Ирина Эланс

Автор который поможет с любыми образовательными и учебными заданиями

Мелиоративные машины - каналокопатели

ВВЕДЕНИЕ

Основной отраслью народного хозяйства в Республике Беларусь является сельское хозяйство. Большое внимание для получения больших урожаев уделяется по улучшению земель. Этим вопросом занимается мелиоративное хозяйство.

Мелиорация земель – важнейшая народно-хозяйственная задача, достижение которой ведет к обеспечению устойчивости высоких урожаев и повышение благосостояния нации.

Основной целью сельскохозяйственной мелиорации является создание оптимальных условий для производства продукции сельского хозяйства и, в первую очередь, продукции растениеводства.

Для повышения продуктивности мелиорированных земель за счет более широкого использования их потенциала в сфере сельскохозяйственного производства, проведения мелиоративных мероприятий и осушения высокоплодородных земель, на основании статьи 9 Закона Республики Беларусь «О мелиорации земель» и в соответствии с Государственной программой сохранения и использования мелиорированных земель на 2011 - 2015 годы.

Для обеспечения проектных норм осушения построен сложный комплекс гидротехнических сооружений, который включает 14 тысяч километров каналов и водоприемников, 338 мостов, 301 шлюз-регулятор, 1112 труб-регуляторов, 4367 труб-переездов. Программой на пятилетку определены следующие мероприятия:

- ремонтно-эксплуатационные работы, предусматривающие ежегодный ремонт и техническое обслуживание мелиоративных систем на площади 230 тысяч гектаров, стоимостью 16 млрд. рублей;

- агромелиоративные работы на ранее осушенных сельхозугодиях, площадью 16,7 тысячи гектаров, стоимость работ составляет 24,2 млрд. рублей;
- реконструкция и восстановление осушительных и осушительно-увлажнительных систем. Согласно материалам инвентаризации, мелиоративные системы на площади 57 тысяч гектаров требуют реконструкции. Предусматривается проведение работ на площади 44,6 тысячи гектаров стоимостью 243 млрд. рублей. Реконструкция и восстановление оросительных систем намечена на площади 656 гектаров. Для этих целей направляется 9 млрд. рублей. Реконструкция и восстановление основных сооружений на мелиоративных и водохозяйственных системах обойдется в 15 млрд. рублей.

Современное сельскохозяйственное производство требует осуществления различных мелиоративных мероприятий, одним из которых является устройство открытой осушительной сети. Двухфрезерные каналокопатели – одни из основных машин для нарезки открытых каналов. Двухфрезерные каналокопателями можно работать на торфяных и минеральных грунтах, с содержащих камней не более 80 мм, а также с включением древесной растительности.

Кроме повышения производительности труда на земляных работах экскаваторы непрерывного действия обеспечивают также улучшение качества выполняемых работ. В частности, при прокладке каналов экскаваторами непрерывного действия полностью ликвидируются ручные доделочные работы. Перечисленные преимущества экскаваторов непрерывного действия обусловливают постоянное увеличение их удельного веса в общем парке землеройных машин. На землеройных машинах непрерывного действия существенно облегчен труд машинистов; они лишь наблюдают за правильностью выполнения рабочих процессов и периодически изменяют режимы работы механизмов.

Наряду с указанными выше преимуществами экскаваторы непрерывного действия имеют недостаток - малую универсальность и большую металлоемкость.

Каждый экскаватор непрерывного действия предназначен для выполнения определенных операций и, его нельзя использовать на других работах, как одноковшовые экскаваторы.

Курсовой проект выполняется на основании задания по курсовому проектированию

1 АНАЛИТИЧЕСКИЙ ОБЗОР СУЩЕСТВУЮЩИХ

КОНСТРУКЦИЙ

Экскаваторы-каналокопатели предназначены для рытья за один проход каналов полного профиля, нетребующих доработок дна и откосов.

Классификация каналокопателей представлена на рисунке 1.1 [2].

