Пояснительная записка (Повышение производительности одноковшового экскаватора модели ЭО-1222), страница 3

Рисунок 4 - Основные размеры ковшей обратной лопаты с полукруглой режущей кромкой

Далее в соответствии с принятыми принципиальными решениями по конструкции экскаваторного рабочего органа ориентировочно была

определена обеспеченная минимальная масса металлоконструкции ковша:

m = (0,6…1,7) V, [3] (15)

m = 0,63×1,0=630 кг.

Особенности расчета ковша

Максимальные напряжения от изгиба в козырьке ковша ориентировочно находят по соотношению:

σ _из= М_макс/W, [3] (16)

З десь максимальное напорное усилие, полученное в ранее проведенных расчетах; b – ширина ковша; п – число болтов, крепящих зубья к козырьку; d – диаметр болта; t – толщина козырька.

Усилие копания рассчитывается по формуле:

(17)

где К – удельное сопротивление грунта копанию, равное при использовании ковшей с зубьями 160... 180 кПа для легких грунтов, 250...260 кПа для средних и 320...350 кПа для тяжелых; при полукруглой режущей кромке значение К уменьшается на 15...25 %; q – вместимость ковша геометрическая, м³; Н_н - высота напорного вала, м; Кр – коэффициент разрыхления грунта.

Угол резания.

Основываясь на теоретических данных, примем, для уменьшения сил сопротивления копанию угол резания режущей кромки коша =45^о.

Таблица 5 - Параметры модернизированного экскаваторного ковша

2.4.2. Определение рациональных размеров отвальной поверхности

1. Определим касательную составляющую сопротивления грунта копание - (Н) определяем по формуле [10]:

, [3] (18)

где - удельное сопротивление грунта копанию, по данным при копании немерзлых грунтов ІІІ группы, типа - суглинок, ковшом ;

- емкость ковша, м³;

- коэффициент рыхления грунта, для мерзлых грунтов, [13].

Все ковша с грунтом (Н) определяем по формуле:

, [3] (19)

где , - соответственно вес ковша и грунта в ковше, Н;

- ускорение свободного падения, ;

- удельная материалоемкость ковша, [6];

- плотность грунта, для немерзлого грунта III группы типа - суглинок [13];

- коэффициент наполнения ковша, принимаем .

Н.

2. Длину отвальной поверхности принимаем равной ширине ковша.

Принимаем: мм.

3. Высоту отвальной поверхности определяют в зависимости от конструктивных параметров ковша и уточним их методом расчета на основании существующих показаний усилий развиваемых базовой машиной, мм:

(20)

Принимаем: .

Рисунок 5 - Модернизированная конструкция ковша экскаватора

4. Определим конструктивные параметры методом построения и нахождения неизвестной графо-аналитически.

Построение профиля выполняется в соответствии с рис. 6, следующим образом. Из точки О (начало координат) проводят прямую О-А под углом и прямую О-Б под углом к оси абсцисс. Точка А получается в результате пересечения прямой О-А с горизонталью, проведенной на расстоянии Н от оси абсцисс, а точка Б лежит на расстоянии а от точки О. Из точки А проводится прямая под углом опрокидывания , являющаяся касательной к профилю отвала в этой точке. Перпендикуляр к этой касательной АО пересекается с перпендикуляром к касательной ОБ в центре профиля отвала , откуда радиусом А= Б=R может быть очерчен профиль криволинейной части отвала.

Рисунок 6 - Профиль отвальной поверхности

Принимаем , .

5. Постоянный радиус кривизны, мм

мм (21)

6. Угол наклона криволинейной части профиля получаем из условия,

, (22)

следовательно ,

тогда .

7. Угол наклона криволинейной части профиля получаем по формуле

, (23)

Опираясь на графические построения и конструктивные особенности, принимаем .

Толщина лобового листа определяется ориентировочно в зависимости от

номинального тягового усилия.

Рисунок 7 - Схема отвальной поверхности с основными габаритными размерами

Конструкция отвальной поверхности

Отвальная поверхность выполнена из листовой стали М9Г2С с ребрами жесткости.

Ширина листа была принята с учетом обеспечения прироста перемещаемой призмы (и возможности выполнять планировочные работы) в среднем на

50%, а также предварительного прочностного расчета.

Толщина листа принята равной 20мм.

Остальные конструктивные параметры подбираем путем проведения графо-аналитического метода, основанного на построении конструкции и нахождении ее параметров во время вычерчивания имеющихся параметров конструкции. В результате построения была выбрана и обоснована конструкция отвальной поверхности приведенной на рис. 8.

Конструктивные параметры ковша оснащенного отвальной поверхностью представлены в табл. 3.2.

Рисунок 8 - Отвальная поверхность

Таблица 6 - Параметры модернизированного экскаваторного ковша с отвальной поверхностью

Общий вид рабочего органа с отвальной поверхность приведен на рис. 9.

Рисунок 9 - Ковш, оснащенный отвальной поверхностью

2.4.3. Расчет рыхлительного элемента планировочного ковша

К основным параметрам рыхлителя относятся: максимальная глубина разработки грунта Н; ширина ; угол взаимодействия разрабатываемого грунта ; расстояние от нижней точки рамы до опорной поверхности при максимальной глубине разработки грунта Н; задний угол въезда (рис. 10).

Рисунок 10 - Схема рыхлительного элемента

1. Определим вертикальную составляющую усилия разработки определяют по горизонтальной составляющей и углу взаимодействия:

Н (24)

где - угол взаимодействия первой секции, град; ;

- угол трения грунта по материалу наконечника рыхлителя, ( , табл. 3)

Горизонтальная составляющая усилия разрыхления равна:

кН, (25)

где - глубина зоны развала м, см. рис. 2.1 ;

- предел прочности грунта при растяжении Н/м2 , ( , табл. 1)

Глубина развала определяется из зависимости:

м, (26)

где - коэффициент расширения боковой части прорези, = 0,6-0,8.

2. Угол взаимодействия с грунтом многосекционного рыхлителя.

Угол разработки грунта выбирают исходя из условий обеспечения прочности ножа рыхлителя и удовлетворительного заднего угла рыхления. Рекомендуется принимать с , при заднем угле рыхления не менее . В связи с выше сказанным принимаем следующий угол взаимодействия:

α_I = 36°

3. Определение максимальной глубина разработки грунта многосекционным рыхлителем.

Рассматривая стандартную методику (ГОСТ 7425-71) определения максимальной глубины рыхления и комбинируя ее под рыхлитель ковша планировщика, определяем, что оптимальная глубина разработки грунта не должна превышать критические показатели:

h_max = 2.5 …4,0 В_ср = 0,5 м

где В_ср - средне арифметическая ширина рыхлителя.

Принимаем h_max = 0,5м

Наименьшее значение максимальной глубины разработки грунта