабочего органа цепных траншейных экскаваторов кроме ковшей применяют плужки, скребки и резцы, а также дополнительные к основным шнековые рабочие органы для разработки откосовили для перемещения разработанного грунта. Большее количество ковшей, скребков и других рабочих органов обеспечивает непрерывность работы экскаватора.
Количество ссыпок разгружаемых ковшей составляет 0,5 ... 3 в секунду и грунт перемещается непрерывной струей. Использование в качестве рабочих органов скребков обеспечивает 220 и более разгрузок в минуту. Kpoме того, большое количество рабочих органов уменьшает усилие на одном ковше к инерционные нагрузки, обеспечивает лучшее использование транспортных средств, снижает ударные нагрузки на них при заполнении и повышает производительность машины. Многие из этих машин имеют более высокие удельные усилия на сечения стружки, обычно составляющие не менее 0,7 МПа, а у машин с повышенным усилием копания не менее 1,2...1,5 МПа, что дает возможность разрабатывать ими мерзлые грунты.. Цепные экскаваторы обеспечивают прямолинейность траектории работающих ковшей ипоэтому точно планируют откосы.
Однако эти экскаваторы не могут разрабатывать взорванную скалу даже при хорошо выполненных взрывных работах и мелких, кусках скалы вследствие быстрого износа транспортерных резиновых лент. Кроме того, большое количество шарниров цепей ковшовой рамы, особенно при большой длине последней и трении их при огибании нижних и особенно верхних звездочек под большой на грузкой, снижает коэффициент полезного действия рабочего органа до 0.62...0.65, увеличивает износ цепей и необходимую мощность привода.
Силовым оборудованием экскаваторов являются двигатели внутреннего сгорания или электрические двигатели. Отдельные механизмы, как правило, оснащаются индивидуальным электрическим или гидравлическим приводом.
Следует также отметить, что большое количество элементов конструкции, удаленных друг от друга на значительное расстояние, у цепных экскаваторов поперечного копания и вскрышных роторных экскаваторов радиального копания — не менее 3...4 перегрузочных устройств, большое число основных и вспомогательных двигателей, удаленное от водителя разгрузочное устройство требу ют увеличения числа обслуживающею персонала до 5...7, а на крупных машинах - до 8...10 чел. Это особенно необходимо при вязких грунтах, требующих периодических остановок для очистки перегрузочных систем, несмотря на наличие в машинах специальных механизмов для постоянной очистки конвейерных лент и перегрузочных устройств от налипания.
В строительстве наиболее широко применяют многоковшовые экскаваторы непрерывного действия продольного копания, как роторные, так и цельные средней и малой мощности.
Карьерные экскаваторы радиального копания, выполняемые на базе одноковшовых экскаваторов, в 1,5...1.7 раза производительнее базовых одноковшовых машин такой же массы. Их годовая производительность на 1 т массы - порядка 12000 м кубических против одно ковшовых экскаваторов, имеющих выработку 7000...8000 . Производительность их в грунтах средней прочности на 1 кВт мощности составляет 2,5...6 /ч против 0.8...1.85 /ч, а расход энергии снижается на 20...25%. Глубина забоя для малых моделей составляет 4...8 м. для средних 10...20 и для мощных 20...60 м. Высота забоя обычно меньше глубины на 20...30%.
Для обработки тупиковых «забое» и разработки с одною уступа попеременно верхнего и нижнего забоев многоковшовые экскаваторы выполняют полноповоротными верхнего и нижнего копания ( рис.2. д. е. и. к).Они становится более универсальными, но при этом на 15...25% увеличиваются их масса и на 10...15% габариты.
Конструкция режущего инструмента и его расположение на ковшах экскаваторов в значительной степени определяют их производительность, надежность и долговечность.
Рабочий орган роторного траншейного экскаватора, оснащенный сменными зубьями, должен обеспечивать:
3)способность быстро
сменить изношенный режущий инструмент.
На чертеже в приложении приведены принципиальные
схемы развертки ротора траншейного экскаватора,
иллюстрирующие три типа расстановки
зубьев на его ковшах. Вертикальные линии
на верхних и нижних схемах показывают
линию реза (вертикальную проекцию траектории
движения зуба). Пересекающие их дугообразные
линии вверху являются условный обозначением
арки ковша, а внизу показывают выход из
забоя условных кривых, проведенных через
вершины зубьев параллельно передней
кромке арки каждого ковша. При прочерчивании
схем во всех случаях приняты одинаковыми
ширина траншеи, размеры ротора, скорости
его вращения и подачи.
Первым моделям отечественных экскаваторов была присуща расстановка рабочего инструмента по схеме 1,называемой шахматной расстановкой. При этом в забое одновременно находится большое число зубьев, в результате чего доля общего окружного усилия на роторе, приходящаяся на зуб, незначительна и не позволяет ему разрабатывать плотные грунты- В процессе открытия траншей таким ротором каждый зуб срезает тонкую стружку в при ее отделении преобладают деформации лобового сжатия и смятия грунта со значительными потерями мощности на трение контактирующей поверхности зубьев с забоем, поэтому такой способ разработки грунта является наиболее энергоемким.
