Статично изчисляване на еднокофови багери
Целта на статичното изчисление е да се определят условията на устойчивост на багера във всички възможни случаи на неговата работа. Стабилността се постига чрез подходящо съчетаване на маси от механизми, съоръжения и метални конструкции.
Задачата за статистическо изчисление включва: балансиране на въртящата се маса, определяне на противотежестта и проверка на общата стабилност на багера, както и определяне на реакциите на ролките на платформата, грайферите и центриращия щифт.
Въртящата се платформа е в равновесие, при условие че резултантната гравитация на частта на въртящата се платформа на багера не надхвърля периметъра на опората, преминаващ през средните точки на контактните линии на ролките с референтния кръг на търкаляне, когато платформата се завърти. Същото условие служи като основа за определяне на минималното тегло на противотежестта. Изчислява се за оборудването на багер с предна лопата и се проверява за други видове работно оборудване.
Изчислението е направено за две позиции на натоварване на кофата: първата съответства на възможността резултантните сили на тежестта на въртящата се част на багера да излизат извън опорния периметър към противотежестта (назад).
Проверява се възможността за преобръщане напред на въртящата се платформа на багера, оборудван с права лопата, за положение, когато стрелата е наклонена под ъгъл спрямо хоризонта с 30-40 0, дръжката е хоризонтална и разширена с 2/3 от хода си, кофата е пълна с почва, работното оборудване е разположено по протежение на коловозите.
В този случай теглото на противотежесттаG в prможе да се определи от уравнението на равновесието спрямо точкаB(фиг. 5.24а):
; (5,37)
Възможността за накланяне на въртящата се платформа назад се проверява за положение, в което стрелата е наклонена под ъгъл.55-60 0 спрямо хоризонта, дръжката е вертикална, кофата без почва е разположена на петата на стрелата и лежи на земята. СтойносттаG n pr се намира от уравнението на моментите на силите спрямо точкатаA(фиг. 5.24b):
; (5,38)
Приетото теглоGfсе намира от уравнението:
При проверка на противотежестта на багера за случай на накланяне напред се приема, че натоварената кофа е напуснала челото и багерът започва да се върти за разтоварване. В случай на накланяне на платформата назад се приема, че кофата при максимален обхват на дръжката е спусната до земята, нейната маса се възприема изцяло от земята и половината от теглото на дръжката и стрелата действа върху платформата. И за двата случая уравненията на моментите на силите се съставят по отношение на точкитеAиB.
Ориз. 5.24 Схема за определяне на теглото на противотежестта с права лопата на работното оборудване:а- случай на накланяне напред;b– същото, отзад.
При оборудването на драглайн противотежестта се проверява според същите зависимости, както при права лопата. При проверка за преобръщане напред се счита, че натоварената кофа се издига, стрелата е наклонена към хоризонта под ъгъл 30 0, когато се накланя назад, кофата се спуска на земята, ъгълът на стрелата е 45-50 0 .
Цялостната стабилност на багера с челна лопата се проверява с две работни и две транспортни позиции. Една от работните позиции съответства на най-неблагоприятния случай на работа, втората - за преодоляване на препятствия в почвената маса. В транспортни позиции тестът се извършва за преодоляване на най-високия определен наклон и спускане по максималния определен наклон.
Най-неблагоприятният случай на работа съответства на положението на кофата, при което режещият й ръб е на нивото на оста на притискащия вал,кофата е пълна с пръст, дръжката е изпъната към хоризонта под ъгъл 35-40 0, работното оборудване е разположено напречно на коловозите, работата се извършва на хоризонтална платформа (фиг. 5.25).
Стабилността се оценява чрез коефициента на стабилностKu, определен по формулата:
; (5,40)
къдетоΣМуе сумата от моментите на силите, които предпазват багера от преобръщане;ΣM0е сумата от моментите на силите, преобръщащи багера.
Коефициентът на работна устойчивост се определя от уравнението на баланса на силите, действащи върху машината спрямо точкатаA.
За универсални еднокофови багери с права лопатаKu=1,05…1,1.
Изчислението за преодоляване на препятствие в почвен масив се извършва при следните условия: работната платформа е хоризонтална, стрелата е наклонена под ъгъл 45 0 спрямо хоризонта, подемното въже е вертикално, работното оборудване е разположено напречно на коловозите, реакцията на почвата, допирателна към пътя на рязане, е максимална, а реакцията на почвата, успоредна на пътя на рязане, е нула.
Ориз. 5.25 Схема за определяне на работната стабилност на багер, оборудван с предна лопата.
Реакцията на почвата допирателна към пътя на копаенеРкзависи от максималната повдигаща силаРpodи се определя от условието за баланс на всички сили, действащи върху кофата без почва и дръжката спрямо оста на напорния вал.
СилатаРpodс едномоторно задвижване се определя въз основа на предаването на цялата мощност на двигателя към повдигане, а с многомоторно задвижване съответства на заключващия момент на вала на повдигащия двигател.
Проверява се стабилността на багера в случай на преодоляване на най-голямото издигане, при условие че работното оборудване е насочено в посоката на движение на багера, стрелатанаклонена под минимален работен ъгъл спрямо повърхността на площадката, рамото е напълно изпънато, кофата без пръст е близо до земята, посоката на вятъра е противоположна с наляганеp=0,25 kPa,Ku=1,2.
За шофиране надолу по наклон стабилността се тества при максимален ъгъл на стрелата спрямо повърхността на платформата, свободно висящо рамо и същите позиции на кофата, налягане и посока на вятъра и граница на стабилност, както в предишния случай.
Общата сила от действието на вятъра се определя по формулата:
; (5,41)
къдетоFе наветрената зона на стрелата и кабината, m 2.
Стабилността на багера се проверява по две конструктивни схеми. В първия случай се предполага, че кофата е срещнала непреодолимо препятствие при излизане от лицето. В същото време тяговият барабан се спира и цялата мощност на двигателя се изразходва за повдигане на работното оборудване.
Второто конструктивно положение съответства на разтоварването на лепкава почва при максимален обхват на кофата.
Стабилността на драглайна се проверява в положение, съответстващо на въртенето му за разтоварване. Ъгълът на наклона на стрелата се приема равен на 25-30 0 . В същото време кофата се пълни с пръст и се изтегля до главата на стрелата, багерът работи на наклон с ъгъл 3-5 0 . В допълнение към натоварването на теглото и вятъра, допълнително се вземат предвид инерционните сили на стрелата и кофата с почвата.
Реакциите на колелата, грайферите и центриращия щифт се определят при оборудване с права лопата, когато реакциите са най-големи. Изчислението се извършва според най-неблагоприятния случай, който възниква, когато стрелата е насочена по отношение на ъгъла на коловозите, като ъгълът на стрелата се приема за най-малък.