Рабочее оборудование роторного экскаватора с центробежной разгрузкой Советский патент 1991 года по МПК E02F3/24 

Изобретение относится к землеройной технике, а конкретно, к карьерным роторным экскаваторам.

Цель изобретения - повышение производительности путем улучшения разгрузки ковшей в условиях налипания и намерзания породы.

На фиг. 1 изображен ковш ротора, вид сбоку; на фиг. 2 - сечение А-А на фиг. 1; на фиг. 3 - момент разгрузки и схема сил, действующих на слои породы в ковше; на фиг. 4 - сечение Б-Б на фиг. 3.

Ковш содержит козырек 1, зубья 2, проушины 3 для крепления к роторному колесу 4. Каждый ковш имеет транспортирующую полость 5.

Определение оптимального по условиям разгрузки профиля транспортирующей полости ковша центробежного рабочего оборудования исходит из следующих допущений

1.Слой толщиной АС образован параллельными плоскостями ab и MN, расположенными под углом Е к радиальному лучу ОВ, причем площадка ab проходит через точку b касательно к поверхности естественного откоса (фиг. 3).

2.На породу, находящуюся в объеме, ограниченном поверхностью у у(х) и плоскостями ab и MN, не оказывают влияния массовые силы породы, находящейся за его пределами.

3.Потеря равновесия слоя протекает в два этапа : на первом происходит пластическая деформация слоя в направлении выгрузки с разрывом внутри породы по контуру параболического вида у у(х) (фиг. 4); на втором происходит сдвиг слоя на поверхности скольжения ab.

Учитывая известные уравнения, описывающие предельное состояние слоя в

ковше гравитационного рабочего органа, применительно к центробежному рабочему органу можно записать соответственно для первого и второго этапа отделения слоя:

0.5(Рц1-С1)- макс;

(1)

Рц1-61-РСд

О,(2)

где Рц1 - составляющая центробежной си- лы, действующая в направлении выгрузки слоя (Фиг. 3);

G - составляющая силы тяжести, пре- пятствующая выгрузке слоя;

Ј- сила сопротивления отрыву и сдвигу по поверхности у(х);

РСд - сила сопротивления отрыву и сдвигу по площадке ab.

Из уравнения (1) определяют контур у у(х). по которому происходит разрыв грунта в ковше (это и есть оптимальный профиль днища ковша); из уравнения (2) - толщину слоя к, при которой произойдет сдвиг слоя по поверхности скольжения ab. Выразив силы, входящие в равенство (1), через определяющие их величины, составляющая центробежной силы определяется

30

Рц1 m ft/ ru cos (Ј - v ) -%-к J ydxu/rucosCe-v), (3)

У о

где (о - угловая сокрость вращения ротора;

m - масса слоя;

ур - объемная масса материала в ковше;g - ускорение свободного падения;

В - ширина поперечного сечения транспортирующей полости ковша,

Гц - расстояние от центра тяжести слоя до оси вращения ротора.

Как показали расчеты по формуле (3), замена гц cos ( е - v ) на Rcos e-уц приводит к уменьшению Рц1 на 4% при максимальных значениях е и к. Составляющая силы тяжести определяется в

G ур/с J ydx sin (TO +e),

(4)

где г0 - угол установки запорного щитка центробежного рабочего органа.

Уравнение для определения 2 можно принять в виде:

/ (1 +y2)dx,

(5)

где dp - удельное сопротивление разрыву.

Подставляя уравнения (3), (4) и (5) в (1) и решая его методом вариационного исчисления, получим уравнение линии разрыва породы в ковше центробежного рабочего органа

у mi

(епа - 1 ) ( еп - епа ) епа ( 1 + еп )

(6)

где mi

QcOS Јц -Sin (То + Јц)

QA

В

Q

А

В

л: arctg/ 2 +

+ arctg(tgro--n -)-r0;

n 0,5 ; а -5-,

OnО

у, х - текущие координаты для построения контура днища ковша;

R - радиус ротора по режущим кромкам зубьев.

Уравнение (6) можно упростить. Учитывая, что для существующих моделей роторных экскаваторов с центробежным рабочим органом Q 1.75-2,1; А 0.4; Јц 10-20°, а значения Ур/0р для тяжелых глин и суглинков лежат соответственно в пределах 30 1 /м - 90 1 /м. получим

(d-lKb-d) d(1+b)

0)

где d е

па.

,i.

n K2R° 5; а х/В;

Ki - безразмерный коэффициент, зависящий от конструктивно-кинематических параметров центробежного рабочего органа, его значение составляет 0,91-1,31;

Ка - коэффициент, зависящий от экска- вируемой породы, для тяжелых глин и суглинков, его значение соответственно составляет 1, 45-2, 75 м ° 5.

При работе экскаватора порода, склонная к налипанию и намерзанию, выгружается из ковшей рабочих органов роторных экскаваторов слоями, причем поперечный профиль отделившегося слоя зависит от конструктивно- кинематических параметров рабочего органа и физико-механических свойств

разрабатываемой породы. Если профиль транспортирующей части ковша не является оптимальным, то после выгрузки слоя породы из ковша на стенках и днище транспортирующей

полости может оставаться прилипшая порода, которая либо выгружается после прохождения, ковшом зоны разгрузки, образуя просыпи за ротором, либо остается в ковше, снижая его полезную емкость. При оптимальном профиле транспортирующей части ковшей обеспечивается полная разгрузка ротора.

Формулаизобретения

Рабочее оборудование роторного экскаватора с центробежной разгрузкой включающее ковши с режущим козырьком, зубьями, транспортирующей полостью и проушинами крепления к ротору, отличающееся тем. что, с целью повышения производительности путем улучшения разгрузки ковшей в условиях налипания и намерзания породы, каждый ковш выполнен с поперечным сечением транспортирующей полости, контур которой описывается следующим выражением

55

v-KiB (d-lKb-d) у - KiB d(i+b)

где d - en a; b - en; n K2 R° 5; a x/B;

Ki 0,91-1,31 - безразмерный коэффициент, зависящий от конструктивно-кинематических параметров центробежного рабочего органа;

В - ширина поперечного сечения транспортирующей полости ковша по линии, соединяющей края ее контура, м;

е - основание натуральных логарифмов;

К2 1.45-2,75 м - коэффициент, характеризующий свойства экскавируемой породы;

R - радиус ротора по режущим кромкам зубьев, м;

х - текущая координата по линии, соединяющей края контура поперечного сечения транспортирующей полости ковша.

Изобретение относится к опорным экскаваторам с центробежной разгрузкой ковшей. Цель - повышение производительности путем улучшения разгрузки ковшей в условиях налипания и намерзания породы. Ковши содержат режущие козырьки 1, зубья 2 и закреплены на роторе 4. Каждый ковш имеет транспортирующую полость 5 для породы и выполнен с поперечным сечением транспортирующей полости, контур которой описывается следующим выражением: Y- KiB{(d-1Xb-d): {d(1+b)}, при х 0,5 В, . где n fcR0 Ki - безразмерный коэффициент, зависящий от конст- s

А-А

X

Фиг. 2