Смещение центров поворота челюстей сказывается на траектории движения режущей кромки (пунктир на рис. 2.2.49), причем глубина резания hk определяется формулой
 . Система вышеприведенных уравнений позволяет определить закон изменения силы копания Р01 в функции угла поворота челюсти  , что необходимо для вычисления энергоёмкости. Ввиду сложности аналитического решения этой системы рекомендуется применять численные методы с использованием ЭВМ.
Рациональная форма грейферного ковша должна обеспечить:
- отсутствие трения днищ челюстей о стенки колодца при вертикальном опускании ковша;
- отсутствие трения днищ челюстей о дно забоя при повороте челюстей с одновременным вертикальным смещением центров их поворота;
- минимальное сопротивление заполнению ковша грунтом при его движении по днищу челюсти грейфера.
Чтобы исключить трение днища ковша о поверхность забоя, необходимо, чтобы радиус-вектор днища RB (рис.2.2.50) был меньше радиуса-вектора rB , определяющего расстояние от оси поворота челюсти до поверхности забоя при любых углах  поворота челюсти:
RB = rB -  ,
где - зазор между днищем и забоем.
Траектория движения режущей кромки (штриховая линия на рис. 2.2.50) в декартовых координатах определяется точками, соответствую¬щими различным значениям угла поворота :
X = RCos ,
Y = RSin - в .
Для расчета численным методом на ЭВМ уравнение траектории представляется в виде кусочно-линейной аппроксимации (точки n-1, n, n+1 ... на рис.2.2.50. Для каждого угла  можно найти координату Х точки пересечения луча, проведенного из точки О' под углом  , с отрезком, аппроксимирующим траекторию движения кромки. После этого радиус-вектор rB определится как
 . Эти вычисления делаются при всевозможных для всевозможных , после чего определяют профиль ковша.
Для определения рациональной формы ковша грейфера необходимы следующие исходные данные:
а) вместимость грейферного ковша q;
б) вертикальное усилие внедрения грейфера в грунт Рвн;
в) вертикальная податливость рабочего оборудования экскаватора Кв;
г) число ударов С динамического плотномера;
д) величины а и Rф, характеризующие область крепления челюстей к штанге грейфера;
ж) зазор между днищем грейфера и забоем ;
з) величина А, характеризующая сопротивление внедрению грунта в ковш;
е) коэффициент, учитывающий соотношения касательной и нормальной составляющих силы сопротивления копанию .
Рис. 2.2.50 Определение координат продольного профиля челюсти грейферного ковша
Цель оптимизации формы грейферного ковша - минимизация массы G ковша при обеспечении минимального расхода энергии E в процессе разработки грунта.
В общем виде постановку задачи можно записать так:
найти множество параметров R и В, при которых
E =f(R,B)  min, G=f(R,B)  min
при ограничениях
Rmin < R < Rmax ; Bmin < B < Bmax ; q <Q ; Р!вн < Рвн ,
где Р'вн усилие вертикального внедрения грейфера, необходимое для заполнения ковша объемом грунта q;
RB < rB
и других ограничениях, вводимых на этапе разработки алгоритма.
|
