147584 (Скрепер), страница 9

де γ=15 кН/м3 – об'ємна вага рихлого грунту;

B=2430 мм – ширина нижньої частини заслінки;

B₁=2754 мм – ширина верхньої частині заслонки.

, , , – площі фігур, що становлять бічну

площа заслінки.

6.1.1 Визначаємо площу трикутника O1BC

Де

H=1.2м – висота наповнення трунта.

6.1.1.2. Визначаємо площу кріволенейной трапеції О1NDB

S_O1NDB= S_ODB - S_ONO1, де S_ODB-площа сектора ODB:

S_ONO1-площадь трикутника ONО1;

S_ONO1=1/2•NO•O1O•sin120=1/2•0.078•0.079•sin120=0.0006м2.

Розглянемо трикутник О1ОА. Звідки маємо:

6.1.1.3. Визначаємо площу кріволенейной трапеції NLED

S_NLED= S_OED – S_OLN,

де S_OED – площа сектора ОED:

SOLN – площа трикутника ОLN.

З трикутника ОАN маємо:

6.1.1.4. Визначаємо площу трикутника КЕL.

S_KEL= S_OFE – S_OFRL,

де S_OFE – площа трикутника ОFE

S_OFE=1/2•OF•OE•cos9⁰26=1/2•0.14•0.854•cos9⁰26=0.059м².

S_OFKL=0.01 м² – площа фігури ОFKL/

S_KEL=0.059-0.01=0.049м².

6.1.1.5. Визначаємо площу сектора EКA.

S_EKA= S_DOA – S_NLED-S_KEL – S_NOA,

де S_DOA - площа трикутника ОNО1;

S_NOА=1/2•NO•АO•sin830=1/2•0.078•0.854sin830=0.033м².

S_EKA=0,528-0,0595-0,033=0,3865 м²

6.1.1.6. Підставляючи получениє значення площі в початкову формулу, одержимо.

σγπ3=15[2,754(0,328+0,0754)+((2,43+2,754/2)(0,0595+0,049+

+2,43•0,3865]=34,97 кH.

Відкриттю заслінки перешкоджає сила тертя трунта об заслінку. Враховуючи, що на поверхні заслінки можливо налипання грунту, приймаємо максимальне значаніє коефіцієнта тертя грунту по грунту К=1, тоді сила тертя грунту рівна:

F_ТР=КG_гр3=1•34,97=34,97 кН.

6.1.2. Зусилля в тязі визначається з рівняння суми моментів щодо шарніра кріплення заслінки ковша.

Де G₃=3.89 kH – сила тяжіння заслінки.

S – зусилля в тязі заслінки.

6.1.3. Становлячі реакції в шарнірі Про (Рис. 6.1.)

З рівняння суми проекції на осі X і У:

∑y=Fтрcos54° - S sin16°+2Roy=0;

34,97•cos54° - 48,5• sin16°+2Roy=0;

Звідки

R_oy=1/2(34,97•cos54° - 48,5• sin16°)=3,59 кН;

∑z= 2Roz+S cos16° - Fтрsin54°-Gгр3=0;

2R_oz+48,5 cos16° - 34,97sin54°-34,97-3,89=0;

2R_oz-20,5=0;

2R_oz=10,25кН.

6.2. Зусилля в гідроциліндрі приводу заслінки визначимо з рівняння суми моментів одо шарніра А (см. Рис. 6.3.)

Рис. 6.3. Схема сил, діючих в гідроциліндрі приводу заслінки

∑М(А)= Ргц12-S•11 =0.

6.3. реакція в опорі А.

∑у= RАу+ Ргц sin7°-S sin16°=0;

R_Ау=-55,4 sin7°+48,5 sin16°=6,6 кН;

∑z= RАZ+ Ргц cos7°-S cos16°=0;

R_АZ=55.4• cos7°-48.5•cos16°=8.4 кН.

