Машины на примере карьерного экскаватора

Наибольший интерес представляют колебания поворотной платформы экскаватора, так как на ней установлено практически все виброчувствительное оборудование экскаватора, которое требует защиты от динамических нагрузок.

На стадии модернизации или проектирования новых машин расчет спектров колебаний поворотной платформы предназначен для предварительного анализа теоретической амплитудно-частотной характеристики спектра вынужденных колебаний оборудования, сравнения (идентификации) этой характеристики с экспериментальными статистическими спектрами динамических нагрузок экскаватора. Это необходимо для получения прогнозируемых вибрационных нагрузок и их снижения выбором рациональных параметров подвески рабочего оборудования и других элементов машины. Расчет спектральной характеристики осуществляется после того, как заданы основные конструктивные параметры масс поворотной платформы и размещенного на ней оборудования.

Методика расчета и снижения динамических нагрузок оборудования экскаватора путем выбора рациональных параметров рабочего оборудования и за счет этого снижения резонансных колебаний основных узлов машины включает следующие стадии:

1. На первой стадии расчета определяются параметры матрицы масс: суммарной массы М верхнего строения экскаватора вместе с механизмом хода, двуногой стойкой и нижней секцией стрелы; верхней секции стрелы с канатными блоками m₃; рукояти с ковшом и породой m₁. Определяются центры тяжести, к которым приводятся эти массы.

В качестве примера расчета принимаем параметры экскаватора ЭКГ-8И, который был принят в качестве прототипа при создании унифицированных машин ПО «Ижорский завод» (ЭКГ-10, ЭКГ-8УС, ЭКГ-5У). В соответствии с обозначениями, рис. 5.2: М = 341680 кг; m₃ = 8400 кг; J₃ = 4577,8 кг/м².

Поскольку по мере подъема рукояти она выдвигается вперед и ковш заполняется породой, то масса ковша с рукоятью увеличивается и изменяется положение центра тяжести, а также центральный момент инерции. В этом случае:

; , (5.65)

где m_п = масса породы:

V_k – объем ковша;

k_н – коэффициент заполнения ковша, равен 0,6;

k_p – коэффициент разрыхления породы, принимаем k_p = 1,3;

γ – объемный вес породы (для железной руды γ = 3000 кг/м³);

m_kp – масса ковша и рукояти.

Зададимся границами угла поворота рукояти φ = 27-93° при условии траектории движения ковша, описываемой уравнением логарифмической спирали (5.64).

Принимаем, что в начальный момент движения ковша (при α = 27°) масса породы m_п = 0. Изменение длины вылета рукояти l и расстояния от оси поворота рукояти до центра масс показано на рис. 5.8, а изменение параметров матрицы масс приведено в табл. 5.3, для трех положений рукояти.

2. Далее на стадии 2 осуществляется расчет силовых коэффициентов: k₁ - канатов механизма напора; k₂ - канатов механизма подъема; k₃ - канатов подвески верхней секции стрелы; k₄ и k₅ - породы, на которую опирается машина гусеницами.

Рис. 5.8. Изменение длины «вылета» рукояти l

и расстояния h_і до центра масс Ц.М. в зависимости от угла поворота α

Таблица 5.3.

Date: 2015-10-21; view: 397; Нарушение авторских прав