Устройство и принцип действия экскаватора
Дипломная работа - Транспорт, логистика
Другие дипломы по предмету Транспорт, логистика
горно-технологические и климатические условия эксплуатации экскаваторов. Они имеют случайный характер, но предопределяют выбор конструктивных и наладочных параметров, а также управляющих воздействий [1].
Общеизвестно, что основные конструктивные параметры экскаватора это геометрическая вместимость ковша, масса рабочего оборудования и его компоновка, передаточное соотношение редукторов рабочих механизмов (выбор рациональной частоты вращения электродвигателей этих механизмов).
Из общего числа факторов, определяющих функционирование комплексной системы машинист-экскватор-забой активно могут быть изменены конструктивные, наладочные параметры и управляющие воздействия. В связи с этим, на стадии проектирования должны быть заложены конкретные технические решения, позволяющие повысить эффективность функционирования всей комплексной системы, а на стадии эксплуатации поддерживать оптимальные технические параметры и алгоритмы управления.
Одним из важнейших конструктивных факторов, определяющих первоначальные затраты, величину эксплуатационных расходов (энергия, ремонт оборудования, простои, связанные с ремонтом), удельную металлоемкость, а также компоновку оборудования на поворотной платформе, является выбор рационального передаточного числа редуктора номинальной частоты вращения приводных двигателей главных механизмов подъема, напора (тяги) поворота [1, 2].
Применяемые в настоящее время на многих карьерных экскаваторах высокооборотные электродвигатели (с передаточным отношением редуктора i = 31-40 и более) обеспечивают меньшую их массу (и габариты), рациональную компоновку на поворотной платформе, при необходимых суммарных моментах нагрузки на рабочее оборудование, но при этом значительно увеличивающих крайне нежелательные динамические нагрузки на рабочее оборудование и металлоконструкции экскаватора.
Коэффициент динамики (динамичности) в основном зависит от двух составляющих первой, зависящей от динамических параметров механической системы, и второй, зависящей от величины электромагнитного момента электродвигателя. Момент инерции (GD2) ротора электромотора является очень важным динамическим параметром электрической системы и он всегда приводится в технических характеристиках электромотора.
Как показывает опыт проектирования, анализ и исследования работы одноковшовых экскаваторов [1], одной из важных причин снижения надежности и долговечности работы деталей, узлов и экскаватора в целом является недооценка (при проектировании) влияния значительной и не управляемой кинетической энергии движущихся элементов силовой цепи электропривода, определяемой зависимостью
где ?J суммарный момент инерции электродвигателя, приведенный к моторному валу механизма; ? угловая скорость вращения моторного вала.
Из этой зависимости следует, что снижение максимальных усилий, возникающих в механизме, может быть достигнуто за счет снижения суммарного момента инерции электродвигателей механизма, приведенного к моторному валу и квадрата их угловой скорости вращения.
Поскольку запас суммарной кинетической энергии в основном определяется суммарным моментом инерции якоря электродвигателя и приведенного к моторному валу редуктора, а также их угловой скоростью, то существенное снижение максимальных нагрузок на механизмы может быть достигнуто применением среднеоборотных двигателей не только с уменьшением угловой номинальной скорости электродвигателей, но при этом даже с увеличением их номинального момента.
Таким образом, с целью снижения динамических нагрузок, как на механическое, так и на электрооборудование главных механизмов, а также на металлоконструкции, особенно при черпании крупнокусковой скальной горной массы (и особенно, подготовленной БВР, даже при небольшой доли негабаритов [6]), в условиях низких температур и уменьшения удельного расхода электроэнергии, целесообразно на стадии проектирования рассматривать и решать вопрос о применении среднеоборотных электродвигателей с передаточными числами i редуктора механизма подъема или напора (мехлопат), тяги и подъема (драглайн), соответственно, iт?30; iп?1820.
Современные способы ручного и автоматического управления механизмами также позволяют несколько снижать максимальные динамические нагрузки [6, 7, 8].
Однако, наибольший эффект может быть достигнут при применении этих способов с использованием среднеоборотных двигателей.
Инерционность вращающихся элементов электродвигателей и приводимых ими механизмов взаимозависимы. Например, при двухступенчатом редукторе с передаточным числом i ?w 30, его приведенный к моторному валу момент инерции примерно равен моменту инерции электродвигателя [2]. При передаточном числе редуктора i >30, его момент инерции будет превышать момент инерции электродвигателя, а при i< 30 момент инерции (приведенный к моторному валу) будет меньше момента инерции электродвигателя. Это вытекает из принципа подобия, из которого следует [3], что масса редуктора, а, следовательно, и его вращающихся элементов, пропорциональна моменту выходного вала. Тогда для предварительных расчетов может быть использована приближенная взаимозависимость моментов инерции редуктора, приведенных к моторному валу
(от передаточного числа ip редуктора применительно к двухступенчатым редукторам мехлопат и драглайнов).
Так, при проектировании и изготовлении карьерной лопаты ЭКГ-20 (?/p>