Одержані навантаження в тязі S=48,5 кН і Р_гц=55,4 кН є робочими навантаженнями в механізмі приводу заслінки, а найбільші навантаження визначаються по найбольшему зусиллю в гідроциліндрі заслінки.

Найбільші зусилля в штоковій порожнині гідроциліндра приводу заслінки:

Де р=1400 Н/см² - максимальний тиск в гідросистемі;

D=10 см – діамерт поршня;

D=5 см – діаметер штока.

Становлячі реакції опори А:

R_Ау=S sin16°+ Ргц sin7°=71,890• sin16°+ 82.160 sin7°=9.8 кН;

R_АZ=Ргц cos7°-Scos16°= 82.16•cos7°-71.98•cos16°=12.44 кН.

Становлячі реакції опори 0 і реакцію К на кромці заслінки визначаємо в пропозиції, що гідроциліндрі приводу заслінки розбиває максимальне зусилля при закритті заслінки коли угрунта в ній немає.

6.4 Розрахунок на міцність боковини заслінки

6.4.1. Розрахунок на міцність перетину А-А боковини заслінки (Рис. 6.5.)

6.4.1.1. згинаючий момент в перетині.

М=ROZ•25=33,3•25=832,5 кН см.

6.4.1.2 Момент опору перетину вигину

де b=6 мм – товщина стінки;

Н=450 мм – висота перетину А-А;

h1=140 мм – висота вигину боковин заслінки;

α=arctg140/162=40°50’ – кут нахилу ділянки боковин;

h2=214 мм – довжина наклоненого ділянки боковин.

6.4.1.3 Площа перетину

F=2•0,6•15,5+0,6•21,4=31,44 см2.

6.4.1.4 Напруга в перетині

.

6.4.1.5 Коефіцієнт запасу міцності

Боковина заслінки виготовлена із сталі 09Г2 з межею текучості σ=31 кН/см2

К=31/4,46=6,95.

6.4.2 Розрахунок на міцність проушини боковини

6.4.2.1 Результуюча реакція на проушине

6.4.2.2 Тиск у внітренней поверхні проушини

p=Ro/2rB,

де r=3,5 см – внутрішній радіус проушини;

B=4 см – товщина листу проушини.

р=38,69/(2•3,5•4)=1,4 кН/см2.

6.4.2.3 Еквівалентна напруга в проушине

де R=5,5 см – зовнішній радіус проушини.

6.4.2.4 Коефіцієнт запасу міцності

К=σ_Т/σ_ЭКВ=31/4,7=6,6.

6.5 Розрахунок на міцність пальця кріплення заслінки з ковшом

6.5.1 Площа перетину пальця

F=рD²/4=3,14•4,52/4=15,9 см2.

де D=4,52 – діаметр пальця.

6.5.2 Дотична напруга в перетині пальця

τ=R₀/F=38,69/2,4=2,4 кН/см2.

6.5.3 Коефіцієнт запасу міцності

Палець виготовлений із сталі 45, межа текучості, якої на зрушення τ_Т=18 кН/см2.

К=τ_Т/τ=18/2,4=7,5.

6.6 Розрахунок на міцність труби тяги заслінки

Найбільш небезпечним для тяги є момент, коли гідроциліндр приводу заслінки у момент її закриття при порожньому ковші розвиває максимальне зусилля, при цьому тяга випробовує стиснення і її потрібно рахувати на стійкість.

6.6.1 Площа перетину тяги

F=(π/4)(D2-d2)=(3,14/4)(5,82-4,22)=12,56 см2.

де D=5,8 см, d=4,2 см – відповідно зовнішній і внутрішній діаметри кільцевої перетини тяги.

6.6.2 Момент інерції перетину тяги

J=(π/4)(D4-d4)=(3,14/4)(5,82-4,22)=40,293 см2.

6.6.3 Радіус інерції перетину тяги

6.6.4 Гнучкість тяги

λ=l/i=112/1,79=62,6,

де l=112 см – довжина тяги;

λ=0,85 – коефіцієнт ослаблення допускаються нарпяженій.

