Расчет рабочих параметров установки

При установившемся процессе скреперования тяговое усилие равно сумме сопротивлений, возникающих при скреперовании:

Р = Р₁ + Р₂ + Р₃ + Р₄, (3.1)

где Р₁ – сопротивление грунта резанию;

Р₂ – сопротивление перемещению грунта по грунту;

Р₃ – сопротивление перемещению ковша по грунту;

Р₄ – сопротивление волочению каната по грунту.

В случае применения двух спаренных ковшей возникает еще сопротивление перемещению порожнего ковша по грунту Р₅.

Сопротивление грунта резанию Р₁ (в кН) определяется зависимостью:

Р₁ = в ∙ h ∙ k, (3.2)

где в – ширина слоя грунта, вырезаемого ковшом, м;

h – толщина срезаемого слоя грунта (глубина резания), м;

k – коэффициент удельного сопротивления грунта резанию (табл. 3.6).

Величина k зависит от свойств грунта и в данном случае формы ковша (для легких грунтов k = 350...600 МПа;

для тяжелых k = 700...1200 МПа).

Сопротивление перемещению грунта по грунту представляет собой силу трения грунта, заполнившего ковш, и дно траншеи:

Р₂ = g (m_гр – )μ₁cosβ, (3.3)

где m_гр – полная масса грунта в ковше;

– масса грунта, заполняющего вогнутую часть ковша;

μ₁ – коэффициент трения грунта по грунту (табл. 3.7);

β – угол продольного уклона местности.

Сопротивление перемещению ковша по грунту (в кН) определяется зависимостью:

Р₃ = g (М_к + )μ_2*cosβ, (3.4)

где М_к – масса ковша;

– масса грунта, заполняющего вогнутую часть ковша и оказывающего давление на ковш;

μ₂ – коэффициент трения грунта по грунту (табл. 3.7).

Сопротивление волочению каната по грунту

Р₄ = g ∙ l ∙ m_к ∙ f ∙ cosβ, (3.5)

где l – длина участка каната, волочащегося по грунту при перемещении ковша;

m_к – масса 1 м каната;

f – коэффициент трения каната по грунту (в среднем f = 0,5).

Сопротивление перемещению порожнего ковша по грунту:

Р₅ = g· М_к· μ₂ ·cosβ, (3.6)

Мощность, затрачиваемую на скреперование можно рассчитать по формуле:

N = , (3.7)

где P – суммарное тяговое усилие при скреперовании;

ν – скорость перемещения ковша с грунтом;

η – к.п.д. системы (η = 0,5...0,8);

К_в – коэффициент неучтённых сопротивлений (К_в = 1,2...1,4).

Производительность канатно-скреперной установки (в м³/ч) определяется по формуле:

П = , (3.8)

где q – вместимость ковша, м³;

К_н – коэффициент, учитывающий наполнение ковша грунтом

(К_н < 1);

К_и – коэффициент использования во времени (К_и = 0,8);

К_р – коэффициент, учитывающий степень разрыхления грунта,

(К_р = 1,2...1,45);

L– длина участка скреперования;

ν – скорость движения ковша, м/с;

t – время, необходимое для перемены направления ковша (зависит от конструкции установки и составляет в среднем от 15 до 40 с.).

Таблица 3.6

Значения удельных сопротивлений грунта резанию и копанию

Категория грунта	Вид грунта	Удельное сопротивление, кПа
Резанию, К	Одноковшовыми экскаваторами	Многоковшовыми экскаваторами
прямыми и обратными лопатами	драглай-нами	ротор- ными	цепны-ми
	Песок, супесь, мягкий суглинок, средней крепости влажный и разрыхленный без включений	12-65	18-80	30-120	40-130	50-180
	Суглинок без включений, мелкий и средний гравий, мягкая влажная или разрыхленная глина	58–130	70-180	120-250	120-250	150-300
3.	Крепкий суглинок, глина средней крепости влажная или разрыхленная, аргиллиты и алевролиты	120–200	160-280	220-400	200-380	240-450
	Крепкий суглинок со щебнем или галькой, крепкая и очень крепкая влажная глина, сланцы, конгломераты	180-300	220-400	280-490	300-350	370-650
	Сланцы, конгломераты, отвердевшая глина и лесс, очень крепкие мел, гипс, песчаники, мягкие известняки, скальные и мерзлые породы	280-500	330-650	400-750	520-760	580-850
Продолжение табл. 3.6
	Ракушечники и конгломераты, крепкие сланцы, известняки, песчаники средней крепости, мел, гипс, очень крепкие опоки и мергель	400–800	450-950	550-1000	700-1200	750-1500
	Известняки, мерзлый грунт средней крепости	1000-3500	1200-4000	1400-4500	1800-5000	2200-2500
	Скальные и мерзлые породы, очень хорошо взорванные (куски не более 1/3 ширины ковша)	-	220-250	230-310	-	-

Таблица 3.7

Коэффициент трения грунтов и материалов

Грунт	Коэффициент трения грунта о грунт, μ1	Коэффициент трения грунта о сталь, μ2
Песок	0,58...0,75	0,3...0,8
Суглинок	-	0,5...0,7
Глина сухая	0,7...1,0	0,75...1,0
Гравий	0,62...0,78	0,75
Глина, насыщенная водой	0,18...0,42	0,10... 0,40
Мергель	0,75...1,0	1,0...1,35
Щебень	0,90	0,84
Шлак доменный, руда	1,20	1,20
Цемент	0,84	0,73

Дата добавления: 2014-11-18