Определение основных размеров черпака
Основными геометрическими параметрами черпака, подлежащими определению при его проектировании, являются следующие размеры и углы: а – вылет черпака; b – ширина черпака; b 1 – ширина каретки; l – длина спинки; x и y – координаты центра тяжести черпака; C – глубина донышка; g – угол, характеризующий наклон режущей кромки к спинке черпака; a 0 – угол наклона основания сферического донышка к спинке; d 1 – угол резания грунта; d 2 – угол, характеризующий конусность черпака.
Геометрическая емкость черпака V (м3) определяется, исходя из заданной часовой производительности снаряда по грунту Q Г (м3/ч), по формуле:
, (30)
где: KP = 1.25 – коэффициент разрыхления (коэффициент увеличения объема грунта, взрыхляющегося при заполнении черпаков);
K Н = 0 .65÷0.80 – коэффициент наполнения черпаков;
– число черпаков, опоражнивающихся на верхнем барабане в минуту.
Расчетное число черпаков для цепи с черпаками на каждом втором звене определяется с округлением результата до целого числа по следующей эмпирической формуле
, (31)
где: Z 1 – число граней на ведущем (верхнем) барабане, принимаемое равным Z 1 =4 для снарядов производительностью Q Г до 350 м3/ч и Z 1 =5 для снарядов производительностью свыше 350 м3/ч.
|
|
Одним из основных линейных размеров черпаков является вылет черпака, т.е. расстояние от спинки до наиболее удаленной точки на режущей кромке. Он определяется с учетом рода разрабатываемого грунта по следующей формуле
, (32)
где: Ka – коэффициент полноты формы черпака, представляющей собой отношение емкости черпака к объему куба, ребро которого равно вылету черпака
Значения коэффициента Ka для черпаков, предназначенных к разработке липких грунтов, принимается от 1,15 до 1,17, а для черпаков, разрабатывающих сыпучие грунты – 1,0.
Остальные линейные размеры черпака и углы, характеризующие форму черпака, выбираются с учетом опытных данных из табл. 2.
Таблица 2
Значения основных размеров наиболее распространенных черпаков
b = (1,20 ÷ 1,5)a | g = 45 ÷ 50º |
b1 = (0,7 ÷ 0,8)a | a 0= 105 ÷ 115º |
l = (0,9 ÷ 1,1) | d 1 = 30 ÷ 45º |
C = 0,2 ; x » 0,77 ; y » 0,37 | d 2 = 15 ÷ 20º |
По результатам вычислений строятся проекции черпака с размерами, определяющими его форму и емкость.
Определение элементов черпаковой цепи и ее длины
Шаг звена черпаковой цепи (рис. 11) с учетом конструктивности черпака принимается в пределах
|
|
. (33)
Рис. 11. Элементы черпаковой цепи и верхнего барабана
Меньшие значения шага соответствуют черпакам для липких грунтов, а большие – черпакам для сыпучих грунтов.
Шаг черпаковой цепи t Ц при условии чередования черпаков и межчерпаковых планок (майонов) составляет
(34)
Возвышение h 0 осей отверстий в полозках каретки и в межчерпаковых планках над опорными плоскостями определяется соотношением
(35)
Высота межчерпаковых планок равна .
Когда число граней верхнего барабана Z 1 установлено, определяется центральный угол j, приходящийся на одну грань барабана
.
Расстояние r 1 от оси верхнего барабана до оси звена и длина l Г грани барабана определяется из геометрических условий
, (36)
(37)
|
|
Для определения затрат мощности черпакового двигателя необходимо выполнить расчет высоты подъема черпака над уровнем воды.
Высота центра тяжести черпака, находящегося на верхнем барабане, над уровнем воды (рис.12) вычисляется по формуле
, (38)
где: y 1 – высота оси перекидного клапана над уровнем воды;
y 2 – возвышение оси ведущего барабана над осью перекидного клапана;
y 3 – высота цента тяжести грунта в полости черпака.