Рисунок 1.1 Классификация каналокопателей

Экскаватор-каналокопатель ЭТР-125А [2] (рисунок 1.2) предназначен для устройства за один проход осушительных каналов глубиной до 1,4 м с заложением откосов 1:1 в торфяных грунтах с наличием погребенной, разложившейся древесины при переустройстве осушительных систем. На вновь осушаемых торфяных грунтах каналокопатель может применяться при условии их предварительной подсушки и при промерзании до 15 см в зимних условиях. В минеральных грунтах первой категории каналокопатель может работать при наличии камней размером не более 80 мм.

Экскаватор-каналокопатель навешивается на трактор Т-130МБГ-3, оборудованный гидросистемой и механизмом задней навески, в котором верхняя тяга заменена гидроцилиндром. Навесное оборудование включает рабочий орган, трансмиссию, раму, ходоуменшитель 18, гидросистему, фиксирующее устройство, механизмы управления 4 и уширитель 24 гусениц. Рабочий орган состоит из двухотвального клина 12 и симметрично расположенных по его бокам под углом 45° к горизонту двух дисковых фрез 13 и 21.

Рисунок 1.2 –Экскаватор-каналокопатель ЭТР-125А

1 - противовес, 2-рама противовеса, 3-трактор, 4-механизм управления, 5-гидроцилиндр, 6-фиксирующее устройство, 7,9-муфты, 8,20-конические редукторы, 10-рыхлители, 11-планетарный редуктор, 12-двухотвальный клин, 13,21-дисковые фрезы, 14-рама, 15-пальцы-шарниры, 16-раздаточная коробка, 17-карданная передача, 18-ходоуменшитель, 19-гидросистема, 22-лопатка, 23-режущий нож, 24-гусеница уширенная.

Фрезы получают вращение от вала отбора мощности трактора через трансмиссию, состоящую из промежуточного вала ходоуменшителя18, карданной передачи 17, раздаточной коробки 16, муфт 7, 9, конических редукторов 8, 20 и планетарных редукторов 11. Все основные сборочные единицы рабочего органа в трансмиссии крепятся к раме 14, являющейся главным несущим элементом.

Рама 14 присоединяется к нижним тягам тракторной навески и к гидроцилиндру 5 с помощью трех пальцев-шарниров 15.

Достоинство конструкции отсутствие кавальеров; недостатком данной – необходимость применения базового трактора с двигателем высокой мощности.

Кинематическая схема каналокопателя показана на рис. 1.3

Рисунок. 1.3 –Кинематическая схема экскаватора ЭТР-125А

1-двигатель, 2-сцепление, 3-каробка передач трактора, 4-задний мост, 5-движитель, 6-ходоуменшитель, 7-карданная передача, 8-раздаточный редуктор, 9-карданная муфта, 10, 14-конические редукторы, 11-планетарный редуктор, 12-фреза, 13-предохранительная муфта.

Экскаватор - каналокопатель ЭТР-173 (рисунок 1.4) —самоходная машина, предназначенная для устройства за один проход осушительных каналов глубиной до 1,7 м с заложением откосов 1:1. Основными сборочными единицами являются самоходное шасси 1, рабочий орган 4, рама навески 5, гидравлическая система 2, вспомогательное оборудование и механизмы управления.

В каналокопателе ЭТР-173 применен объемный гидропривод всех механизмов, включая механизмы рабочего и транспортного перемещения машины. В передней части специального базового шасси, вынесенной вперед для уравновешивания рабочего органа, расположена силовая станция, включающая двигатель ЯМЗ-238Г, раздаточный редуктор и насосную станцию. Гусеничный движитель 6 машины многоопорный, жесткого типа.

Рисунок 1.4 – Общий вид экскаватора-каналокопателя ЭТР-173

Рисунок. 1.5–Кинематическая схема трансмиссии экскаватора-каналокопателя ЭТР-173

а – правый привод гусеничного движителя; б – редуктор привода насосов; в – правый привод фрезы; г – левый привод гусеничного движителя; д – левый привод фрезы.

