=11775 Н.

Рисунок 2.4. Схема снятия стружки при повороте ковша

Составляющая от наполнения ковша

,

где Нн = 0,6 м высота наполнения ковша; σ = 2,0 т/м3 плотность грунта в плотном теле; φi – угол между двумя соседними положениями траектории копания (см. рис. 2.2); = 1,0 коэффициент трения грунта о грунт;

.

После подстановки расчетных величин получим:

.

Примем φi = 90˚. Тогда cos φi = 0 и Р01н = 0.

Составляющую Р01т не учитываем ввиду ее малого значения. Тогда касательная составляющая реакции грунта копанию:

Р01 = Р01р = 11775 Н.

Нормальная составляющая реакции грунта копанию:

Р02 = 12,5·3·5·8·9,81 = 14715 Н.

Первый случай.

Расчетная схема приведена на рисунке 2.5

Коэффициент устойчивости:

,

где ∑Муд – сумма удерживающих моментов; ∑Мопр – сумма опрокидывающих моментов.

Сумма удерживающих моментов:

∑Муд = mп·g·(rп + b) + mт·g·b = 8000·9,81·2,43 + +6000·9,81·1,14=238500Н·м

где mп – масса поворотной платформы; g – ускорение свободного падения; mт – масса ходовой тележки.

Сумма опрокидывающих моментов:

∑Мопр = mс·g·rс + mцс·g·rцс + mр·g·rр + mцр·g·rцр + mцк·g·rцк + mкг·g·rкг +

+ Р01·r01 ,

где m – массы соответствующих частей рабочего оборудования; r – плечи соответствующих масс, определенные геометрически; rс = 2,037 м; rцс =

=0,877 м; rр = 4,765 м; rцр= 4,18; rцк = 4,154 м; rкг = 2,289 м; r01 = 1,42 м; mкг – масса ковша с грузом:

mкг = mк + ρ·q·кг.

Подставим значение получим:

∑Мопр = 1725·9,81·2,037 + 243·9,81·0,877 + 540·9,81·4,765 + +260·9,81·4,175 + 201·9,81·4,154 + 1970·9,81·2,289 +

+ 58884·1,42 = 163800 Н·м,

Коэффициент устойчивости:

.

В рассмотренном случае касательное усилие Р01 = 238500 Н; реализуется устойчивость.

Второй случай.

Расчетная схема приведена на рисунке 2.6

Рисунок 2.6. Расчетная схема для второго случая

Для расчета коэффициента устойчивости опредиляем удерживающий момент:

.

Статический удерживающий момент от веса экскаватора без рабочего оборудования:

Муд.с = mп·rп + mт·rп = 9,81·(2,3·8000 + 1,09·6000) = 244661 Н·м.

Динамический удерживающий момент от центробежных сил инерции поворотной платформы:

Муд. д. = mп·ω2·rп·hп = 9000·0,632·2,3·1,32 = 10844 Н·м,

где ω = 0,63 рад/с – угловая скорость поворотной платформы.

Опракидывающий момент:

ΣМопр = Мр. о. с. + ΣМр. с. д.,

где Мр. о. с. – статический опрокидывающий момент от веса рабочего оборудования с грунтом; ΣМр. с. д. – сумма динамических опрокидывающих моментов от центробежных сил инерции элементов рабочего оборудования.

Статичнский опрокидывающий момен:

Мр. о. с = mс·g·rc + mц. с.·g·rц. с. + mц. р.·g·rц. р +

Mц. к.·g·rц. к + mр.·g·rр + mк. г.·g·rк. г. + =

= 9,81·(243·0,618 + 1725·1,701 + 260·4,039 + 1970·6,713 + 550·5,408 + +201·4,156) = 225746 Н·м,

где ri, hi определены графически.

Опрокидывающие динамические моменты от ценобежных сил инерции элементов рабочего оборудования с равномерно распредиленными по их длинне массами:

,

где x1, y1, x2, y2 показаны на рисунке 2.7.

Нижней части стрелы:

Н·м

= 206 Н·м;

верхней части стрелы:

= 460 Н·м;

цилиндров стрелы

= 47 Н·м;

рукояти

= 580 Н·м;

цилиндров рукояти

= 340 Н·м;

цилиндра ковша

= 240 Н·м;

Опрокидывающий динамически момент от центробежных сил инерции ковша с грунтом

Мк. г. д. = mк. г.·ω2·rк. г.·hк. г. = 1970·0,622·6,713·1,864 = 11443 Н·м

3. Расчет объема воздуха удаляемого из бака.

Разряжение необходимое для наиболее лучшего выделения воздуха из жидкости (0,13…0,42)·Ратм, где Ратм = 105 Па – атмосферное давление.

Рассчитаем объем воздуха выкачиваемого из бака необходимого для достижения разряжения 0,13·Ратм. Для этого воспользуемся законом Менделеева – Клапейрона:

,

где P – давление; V – объем; m – масса воздуха в данном объеме; М = =0290кг/кмоль – молярная масса воздуха; R = 8,31·103 Дж/(кмоль·К) – универсальная газовая постоянная; Т – температура воздуха в баке.