Разработка нового оборудования для скрепера с гидравлическим управлением

Улучшить условия заполнения ковша можно применив сту­пенчатую режущую кромку (рис. 35), при которой средние ножи имеют на 75—200 мм больший вылет, чем крайние. При одинако­вой площади поперечного сечения стружки ножей ровных и со ступенчатой режущей кромкой последние обеспечивают большую толщину средней части стружки. В результате этого в конце наполнения средняя часть стружки сохраняет толщину и проч­ность, необходимую для преодоления противодавления грунта при входе в ковш.

         Рис8. Сечение стружки; а — при прямоугольных ножах; б — при ступенчатой режущей кромке

При определении сопротивления резанию по формуле (2.4) в случае ступенчатой режущей кромки произведение Bh следует заменить площадью F поперечного сечения стружки, которая может быть подсчитана по формуле

                                                                                          (1.5)

Принимаем:

где  В =2,82м— ширина ковша в м;

       B₁ =1м— ширина средней выступающей части режущей кромки в м;

       h₁ =0,3— глубина резания среднего ножа в м;

       h =0,2— глубина резания крайних ножей в м.

         Тогда выражение (2.4) принимает вид

                                                                                     (1.6)

Сопротивление грунта резанию:

для первой категории грунтов:

для глубины заглубления 50мм

Аналогично вычислим сопротивления грунта резанию для второй, третьей, четвертой категории и мерзлого грунта, при глубинах заглубления от 50 до 300мм. Занесем полученные значения в таблицу 4.

Таблица 6

Сопротивление грунта резанию

         Сопротивление наполнению ковша

                                                                                              (1.7)

         где  — сопротивление силы тяжести грунта,  поступающего в ковш;

          — сопротивление трению грунта в ковше.

         Сопротивление силы тяжести грунта определяется выражением

                                                                                                      (1.8)

где Н=— высота грунта в ковше.

         Сопротивление трению грунта в ковше определяют по формуле

                                                                                                     (1.9)

где γ — объемный вес рыхлого грунта в кг/м3;

      x — коэффициент, зависящий от свойств грунтов табл. 6.

Таблица 6

Коэффициент х для различных грунтов имеет следующие зна­чения

Сопротивление силы тяжести грунтов

для первой категории грунтов

для глубины заглубления 50мм

 Аналогично вычислим сопротивления силы тяжести грунта для второй, третьей, четвертой категории и мерзлого грунта, при глубинах заглубления от 50 до 300мм. Занесем полученные значения в таблицу 5.

Таблица 7

Сопротивления силы тяжести грунта

Таблица 7 окончание

Сопротивление трению грунта в ковше:

   для первой категории грунтов

   Аналогично вычислим сопротивления силы тяжести грунта для второй, третьей, четвертой категории и мерзлого грунта. Занесем полученные значения в таблицу 8

Таблица 8

Сопротивления силы тяжести грунта в ковше

Сопротивление наполнению ковша

для первой категории грунтов

для глубины заглубления 50мм

   Аналогично вычислим сопротивления силы тяжести грунта для второй, третьей, четвертой категории и мерзлого грунта, при глубине заглубления от 50 до 300 мм.Занесем полученные значения в таблицу 9.

Таблица 9

Сопротивление наполнению ковша

Таблица 9 окончание

         Сопротивление перемещению призмы волочения определяют по

формуле

                                                                                               (1.10)

где  у — коэффициент объема призмы волочения перед заслон-

               кой и ножами ковша; y = 0,5÷0,7;

       μ — коэффициент трения призмы волочения по грунту забоя;

               при расчетах принимают μ = 0,4÷0,6.

Сопротивление перемещению призмы волочения

для первой категории грунтов

   Аналогично вычислим сопротивления силы тяжести грунта для второй, третьей, четвертой категории и мерзлого грунта. Занесем полученные значения в таблицу 10.

Таблица 10

Сопротивления силы тяжести грунта в ковше

         При движении скрепера со скоростью 40 км/ч и выше следует учитывать еще и сопротивление воздуха движению, которое может быть определено из выражения

                                                 (1.11)

где   k — приведенный коэффициент сопротивления воздуха (ко­эффициент обтекаемости), который в зависимости от рода машин может быть равным 0,06—0,08; υ — скорость скрепера;

         F_л — площадь лобового сопротивления машины (площадь проекции машины па плоскость, перпендикулярную к направлению движения) в м²; приближенно может быть определена по формуле

                                                                                                     (1.12)

где    К_Т — колея машины;

         Н_М — высота машины.

V.Сопротивление воздуха движению

Полное тяговое сопротивление при наборе грунта равно

                                                                     (1.13)

для первой категории грунтов

для глубины заглубления 50мм

   Аналогично вычислим сопротивления силы тяжести грунта для второй, третьей, четвертой категории и мерзлого грунта. Занесем полученные значения в таблицу 11.

Таблица 11

Полное тяговое сопротивление при наборе грунта

         Уравнение тягового баланса скрепера, работающего с толкачом,

                                                                                         (1.14)

где    Р_к — окружное усилие на ведущих колесах скрепера;

         Т_тол — тяговое усилие толкача;

         φ — коэффициент совместности работы толкача и тягача;

         φ = 0,8-0,85.

         Окружное усилие, развиваемое ведущими колесами скрепера, определяется из выражения

                                                                                                          (1.15)

где   φ — коэффициент сцепления, зависящий от свойств грунта

              и давления воздуха в шинах, а также от степени буксования колес