Силовой агрегат состоит из двигателя 1 (рисунок 1.5) со сцеплением, системами охлаждения, предпускового подогрева и топливной системой. В состав силовой передачи входят также редуктор II привода насосов, коробка передач III привода фрезы с планетарным редуктором IV, коробка передач VI с планетарным редуктором V привода ведущей звездочки 6 гусеничного хода.

Насосной станцией обеспечивается гидравлический привод всех агрегатов и механизмов силовой передачи каналокопателя. Она включает:

1) два насоса-мотора 21 (рисунок 1.5) модели 210.32.13.21 с подачей 240 л/мин, которые питают гидромоторы 13 привода гусеничного хода в транспортном режиме или гидромоторы 33 привода фрезы в рабочем режиме;

2) насос 24 модели 207.20.19.1 подачей до 84 л/мин, который питает гидромоторы 13 привода гусениц хода в рабочем режиме. Это позволяет получить скорости передвижения в делах 0,006...0,16 м/с. Регулирование подачи насоса осуществляется вручную или автоматически. Переключение управления насосом 24 с ручного автоматический режим производится с помощью золотника, установление кабине. Верхнее положение рукоятки золотника соответствует ручному, а нижнее — автоматическому управлению скоростью передвижения машины;

3) насосы 25 (рисунок 1.5) модели 5Г12-24А. Одним из них (с подачей 64 л/мин) создается избыточное давление во всасывающих магистралью насосов и компенсируются утечки через дренажи; вторым (с подачей 6,4 л/мин) — с помощью ручного управления изменяется подача насоса 24;

4) насос 23 модели 210.16.12.01 с подачей 44 л/мин питает гидроцилиндры подъема и гидроцилиндр поворота рабочего органа;

5) насосом 22 модели Г12-33 с подачей обеспечивается принудительное смазывание зубчатых колес редуктора привода насосов и охлаждение масла.

Гидросистема каналокопателя ЭТР - 173 предназначена для обеспечения боты приводов рабочего и транспортного передвижения машины, рабочего органа, установочных перемещений рабочего органа, вентилятора обдува теплообменника, переключения скоростей бортовых редукторов, механизма включения стояночных тормозов, ручного и автоматического регулирования скорости передвижения машины в рабочем режиме в зависимости от загрузки фрез рабочего органа.

Привод передвижения машины привод рабочего органа представляет гидропередачи по замкнутым схемам общей магистралью низкого давления и общей подпиткой.

Рабочий орган 4 (рисунок 1.5) двух фрезерного каналокопателя по конструкции аналогичен рабочему органу каналокопателя ЭТР-125А и представляет собой двухотвальный зачистной нож с двумя фрезами диаметром 3000 мм. Фрезы расположены под углом 45° к горизонту и предназначены для резания грунта, выноса и разбрасывания его по обе стороны от прокладываемого канала.

Навешивается рабочий орган на самоходные шасси 1 с помощью навесной системы, предназначенной для установки рабочего органа в рабочее и транспортное положение и для регулировки глубины канала. Она состоит из рамы навески 5 и гидравлического механизма (гидроцилиндров подъема 2 и разворота 3 рабочего органа).

Управление каналокопателем осуществляется из кабины самоходного шасси.

2 ВЫБОР И ОПИСАНИЕ КОНСТРУКЦИИ

ПРОЕКТИРУЕМОЙ МАШИНЫ

По исходным данным курсового проекта: производительность 250 м3/ч; глубина канала 1,4 м; канал параболический y=0,7; грунт 1-й категории (торф с древесными включениями); привод фрез от BOM. По техническим характеристикам экскаваторов-каналокопателей принимаем в качестве аналога конструкцию двухфрезерного каналокопателя ЭТР-153, принимаем базовый тягач ДТ-75Б.

