Вибір основних параметрів ротора

Ротор є основним вузлом екскаватора. Розміри його визначають всі технічні показники екскаватора: продуктивність, енергоємність, масу й компонування машини. Однак, незважаючи на більшу значимість правильного вибору параметрів ротора, теоретично обґрунтованої методики проектування екскаваторів немає й параметри ротора звичайно вибирають конструктивно, на базі попереднього досвіду.

Правильно обраний діаметр ротора повинен забезпечувати:

1. Задану теоретичну продуктивність;

2. Процес розвантаження ковшів;

3. Необхідність розміщення усередині ротора приймально–живильного пристрою;

4. Можливість відпрацьовування уступу із заданими висотою й кутом укосу;

5. Найменші габаритні розміри й масу ротора зі стрілою.

Діаметр ротора можна визначити двома способами.

Перший спосіб. Ротор розглядається як багатокутник із числом сторін 2z, довжина сторони дорівнює довжині ковша [4, 5]:

, (4.21)

де – ємність ковша, м³

Менше значення коефіцієнта приймається для екскаваторів великої ємності ковша. Цей метод припускає довжину міжковшевого простору рівній довжині ковша. Однак частіше ця довжина коливається в межах (0,3…0,55) Т, при розробці сипучих ґрунтів вона може доходити до 0,20 Т (де Т – крок між ковшами). Вибравши значення , Т и визначають діаметр обичайки й ротора :

; (4.22)

D_p можна обчислити й по формулі

. (4.23)

Другий спосіб. УкрНИИпроект і МИСИ рекомендують формули [4, 7, 13]:

УкрНИИпроект ; (4.24)

МИСИ .

Як у першому, так і другому випадку діаметр ротора не є остаточним, він уточнюється при компонуванні розташованого в ньому встаткування.

Діаметр обичайки залежить від типу прийомного пристрою, розташованого усередині ротора. На екскаваторах малої ємності ковша застосовують тарілчастий живильник, на середній і великій ємностях – барабанний. Живильник установлюють вище вала ротора.(рис. 4.4).

Продуктивність його повинна задовольняти умові

,

де П₀ – максимальна теоретична продуктивність ротора в пухкій масі, м³/год;

k – коефіцієнт, що характеризує відношення максимальної сумарної витрати ґрунту з ковшів до середньої витрати, що відповідає максимальній продуктивності ротора k =1,1…1,55 [4, 5].

Для повного розвантаження ковшів необхідно, щоб потік ґрунту, що транспортується живильником не торкався ободу ротора. Припускаючи поверхню ґрунту на живильнику горизонтальною (лінії АС рис. 4.4), одержимо площу перетину потоку F; вона зменшується з нахилом роторної стріли й буде мінімальною в крайньому верхньому, або крайньому нижньому положенні ротора.

суцільними лініями показане нижнє положення ротора, пунктиром – верхнє

Рисунок 4.4 – Розрахункова схема для визначення діаметра обичайки ротора

. (4.25)

де h – відстань від осі транспортера до живильника, м;

d_б – діаметр барабана живильника, м;

— кут повороту ротора на розвантаження, рівну кутовому кроку, рад;

r_б – внутрішній радіус обичайки ротора, м;

– нахил стріли відносно до горизонталі =25°;

– приймають від 0 до 22°;

V_б – швидкість барабана живильника, м/с.

в

Для верхнього крайнього положення роторної стріли

, (4.26)

діаметр барабана живильника

, (4.27)

де – коефіцієнт пропорційності,

.

Мінімальну відстань між осями ротора й барабана визначають необхідністю розміщення під барабаном вала ротора або його опори, і воно залежить від діаметра барабана

, (4.28)

тут — коефіцієнт, рівний:

.