В нормальных летних условиях экскаваторы с шахматной расстановкой зубьев разрабатывали глинистые грунты Ш—IV категории с большим трудом, а при промерзании поверхности грунта на 0,15—0,20 м работа экскаваторов прекращалась вследствие перегрузки двигателя.
Конструкция режущего инструмента и его расположение на ковшах экскаваторов в значительной степени определяют их производительность, надежность и долговечность.
Начиная с 1955- 1956 гг. зубья на ковшах роторных траншейных экскаваторов расставляются по схеме 2, названной ступенчато-шахматной расстановкой. Согласно этой схеме ковши на роторе разделяются на две или три группы (в зависимости от диаметра ротора), причем в пределах каждой из них зубья на ковшах устанавливаются в определенном порядке, одинаковым с другой группой. При этом вся ширина забоя траншей распределяется между зубьями каждой группы таким образом, что каждый зуб разрабатывает определенный, предназначенный только ему, участок ширины забоя. В результате подача на зуб увеличивается, и он начинает работать методом одновременного скалывания и среза грунта, наиболее выгодным по затрате энергии.
Уменьшение числа зубьев, одновременно находящихся в забое, приводит к увеличению усилия, приходящегося на зуб, и обеспечивает таким образом разработку более прочных грунтов. Одновременно увеличиваются требования к жесткости и прочности самого ротора. Ротор, отвечающий этим требованиям, получил название РОУ — рабочий орган усиленный.
Сейчас рабочими органами такого типа оснащены все отечественные роторные траншейные экскаваторы, разрабатывающие грунты I—IV категорий.
Однако разработка более прочных грунтов (например, мерзлых) ротором с расстановкой зубьев по схеме 2 все же затруднительна. Для этой цели применяется сменный ротор, предназначенный для разрушения прочных и мерзлых грунтов методом «ручного скола», иллюстрируемый схемой 3. По этой схеме расстановка зубьев на ковшах ротора производится вступенчато-шахматном порядке с той лишь разницей, что ковши на роторе составляют только одну группу и в каждой линии реза (ряду) работает только один зуб, срезающей стружку большого сечения.
Доведение общего числа зубьев на роторе и в забое до минимально возможного обусловливает снижение потерь на трение и смятие грунта, повышает долю общего усилия, приходящегося на зуб, и обеспечивает таким образом эффективную работу экскаваторов в тяжелых грунтовых условиях при полной глубине промерзания и траншее.
Поскольку с заменой шахматной расстановки на ступенчато-шахматную усилия, приходящиеся на каждый зуб экскаватора, возросли, появилась необходимость в более прочной, конструкции зуба.
Применявшийся прежде зуб представлял собой изогнутую пластину из пружинной стали 60С2, расширенную в рабочей части и крепящуюся к ковшу двумя болтами. При этом замена изношенного зуба была затруднена ввиду деформации и коррозии болтового соединения. Кроме того, отверстия под болты ослабляли тело зуба, приводя часто к его поломкам. Зуб новой конструкции, обладая значительно большей жесткостью и прочностью, вставляется хвостовой клинообразной частью в соответствующей формы карман, приваренный к арке ковша. Плотная посадка хвостовика зуба в карман обеспечивается силами резаная. Для предотвращения выпадения зуба при транспортном ходе экскаватора в отверстие на конце его хвостовой части вставляется шплинт. При износе зуба шплинт вынимается и зуб выбивается из кармана ударом кувалды по хвостовику. Ввиду того, что зубья работают в тяжелых условиях интенсивного абразивного износа, их режущую грань необходимо армировать износостойким материалом. До последнего времени была наиболее распространена наплавка электродами марки ВСН-6 в ВСН-8. При этом зубья экскаваторов штампуются на стали 60C2, закаливаются до твердости HRC = 38 - 42, после чего их режущая грань наплавляется сначала электродами марки ВСН-6 в два слоя, затем марки ВСН-8 также в два слоя общей толщиной не менее 6,5 мм.
Интенсивность изнашивания режущего инструмента зависит от абразивных свойств грунта и может изменяться в очень широких пределах. Например, при разработке траншей в суглинистых и супесчаных грунтах I - II категории роторным траншейным экскаватором типа ЭР-7А комплект зубьев изнашивается на 30—40 тыс.метров кубических вырытого грунта, в песчаных грунтах — на 10—15 тыс. м3, а в мёрзлом песчаном грунте — иногда лишь на 200—300 метров кубических, что соответствует примерно 100—150 м вырытой траншеи.
Изнашивающая способность мерзлых грунтов в сравнении с теми же грунтами, находящимися в обычном состоянии, иногда увеличивается в 40 -50 раз. Это обстоятельство объясняется увеличением степени закрепленности абразивных частиц грунта.
Дальнейшее повышение стойкости инструмента возможно за счет многократного повышения его твердости, которая должно быть большей (илипо крайней мере равна) твердости абразивных частиц грунта. Такое повышенно твердости зубьев достигается путем армирования их режущей части пластинками металлокерамических сплавов.
Информация о работе Расчет роторного траншейного экскаватора