Первое слагаемое в правой части формулы (38) может быть вычислено исходя из координат конечной кромки грунтового лотка (см. рис. 12)
, (39)
где: x 0 – расстояние от диаметральной плоскости снаряда до конечной кромки лотка;
y 0 – высота кромки лотка над уровнем воды;
b – угол наклона лотка.
Для шаландового и кулуарного (лоткового) способов отвода грунта исходные данные у многих построенных типов снарядов предусмотрены в пределах, приведенных в табл. 3.
Таблица 3
Обозначения | Способ отвода грунта | |
шаландовый | кулуарный | |
x0 | (7,5 ÷ 8,5)a | до 60 м – по условию остойчивости небольшого снаряда (Q Г =150 м3/ч) |
y0 | (2,5 ÷ 3,0)a | 2 м – по условию сбрасывания грунта на берег канала |
b | 28 ÷ 35º | 5 ÷ 6º |
|
|
Второе слагаемое, т.е. y 2 в формуле (38), выбирается из конструктивных соображений
, (40)
где: m – коэффициент, принимаемый в следующих пределах:
m = 3,7÷5,2 – при шаландовом отводе грунта;
m = 5,5÷6,5 – при кулуарном отводе грунта.
Значения коэффициента m необходимо выбирать тем больше, чем значительнее угол максимального наклона черпаковой рамы к горизонту.
Третье слагаемое вычисляется по формуле
, (41)
где: y – ордината центра тяжести черпака (см. рис.10 ).
Положение черпаковой цепи в диаметральной плоскости корпуса снаряда определяется взаимным положением верхнего и нижнего черпаковых барабанов. Если положение верхнего барабана над уровнем воды характеризуется высотой ( y 1 + y 2 ), то при наибольшей глубине черпания H Ч погружение оси нижнего барабана составляет (см. рис. 4а)
, (42)
где: y 5 – расстояние от оси нижнего барабана до козырька черпака, вошедшего
на нижний барабан.
Величина y 5 представляет собой величину, аналогичную ранее рассмотренному параметру y 3 и определяется формулой
, (43)
где: – расстояние от оси нижнего барабана до оси звена ( – центральный угол, приходящийся на одну грань нижнего барабана; Z 2 = Z 1 +1 – число граней нижнего барабана).
Расчетное расстояние между осями барабанов определяется формулой
, (44)
где: a наиб – наибольший угол наклона черпаковой рамы к горизонту, соответствующий максимальной глубине черпания Н Ч (принимается a наиб =55º).
Нисходящая часть черпаковой цепи с опрокинутыми черпаками провисает и замыкается на нижнем барабане (см. рис. 4а). Провисающую часть цепи называют бухтой. Длина бухты S черпаковой цепи (от верхней до нижней точки подвеса бухты цепи) определяется по формуле
, (45)
где: d =( S - S 0 )/ S 0 – коэффициент ослабления бухты цепи, отвечающий ее относительно тугому натяжению (до износа пальцев и втулок). Его принимают равным от 0,08 до 0,1.
Число черпаков на отдельных участках цепи при расчете принимается:
- на верхнем барабане............ n 1 =1;
- на нижнем барабане............. n 2 =2;
- между осями барабанов...... n 3 = S 0 / t Ц;
- в бухте черпаковой цепи..... n 4 = S / t Ц.
Общее число черпаков в замкнутой цепи составляет
. (46)
и результат округляется до целого числа.
Общая длина черпаковой цепи
. (47)
От длины цепи зависит форма ее провисающего участка между точками касания с верхним и нижним барабанами. Холостой участок цепи должен иметь умеренное провисание. Поэтому, определив общую длину цепи в первом приближении, строят кривые провисания. Для этого, варьируя полученной величиной S, т.е. добавляя или сокращая общее число черпаков, выполняют построение боковой проекции черпакового устройства. В результате получают возможность окончательно установить длину цепи, обеспечивающую желаемое провисание холостого участка.
Дата добавления: 2020-04-08; просмотров: 176; Мы поможем в написании вашей работы! |
Мы поможем в написании ваших работ!