6.6.5 Напруга в перетині тяги

.

6.6.6 Коефіцієнт запасу міцності

К=уТ/у=21,6/5,73=3,2.

6.7 Розрахунок на міцність проушини тяги заслінки

6.7.1 Тиск по внутрішній поверхні проушини

де r=5,8 см – внутрішній радіус проушини;

B=7,5 см – ширина проушини.

6.7.2 Еквівалентна напруга в проушине

де R=8,3 – зовнішній радіус проушини.

6.7.3. Коефіцієнт запасу міцності.

6.8 Розрахунок на міцність пальця кріплення тяги

6.8.1. Дотична напруга в перетині пальця

де r=2,25 – радіус пальця.

6.8.2. Коефіцієнт запасу міцності

7. Опис роботи схеми гідроприводу скрепера

Робоче обладнання скреперів забезпечено годравлічеськім приводом, який служе для управління положенням елементів робітника обладнання при виконанні технологічних операцій.

Робоча рідина, вживана в гідроприводах, повинна відповідати ряду вимог:

- масло не повинне змінювати в'язкість і не розкладатися при значних препаратах температур;

- не впливати на матеріал ущільнюючих елементів, систем;

- володіти здатністю протистояти піноутворенню.

Робоча рідина одночасно є середовищем, що мастить і антикорозійною, для агрегатів і гидроліній системи.

Робоче устаткування навісних і причіпних машин приводиться в дію від гідросистеми базових тракторів і тягачів, які є газделительно-агрегатною системою.

Гідравлічний привід складається з наступних складників: насоса, що приводиться в рух від двигуна базової машини; виконавчого механізму, що є гідроциліндром; механізму управління – гидрораспределітеля; вспомагательних пристроїв – гидробака, фільтру, гидроліній.

У гідравлічному приводі обертальний рух валу насоса перетвориться в поступальну ходу поршня гідроциліндра. Енергія передається від насоса до гідроциліндрів робочою рідиною.

Гідросистема скрепера призначена для підйому - опускання ковша і заслінки, а також переміщення вперед і назад задньої стінки ковша. У гідросистемі скрепера гидрораспределітелі А, Би, В трьох золотниковий чотирьохпозиційний («плаваюче» положення в скрепері не використовують).

З гидробака по всасивабщей гидролінії рідину потрапляє в насос Н1, який по напірній гидролінії до насосної порожнини гидрораспределітеля Р1. Він складається з трьох гилдрораспределітелей А,Б,В і запобіжного клапана. У нейтральному положенні входи напірної гидролінії в розподільники перекриті, і робоча рідина за рахунок збільшеного тиску в гидролінії долає опір гидроклапанов і через фільтр Ф1 на злив в гидробак. Подальша робота гідроприводу залежить від положення рукоядки і пов'язаного з ним золотником гидрораспределітеля.

Гидрораспределітель А управляє гидроцеліндром ( поз. 2) задньої стінки; гидрораспределітель Би управляє гідроциліндром підйому і опускання передньої заслінки (поз. 3); гидрораспределітель В управляє гідроциліндрами приводу підйому і опускання ковша (поз. 4 (1), поз. 4 (2)).

У гидролінії гідроциліндрів 4 (1), 4 (2) для надійної фіксациіковша в піднятому положенні і захисту рукавів високих швидкостях руху між поршневою і штоковою порожнинами встановлюється гідравлічний замок (поз. 6).

Запобігти поломці механізмів важелів іперегрузки гідросистеми і гидромотора в системі передбачені гидроклапани в системі передньої заслінки (поз. 8). А також встановлюються досселя (поз. 5(1) і поз. (5.2)) із зворотними клапанами для гідроциліндрів ковша, які дають можливість перепуська або збору рідини на злив.

Для контролю тиску робочої рідини в напірній магістралі передбачене місце для установки манометра.

7.1. Перевірочний розрахунок параметрів гідроциліндрів приводу робочого оборудиванія скрепера.