1、挖掘工作阻力的计算矿山设备 一、土壤对铲斗挖掘的阻力土壤对铲斗挖掘的阻力决定于许多因素，其中，最重要的是土壤本身的物理机械性质、土壤的状态和挖掘工具的构造形式及其运动轨迹、切削的形状、尺寸和速度等。矿山设备挖掘机铲斗斗齿切入硬质土壤的情况如图 3-1 所示。首先，由铲斗切削边切入土壤，其切入的阻力决定于土壤的性质和状态，以及切削边的刃角！。切削边切入后，刃前的土壤先受压缩变形而后遭破坏，变形的情况和阻力决定于土壤的性质和状态、切削构件的几何形状、切削角“和切削深度 C 等。图 3-1 正铲切削硬质土壤简图铲斗沿着轨迹移动时的阻力有 ：(1) 土壤对铲斗的箍圈和斗壁的摩擦阻力，摩擦阻力的大小决定
2、于土壤与铲斗的摩擦系数 h 和后角“;(2)被切下的土壤沿铲斗的移动而造成进斗和料垛中的阻力，因为料垛是由先人斗的土壤聚集在切削边处形成的，它将妨碍后切下的土屑人铲斗；(3)铲斗在移动过程中，料垛中的部分土壤越过铲斗中原有土壤而进人铲斗中的阻力，这种阻力也决定于土壤的性质、状态、土壤颗粒的内摩擦系数若 S1!1 时，铲斗作加速运动。当 S2%!2 时，铲斗就被挤出；当 S2!2，时，铲斗刃继续切人土壤。目前，还没有一套比较完善的计算铲斗挖掘阻力的方法。通常是根据由实验研究和理论分析所得的经验公式和数据来计算。表 3-1 挖掘比阻力 MPa单斗挖掘机土壤名称 土壤级别 正铲 拉铲刨铲松砂 1 1
3、.6-2.5 2.8*4.5砂、砂土、轻的砂土、黏土 1 3.0-7.0 6.0*12.0砂质黏土、小块和中块砾石轻湿松黏土 6.0*13.0 10.0*19.0中等黏土、弄松的重黏土、结实的砂黏土# 11.5*19.5 16.0*26.0重黏土 $ 20.0*30.0 26.0*40.0稍带水泥的砾石 $ 23.5*31.0 31.0*41.0夹有小石块重砾岩、泥灰土轻的页岩、干的重黏土V 28.0*32.5 37.0*42.0爆破不好夹大石块的重砾岩及铁矿石 V、VI 22.5*25.0 28.0*31.0爆破不好夹大石块的重砾岩 的上限则相当于土壤不均匀和含有夹杂物较多的情况。当斗容量小
4、于0.40.5m3 时，值将增大 5%*15%，而当斗容量大于 3m3 时，值将减小 5%*15%。斗容越大，铲取斗刃越宽，值的减少趋势越凸显。当 f 倾钭切削时，即在切削边与运动方向间的夹角不等于 90。时，必须考虑表 3-2 中所列的修正值，由实验确定，其值见表 3“3。表 3-2 倾斜切割时的阻力（以直线正向切割时阻力的表示切割边与其运动方向之夹角（。)!2 以倾斜切割时阻力的表示 40。 64*72 39*50 61*78 10060 72*92 55*78 64*90 122*12890 88*112 89*100 89*100 138*156表 3-3 根据实验所得的值土壤 级别
5、工作装置!2!=x10%!1最小 中等 最大砂 1 正铲 20 51 80砂黏质土 # 正铲 20 35 62黏土 $ 正铲 23 42 65稍带水泥的砾石 %、 正铲 21 34 42爆破的铁矿石、岩石、结实的砾石正铲 29 63 104表 3-3 中所列的小值是指最高负荷的情况，在铲斗整个挖掘过程中，彡的平均值一般为30%40%。 值不仅决定于土壤的级别，而且受土壤中的夹杂物影响很大。当切削边形状合理、土质均匀而不含夹杂物时，!0.1.0.5;当不是理想状态时，值将增大0.51.0 倍或更多;在爆破不好的岩石中工作时，值将更大。对于不装斗齿并具有向前突出的半圆形锐利切割边的铲斗，既可保证倾斜切割，又可减少装土阻力。若是正铲斗，建议将表 3-1 中的降低 10%20%选用。经验指出，当铲斗的切割边宽度 b 大于 50cm，切割周边的结构使侧壁不参加切割或很少参加切割时，利用“值和公式来计算是适合的。求出 !1 和!2 后，！即可求出。反铲的计算和正铲相似。因反铲一般用于较轻级的土壤，所以“取较小值即可。原文地址:http:/