За основу проектируемого каналокопателя взят двухфрезерный каналокопатель ЭТР-153 (рис 2.1). Каналокопатель предназначен для устройства за один проход осушительных каналов параболического сечения (y=0,7 x2), глубиной до 1,4 м в торфяных грунтах с наличием погребенной древесины при переустройстве осушительных систем. Экскаватор – каналокопатель навешивается на трактор Т-130 МБГ -3 , оборудованный гидросистемой и механизмом задней навески, в которой вместо верхней тяги гидроцилиндр. Навесное оборудование состоит из рабочего органа, привода, рамы 6, ходоуменьшителя 2, гидросистемы, фиксирующего устройства, механизма управления 4 и уширителя 24 гусениц. Рабочий орган состоит из двухотвального клина и симметрично расположенных по его бокам к горизонту двух дисковых фрез 8. Фрезы получают вращение от вала отбора мощности трактора через трансмиссию, состоящую из промежуточного вала ходоуменьшителя 2, карданной передачи 4, раздаточной коробки, муфт, конических редукторов 7 планетарных редукторов 11. При переезде каналокопателя на значительное расстояние, его рабочий орган фиксируется в транспортное положение устройством 6. Фрезы 8 предназначены для разбрасывания обрушенного и вырезанного грунта за пределы канала, а также для резания пней и древесины, находящихся в грунте.

Рабочий орган машины выполнен в виде двухстороннего отвала и симметрично расположенных по бокам под углом 45° к горизонту двух дисковых фрез с рыхлителями. Отвал служит для разделения грунта в выемке на две равные части, равномерной подачи его на фрезы, защиты открытого канала от попадания грунта и пассивного резания грунта нижней части отвала. На наружном конусе фрезы радиально приварено шесть метательных лопастей со сменными ножами, на внутреннем — лопатки без ножа для создания более ровных откосов. Рыхлители крепят к наружной трубе планетарного редуктора. Они обрушивают грунт, подрезаемый фрезами. Фрезы вращаются со скоростью до 30 м/сек, необходимой для создания усилия среза и измельчения растительности, торфа и разбрасывания вынутого грунта на расстояние до 20 м.

Рисунок 2.1 – Двухфрезерный каналокопатель полунавесной

3 РАСЧЕТ ПАРАМЕТРОВ РАБОЧЕГО ОБОРУДОВАНИЯ

Направление вращения фрезы принимаем прямым во избежание забрасывания разработанного грунта в отрываемый канал и для уменьшения мощности на трение между откосом канала и рабочим органом. Толщина разбрасываемого слоя принимаем по литературе [1] hот =0,15 м.

Определяем площадь поперечного сечения канала (рис 3.1):

Ак = 4Hк( )/3; (3.1)

Ак = 4·1,4·(

)/3 = 2,61 м2,

где Нк – глубина канала (рис 3.1, 3.2) Н = 1,4 м;

а = 0,7.

Рисунок 3.1 – Схема к определению дальности отбрасывания разработанного фрезами грунта.

Рисунок 3.2 – Схема разработки поперечного сечения параболического канала.

Определяем ширину по дну (рис. 3.1):

bу = 0,25 Нк; (3.2)

bу = 0,25· 1,4 = 0,35 м.

Величину глубины условного канала можно ориентировочно принять по зависимости (рис. 3.3):

Ну = 0,8 Нк; (3.3)

Ну = 0,8 ·1,4 = 1,12 м.

Рисунок 3.3 – Схема разработки параболического канала.

Определяем ширину по дну:

bу = 0,25 Нк; (3.4)

bу = 0,25· 1,4 = 0,35 м.

Для каналов параболического сечения λср равно углу наклона к горизонту касательной к параболе.

Определяем угол наклона откоса к горизонту:

λср = arc tg ; (3.5)

λср = arc tg

= 54˚.

Определяем дальность разбрасывания грунта фрезами:

lот = Ак kp / 2 hот; (3.6)

lот = 2,61 ·1,2 / 2 ·0,15 = 10,44 м.

где, hот – толщина разбрасываемого слоя hот = 0,15 м;

kp = 1,2 – коэффициент разрыхления [1] ;

Определяем окружную скорость фрезы:

Vокр = (1,3 … 1,5 ) lот; (3.7)

Vокр = (1,3 … 1,5) · 10,44 = 13,5 … 15,6 м/сек.

