入力。
Fx?9.8K1K2K3K4BL1.25(N) (5-1) 式中:K1——————物料块度与松散系数,见表1; K2——————物料性质系数,见表2;
K3——————料堆高度系数,见表3;
K4——————铲斗形状系数,一般在1.1-1.8之间,对于前刃不带斗齿的斗,K4取较大值;
B——————铲斗宽度,cm;
L——————铲斗一次插入深度,cm。
表5-1物料块度与松散程度系数
物料块度 细粒 小块 接近300mm 小于400mm 小于500mm 1.3 松散不好时 K1 0.45-0.5 0.75 1.0 1.1 增大%20-%30
表5-2 物料性质系数
散状物料种类 磁铁矿石 铁矿石 细粒花岗岩 砂质页岩 2.65-2.75 0.12 河沙 1.7 0.06 密度\t?m?3 系数 K2 0.2 0.17 0.14 散状物料种类 沙硕石 炉渣 泥质页岩 密度\t?m?3 系数 K2 0.1 0.09 0.08 4.2-4.5 3.2-3.8 2.75-2.8 2.3-2.45 0.8-0.9 2.4-2.5
石灰石
2.65 0.1 煤 1.2-1.3 0.04-0.045 表5-3 料堆高度系数K3
料堆高度\m 0.4 K3 0.55 0.5 0.5 0.6 0.8 0.8 1.0 1.0 1.05 1.2 1.4 1.1 1.15 取:K1=0.75;K2=0.1;K3=1.15;K4=1.5; B=205cm;L=50.7cm。 代入式(5-1)的: Fx=30.8KN (2) 崛起阻力
掘起阻力就是指铲斗插入料堆一定得深度后,举升动臂时料堆对铲斗的反作用力。掘起阻力同样与物料的种类、块度、松散程度、密度、物料之间及物料与铲斗之间的摩擦阻力有关。掘起阻力主要是剪切阻力。最大掘起阻力通常发生在铲斗开始举升的时刻,此时铲斗中物料与料堆之间的剪切面积最大,随着动臂的举升掘起阻力逐渐减小。
铲斗开始举升时物料的剪切力按下式计算:
Fz=2.2KBLc(N) (5-2) 式中:
K————开始举升铲斗时物料的剪切应力,它通过实验测定,对于块度
为0.1-0.3m的松冈岩,剪切应力的平均值为K=35000Pa;
B————铲斗宽度,m;
Lc————铲斗插入料堆的深度,m。
取:B=2.05m;Lc=0.507m;K=35000Pa。 代入式(5-2)得:
Fz=76.126(KN)。
三 受力分析
在确定计算位置和外载荷之后,即可进行工作装置的受力分析。
由于工作装置是一个受力复杂的空间超静定系统,为简化计算,能通常要作如下假设:
1、在对称受载工况中,由于工作装置是个对称结构,故两动臂受的载荷相等。同时略去铲斗及支承横梁对动臂受力与变形的影响,则可取工作装置结构的一侧进行受力分析,如图(5-2)所示,其上作用的载荷取相应的工况外载荷之半进行计算,即:
apx?11px pza?pz 22在偏载工况中,近似地用求简支梁支反力的方法,求出分配于左右动臂平面内的等效力Pa与Pb:
a?ba?bpx;pza?pz bbbabpx?px?px;pz?pz?pzaapx???? (3-4) ??abba由于px>px;pza>pz;因此取px,pza作为计算外载荷。
图(5-2)
2、认为动臂轴线与连杆——摇臂轴线处于同一平面,则所有的作用力都通过构件断面的弯曲中心,既略去了由于安装铰座而产生的附加的扭转,从而可以用轴线、折线或曲线来代替实际构件。 通过学习上面的分析与假设,就能将工作装置这样一个空间超静定结构,简化为平面问题进行受力分析。
外载荷确定之后,即可求出对应工况的工作装置的内力,通过各
个工况外载荷的对比可以发现工况(C)所受外载荷最大,而偏载工况在实际工作过程中时不允许过多出现的。所以选取工况(C)即水平对称受载工况作为典型工况进行各构件的内力计算和强度校核。 工作装置的受力分析,就是根据上述各种工况下作用在铲斗我外力,用解析法或图解法求出对应工况下工作装置各构件的内力。
工况(C)的受力分析如图(5-3)所示:
图(5-3)工作装置受力分析图
取铲斗为隔离体,根据受力平衡:
由?MG?0 Ry?1l?R?x1?h 所以: PF?F?P?2?hcos???2lsi?n? 11Ry?l1?Rx?h1=72.868KN。
h2?cos?1?l2?sin?1由?X?0 XG?Rx?PFcos?1?0
所以: XG???Rx?PFcos?1?=-88.224KN。