Определение конструктивных размеров

Размеры фрезы (диаметр и длина) должны быть согласованы с размерами зоны активного всасывания, зависящими от подачи грунтового насоса, формы и размеров зева грунтоприемника. С их увеличением возрастает глубина зоны активного всасывания и следовательно, большими можно принимать размеры фрезы.

Производительность земснаряда по грунту может лимитироваться условиями грунтозабора или гидротранспорта. Причем эти условия в значительной мере определяются параметрами рыхлителя. Поэтому количество грунта, нарезаемого фрезой должно быть не меньше того, которое может транспортировать грунтонасосная установка.

При послойной разработке грунта (глины, суглинки) связь между размерами фрезы и ее производительностью записывается в виде:

Q_ч = 60 L_ф D_ф V_п K_L K_D K_пр,                                                (7.1)                                                            

где Q_ч - паспорт. часовая производительность земснаряда по

          грунту, м³/ч (табл.1);

  L_ф - длина фрезы, м;

  D_ф - диаметр фрезы, м;

  V_п - скорость папильонирования, м/мин (табл. 1);

 K_L - коэффициент, характеризующий степень использования

          фрезы по длине, (K_L = 0,55-0,90);

  K_D - коэффициент, характеризующий степень использования

          фрезы по диаметру, (K_D= 0,85-0,95);

  K_пр - коэффициент просора грунта (табл. 1).

Исходя из производительности земснаряда Q_ч (м³/ч) по условиям гидротранспорта при оптимальных технологических параметрах резания, диаметр фрезы (рис. 3)

Определяем по формуле:

                   D_ф = 0,23 Q_ч^0,35,                                                     (7.2)

где D_ф - диаметр фрезы, м;

  Q_ч - часовая производительность земснаряда, м³/ч.

Рис.3. Землесосный снаряд с фрезерным рыхлителем (VOSTA LMG, проект для России)

 

Таблица 1.

                                      Данные для расчета

№ варианта	Qч, М3/ч	Vп,          м/мин	Кпр	h	Vф,    м/с	грунт
1	1600	3,0	0,75	0,80	2,0	песок рыхл.
2	1300	4,0	0,85	0,90	2,5	песок слеж.
3	2200	5,0	0,80	0,85	2,0	песок илов.
4	4000	6,0	0,75	0,85	2,5	Ил слежав.
5	4000	7,0	0,80	0,90	2,0	глина легкая
6	1300	3,0	0,85	0,80	2,5	глина плотная
7	1600	5,0	0,75	0,90	2,0	суглинок легк.
8	2200	4,0,	0,80	0,85	2,5	Ил слежавший
9	4000	6,0	0,85	0,90	2,0	глина легкая
10	1600	3,0	0,80	0,85	2,5	песок рыхл.
11	2200	5,0	0,85	0,90	2,0	песок слеж.
12	4000	7,0	0,75	0,80	2,5	песок илов.
13	1300	4,0	0,80	0,90	2,0	Ил слежавший
14	1600	6,0	0,75	0,85	2,5	глина плотная
15	2200	5,0	0,80	0,90	2,0	песок илов.
16	4000	7,0	0,75	0,80	2,5	песок рыхл.
17	1300	4,0	0,80	0,85	2,0	глина плотная
18	2200	6,0	0,75	0,90	2,5	глина легкая
19	1600	5,0	0,80	0,80	2,0	песок рыхл.
20	2200	6,0	0,75	0,85	2,5	глина плотная
21	4000	5,0	0,80	0,90	2,0	глина легкая
22	1300	6,0	0,75	0,85	2,5	песок рыхл.
23	1600	7,0	0,80	0,90	2,0	песок слеж.
24	2200	7,0	0,75	0,85	2,5	глина легкая
25	4000	7,0	0,85	0,90	2,0	песок рыхл.

2.1. Длину фрезы L_ф (м) выбираем в зависимости от ее диаметра и рода разрабатываемого грунта из соотношения: L_ф/D_ф = 0,65... 0,90.

При этом короткие фрезы целесообразно использовать для разработки тяжелых грунтов.

2.2. Число ножей z_ф фрезы принимаем равным 4 - 6 в зависимости от размеров фрезы, по формуле:

                   z_мин = k p D_ф/L_ф  tg j,                                              (7.3)

где k - коэффициент перекрытия ножей, (k = 1,1-1,5);

  j - угол наклона ножей к оси вращения фрезы, (j = 42-45⁰).  

Расчет энергетических параметров фрезы

Определение мощности привода фрезерного рыхлителя

Мощность привода фрезерного рыхлителя находим по формуле:

                N_ф = Q_ч N_уд ,                                                   (7.4)

где N_уд - удельная мощность привода фрезерного рыхлителя,        приходящаяся на 1 м³ часовой производительности, кВт.

Значение удельной мощности провода фрезерного рыхлителя N_уд  выбираем из (табл. 2).                              

                                                        Таблица 2.

    Удельная мощность привода фрезерного рыхлителя

Грунт

Nуд, кВт

пески рыхлые неслежавшиеся                                        0,20-0,30

пески слежавшиеся, иловатые пески                             0,35-0,45

илы слежавшиеся, суглинки легкие                               0,45-0,60

глины легкие нежирные                                                  0,60-0,75

глины плотные                                                                  0,75-0.90

скала мягкая                                                                      0,90-1,20

      

 3.2. Определение крутящего момента на валу рыхлителя

Исходя из полной мощности двигателя привода, рассчитываем вал рыхлителя на передачу крутящего момента:

                        M_ф = 975 e h N_ф /n_ф ,                                          (7.5)

где e - коэффициент перегрузки двигателя, (e =1,2-2,0);

    h - КПД привода фрезы;

    n_ф - частота вращения вала привода фрезы, об/мин.

3.3. Определение частоты вращения вала привода фрезы:

                          n_ф = V_ф/p D_ф,                                                        (7.6)

где V_ф - скорость вращения фрезы (табл. 1).