Угол разгрузки выбираем q = 60˚ [1];

Определяем радиус фрезы по концам ножей (рис 3.4):

rфр = Ну /[(1 + cos q) sinλ]; (3.8)

rфр = 1,12 /[(1 + cos 60)sin54] = 0,9 м,

Тогда диаметр фрезы Dфр = 2 · rфр = 1,8 м (рис 3.4).

Рисунок 3.4 – Схема к определению диаметра фрезы

Необходимо определить угол разворота фрез αраз по формуле:

а = Dфр(sin αраз)/2; (3.9)

Отсюда

αраз = arcsin(2a/Dфр); (3.10)

Значение а можно рассчитать следующим образом:

а = (b2 – b1)cos λср; (3.11)

где b1 и b2 – свободные члены уравнений прямых.

Расчёт b1 можно выполнить по формуле:

b1 = Hy + by/(2tg λср) = 1,12 + 0,35/2·1,37 = 1,25 м, (3.12)

а расчёт b2 - по формуле

b2 = Hk/2 + (Hk/2a)1/2/tg λср = 0,7 + 0,9/1,37 = 1,43 м, (3.13)

Находим:

а = (1,43 – 1,25) · cos54° = 0,25 м,

Рассчитываем αраз:

αраз = arcsin(0,35·2/1,8) = arcsin(0,264) = 16°.

Шаг ножей определяем по формуле:

Тн = πDфр /zн; (3.14)

Тн = 3,14·1,8 /3 = 1,8 м.

где zн – число ножей.

Число ножей определяем из выражения:

zн = π Dфр Пт / (vокр Ак с); (3.15)

zн = 3,14 ·1,8·0,069 / (14·2,61·0,006) = 2,2.

где Пт – техническая производительность каналокопателя, см3/с. По заданию Пт = 250 м3/ч = 0,069 см3/с.

Число ножей принимаем для торфяных грунтов zн = 3 c установкой в два ряда. Ножи принимаем гребенчатой формы для лучшей разработки древесных остатков.

Подачу на нож рассчитываем по формуле:

c = π Dфр Пт / (vокр Ак zн); (3.16)

c = 3,14 ·1,8· 0,069 / (14·2,61·3) = 0,003 м,

Увеличиваем подачу в два раза и получаем с = 0,006 м.

где Пт – техническая производительность каналокопателя;

Ширину фрезы определяем по формуле:

bфр = Dфр/(15…20); (3.17)

bфр = 1,8/(15…20) = 0,12…0,09 м.

Ширину фрезы принимаем bфр = 0,12 м,

При двух линиях резания: bн = bфр / 2 = 0,12 / 2 = 0,06,

Ширину ножа принимаем bн = 0,06 м.

Принятое значение bфр должно удовлетворять условию размещения фрез на дне канала. Края фрез не будут соприкасаться, если выполняется данное условие:

bфр ≤ bд /(2sinλ); (3.18)

0,12 ≤ 0,35 /(2sin54),

0,12 ≤ 0,22.

Условие выполняется.

Требуемый угол разворота фрез αраз примем из обзора конструкций. У экскаватора ЭТР-153 он равен 14°. Принимаем αраз = 14˚.

Рисунок. 3.5 – Геометрия режущей части ножа.

Угол резания ножа (рис. 3.5), прорезающего узкие щели в переувлажненных грунтах, a = 60 °, задний угол b = 20 ° [1].

Длина ножей измеряемая в радиальном направлении, принимаем lн =0,1 м [1].

Рисунок 3.6 – Конструкция фрезы с гребенчатыми ножами

Угол отклонения aл от радиального направления принимаем aл= 20°.

Ширина лопаток bл принимается меньше ширины ножей и рассчитывается по формуле:

bл = bн – 0,02; (3.19)

bл =0,12 – 0,02 = 0,1 м.

Радиус лопаток rл рассчитывается по формуле:

rл = Dфр / 2 - lн; (3.20)

rл = 1,8 / 2 – 0,1 = 0,8 м.

