我国自行制造的履带式旋挖井机,用于建筑工地打井作业,它的结构示意图如图1所示.整机由主机B、动力连杆C和支架E及钢丝绳H组成,附属设备由空心钻杆A和钻头D(大小可根据需要更换)组成.旋挖井机工作时,主机通过C将动力传给A,A带动D竖直往下旋挖,并将挖出的泥沙填充到A内;停止旋挖时,C与A完全分离,H的拉力可把A、D和泥沙提到地面.部分数据见下表:
名称 |
旋挖井机 |
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整机质量 |
9×104kg |
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钻杆质量 |
5×103kg |
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钻头 |
直径 |
质量 |
40cm |
100kg |
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80cm |
200kg |
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120cm |
300kg |
(1)假设旋挖井机用20s将0.5t的泥沙从井下先提高10m,接着又用5s将泥沙水平移动3m后卸到地面上,求此过程中,旋挖井机做的有用功和有用功率.
(2)把已卸掉泥沙的A和D固定好后竖直立放在井中,此时C与A完全分离且H处于松弛状态,固定在A上的D的横截面示意图如图2所示,其中S为D与泥沙的接触面积(即图中的阴影部分),R为D的半径,求D对井底泥沙的压强.
(3)假设某时旋挖井机靠近A一侧的履带离开地面向上翘起,且只有M点着地,H处于松弛状态,A对C竖直向上的力为F,请你比较此状态下整机重力G(重心在O点)与力F的大小.
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