Определение суммарных реакций, действующих на рабочие органы каналокопателя

На рабочий орган каналокопателя действуют: силы сопротивления копанию грунта ножами; силы сопротивления копанию боковыми кромками лопаток; силы трения; силы, действующие на двухотвальный клин; силы сопротивления копанию зачистным клином. Первые три силы объединяем в суммарную реакцию грунта, разложим на касательную и нормальную реакцию.

Касательная реакция:

F_к = (Р_к^н + Р_к^л + Р_р + Р_под + Р_тр)/v_окр; (4.16).

F_к = (9,24 + 28,7 + 18,5 + 1,7 + 21,3)/ 14 = 2,1 кН.

Нормальная составляющая вычисляется по зависимости.

F_н=? F; (4.17).

где = 0,6 [3],.

F_н= 0,6? 2,1 = 1,26 кН.

Точка приложения реакции F_к и F_н находится на высоте Н_к/3 от дневной поверхности, что примерно соответствует углу 0,7_к (рисунок 4.1).

Рисунок 4.1 — Схема к определению точки приложения реакции грунта.

Дно канала окончательно формируется зачистным отвалом. Для расчетов принимается, что отвал срезает толстую стружку треугольного сечения (рис. 4.2).

Рисунок 4.2 — Схема к определению реакций, действующих на зачистной отвал.

Горизонтальная реакция R_о^г определяется по формуле:

R_о^г = (0,35…0,80)k₁ b_д ²/ 2ctgл; (4.18).

R_о^г = (0,35…0,80)?40 ?0,35 ²/ 2ctg54? =1,2…2,8 кН.

Принимаем k₁ = 40 кПа по приложению табл.2 [1].

Вертикальная составляющая реакция R_о^в определяется по формуле:

R_о^в = R_о^г? ctg_o; (4.19).

где _o— угол наклона касательной к нижней точке отвала, _o = 653.

R_о^в = 2? ctg65° = 0,92 кН.

Реакции грунта действующие на двухотвальный клин можно определить по эмпирической формуле:

F_г = F_г^кфнА_к /А_кфн; (4.20).

где F_г^кфн — горизонтальная реакция, действующая на двухотвальный клин каналокопателя КФН-1200, F_г^кфн = 15 кН;

А_кфн — площадь поперечного сечения канала, отрываемого каналокопателем КФН-1200, А_кфн =1,74 м².

F_г = 15? 2,61/1,74 = 22,5 кН.

Вертикальная составляющая, действующая на двухотвальный клин, рассчитывается по формуле:

F_в = F_в^кфн А_к /А_кфн; (4.21).

где F_в^кфн — вертикальная реакция, действующая на двухотвальный клин каналокопателя КФН-1200, F_в^кфн = 3 кН.

F_в = 3? 2,61 /1,74 = 4,5 кН.