Определим значение lл:

(lл2 bл cos2 aл ω kн / 3kр) – (lл bл rл cos aл ω kн / kр) + Пл = 0; (3.21)

где ω – угловая скорость лопатки, м/с;

kн – коэффициент наполнения пространства в котором происходит транспортирование грунта лопатками, принимаем kн = 0,15 [3];

rл – радиус конца лопатки;

Пл – техническая производительность лопаток по выносной способности, м3/с.

Угловая скорость фрез определяется по формуле:

ω = 2 · Vокр/ Dфр, рад/с; (3.22)

ω = 2 · 14/ 1,8 = 15 м/с.

Лопатки должны обеспечивать производительность Пл, которая определяется по формуле:

Пл = Пт – (2Hy / sin λ )bф ·Vn; (3.23)

Пл = 0,069 – 2·1,12 /0,8 ·0,12·0,026 = 0,06 м3/c.

Скорость рабочего передвижения vп рассчитываем по формуле:

vпном = Птном /A ном; (3.24)

vпном = 250 /2,61 = 95,7 м/ч = 0,026 м/c.

Подставляем значение

(lл2 · 0,1 · 0,92 · 15· 0,15/ 3 · 1,2)– (lл · 0,1 · 0,8 · 0,96 · 15 · 0,15/ 1,2) + 0,06= 0,

0,06 · lл2 – 0,14 · lл+0,06 = 0,

ах2 + bх + с = 0;

lл2 – 2.3lл + 1 = 0;

Д = b2 – 4ас = 2,3 2 – 4 · 1 · 1 = 1,29,

х1 = –b+

/2 · а = (2,3 +1,13)/2 · 1 = 1,6 м,

х2 = – b –

/2 · а = (2,3 –1,13)/2 ·1 = 0,58 м.

Принимаем длину лопатки lл = 0,58 м (рис. 3.6).

Таблица 3.1 – Основные параметры рабочего оборудования

Параметр

Размерность

Значение

Техническая производительность

Окружная скорость фрез

Диаметр фрезы по концам по концам ножей

Ширина фрезы

Число ножей на фрезе

Число внутренних лопаток на фрезе

Ширина внутренней лопатки

Длина лопатки

Угол отклонения лопатки от радиального направления

Угловая скорость фрез

Номинальная скорость рабочего передвижения

м3/ч (м3/с)

м/с

мм

шт.

мм

градус

рад/с

м/ч (м/с)

250 (0,069)

1800

120

3*2

100

580

90 (0,026)

4. РАСЧЕТ БАЛАНСА МОЩНОСТИ И ТЯГОВЫЕ РАСЧЕТЫ

4.1. Определение мощности на привод рабочих органов

В общем виде мощность на привод рабочего органа каналокопателя определяется следующим выражением:

Рр. о= (Ркн + Ркл + Рр + Рпод + Ртр) /hр.о; (4.1)

где Ркн, Ркл,Рр, Рпод,Ртр – соответственно мощности на копание грунта ножами, на копание лопатками, на разгон грунта, на подъем грунта и трение;

hр.о – к.п.д. рабочего органа, учитывающий потери мощности на разрушение грунта торцами лопаток, трение грунта о лопатки, на рыхление грунта рушителями и др. Для расчетов принимается hр.о = 0,7...0,8 [3] .

Мощность на копание грунта ножами определяется выражением:

Pкн= 2 · k1 · bфр · lот · vп; (4.2)

где k1 – удельное сопротивление грунта копанию;

lот = Ну/ sinλср; (4.3)

lот = 1,12/ sin 54 = 1,4 м.

Значение k1 зависит от средней толщины стружки δср.

Определяем δср:

δср = с · sin (φк/2); (4.4)

δср = 0,004 · sin (120/2) = 0,003 м.

с = vп · Тн ·/ vокр ; (4.5)

с = 0,026 · 1,8/ 14 = 0,004 м.

Определяем k1:

k1 = k · δср-е · kα · kb · kφ · kг , (4.6)

где k – коэффициент сопротивления копанию стружки;

е – показатель степени, принимаемый для торфяных грунтов – 0,33;

kα,kb,kφ,kг – соответственно коэффициенты, зависящие от угла резания α, ширины ножа bн, угла контакта φк, числа ударов Суд.

По таблице 4.2 [3] принимаем значения коэффициентов для определения k1:

Суд = 4 – для грунтов ǀ категории.

где – k = 160; δср = 0,003; kα = 1,3; kb =1,04; kφ = 1; kг = 0,57.

= 1/0,30,33 = 1,49,

k1 = 160 · 1,49 · 1,3 · 1,04 · 1 · 0,57 = 180 кПа.

При наличии в грунте погребенной древесины значения k1 следует увеличить в 1,5…2 раза. Т.к. по заданию имеются древесные включения, k1 увеличиваем в 2 раза.

k1 = 180 · 2 = 360 кПа,

Pкн = 2 · 360 · 0,12 · 1,4 · 0,026 = 3,14 кВт.

Мощность на копание лопатками:

Ркл= D · k1 · Пт · (Ак – Ан)/Ак, (4.7)

где Ан – площадь канала, вырезаемая ножами.

D – коэффициент, учитывающий снижение k1 за счет того, что боковые кромки ножа разбрасывают обрушивающий грунт, принимаем D = 0,5[3].

Ан = 2 · bфр · lот ; (4.8)

Ан = 2 · 0,12 · 1,4 = 0,4 м2,

Ркл = 0,5 · 360 · 0,069 · (2,61 – 0,4)/2,61 =10,5 кВт.

Мощность на разгон грунта Рр определяется по формуле:

Рр = Пт · ρ · vокр12/2, (4.9)

где vокр1 – окружная скорость радиального сечения транспортируемого фрезой грунта, ориентировочно vокр1 = (0,8...0,9)vокр;

ρ – плотность грунта, принимаем ρ = 1700 кг/м3.

vокр1 = (0,8...0,9) · 14 = 11,2…12,6 м/с, (4.10)

Принимаем vокр1 = 12 м/с.

Рр = 0,069 · 1,1 · 122/2 = 5,4 кВт.

Мощность на подъем грунта определяется по формуле:

Рп = Пт · ρ · g · Hп, (4.11)

где Нп – высота подъема грунта, рассчитывается по формуле:

Нп = Ну/2; (4.12)

Нп = 1,12/2 = 0,56 м.

Рп = 0,069 · 1,1 · 9,81 · 0,56 = 0,5 кВт.

Мощность на трение определяется по формуле:

Ртр = f2 · Пт · ρ · vокр2/2; (4.13)

Ртр = 0,7 · 0,069 · 1,1 · 142/2 = 5,2 кВт.

где f2 – соответственно мощность на трение грунта о поверхность забоя, о лопатки.

Определяем мощность на привод рабочего органа каналокопателя:

Рр. о = (2,1 + 7,5 + 11,7 + 0,57 + 11,6) /0,75 = 40,6 кВт.

Мощность, приведенная к валу двигателя:

Рр. одв = Рр. о/ηтр, (4.14)

где ηтр – к.п.д. трансмиссии, принимаем ηтр = 0,8.

Рр. одв = 40,6/0,8 = 50,7 кВт.

По этой мощности определяем мощность двигателя:

Рдв = kз · Рр. одв ; (4.15)

Рдв =(1,2…1,3) · 50,7 = 60,8…65,9 кВт.

Принимаем двигатель СМД – 14, номинальная мощность двигателя 66 кВт, при 1700 об/мин коленчатого вала. Ориентируемся на базовую машину МК – 23. Масса данной машины 7,81 т, учитывая, что бульдозерного отвала нет. Масса рабочего органа 1,6 т.

4.1.1 Определение суммарных реакций,

действующих на рабочие органы каналокопателя.

На рабочий орган каналокопателя действуют: силы сопротивления копанию грунта ножами; силы сопротивления копанию боковыми кромками лопаток; силы трения; силы, действующие на двухотвальный клин; силы сопротивления копанию зачистным клином. Первые три силы объединяем в суммарную реакцию грунта, разложим на касательную и нормальную реакцию.

Мелиоративные машины - каналокопатели 📙 Курсовая → 🆔 123684