144593 (Разработка рабочего оборудования одноковшового погрузчика)

Курсовая работа по дисциплине:

Строительные машины

Разработка рабочего оборудования одноковшового погрузчика

ЗАДАНИЕ

тема: Расчет рабочего оборудования строительно-дорожной машины и технологической схемы выполнения работ

Исходные данные

Машина: рыхлитель; кусторез; корчеватель; бульдозер (поворотный отвал; неповоротный отвал); скрепер; автогрейдер; экскаватор (прямая лопата); экскаватор (обратная лопата); драглайн; погрузчик; каток; автогудронатор; асфальтоукладчик; роторный снегоочиститель; роторный экскаватор; траншейный экскаватор;

Выполняемые работы: разработка выемки; возведение насыпи; планировочные работы; уплотнение грунта; рыхление; рытье котлована (траншеи); разработка забоя; укладка асфальтобетонной смеси; розлив битума;

Размеры разрабатываемого участка:

длина – ширина – высота (глубина):

Грунт: песок; супесь; суглинок; гравий; глина; сланцы;

Введение

Одноковшовыми погрузчиками называют самоходные подъемно-транспортные машины, у которых основным рабочим органом служит ковш, установленный на конце подъемной стрелы. Зачерпывают насыпной груз ковшом, опущенным вниз, при движении погрузчика вперед в сторону штабеля. Разгружают погрузчик после перемещения его к загружаемому транспортному средству и подъема ковша вверх.

Одноковшовые погрузчики в основном предназначены для погрузки на транспортные средства (автомобили-самосвалы и полувагоны) сыпучих и кусковых грузов и прежде всего заполнителей (песка, гравия, щебня), а также грунта, строительного мусора, каменного угля, кокса и др.

При установке специальных ковшей (на погрузчиках грузоподъемностью свыше 1,5 т) их также применяют для перегрузки скальных пород, разработки и погрузки гравийно-песчаных материалов в карьерах, а при больших грузоподъемностях — и материковых грунтов I—II категории.

Когда вместо ковша устанавливают разное сменное оборудование, погрузчики выполняют ряд вспомогательных работ: монтажных, зачистных, планировочных, снегоуборочных и др.

Исходные данные

разрабатываемый грунт =1400…1600

производительность погрузчика

номинальная грузоподъемность =2т

Выбор базового трактора.

Ориентировочно масса погрузчика (т)

[1]

q=0,2 – для гусеничных погрузчиков [1]

Масса базового трактора (т)

[1]

- коэффициент; =1,25…1,35 [1]

Подбираем базовый трактор ДТ-75Б-C2 по значению (таблица 3, стр.90 [1])

Мощность двигателя, кВт(л.с.)55(75)

Скорость,

вперед 3 – 10,5

назад 3,5 – 4,5

Габаритные размеры, мм

длина 5715

ширина 2048

высота 2034

Номинальная вместимость коша ( )

[1]

- плотность материала;

- коэффициент наполнения ковша; =1,25

Расчет производительности

Теоретическая производительность ( )

[3]

- коэффициент заполнения ковша; =0,5÷1

- коэффициент разрыхления материала; =1,25

- время рабочего цикла, с

[2]

- коэффициент учитывающий совмещение операций; =0,85÷0,9

- время подъема/опускания ковша; =20с

- время передвижения погрузчика; =30с

- время зачерпывания материала; =20с

- время разгрузки; =5с

- время поворота; =20с

- время, затрачиваемое на управление машиной; =10с

Эксплуатационная производительность ( )

[3]

- время работы за смену с учетом технического обслуживания и подготовке погрузчика к работе; =6,82

- коэффициент использования в течении смены; =0,5÷0,8

При смене 8 часов производительность погрузчика ( )

Производительность погрузчика может варьироваться в зависимости от разрабатываемого материала, времени рабочего цикла.

Расчет ковша

Принимаем ширину ковша исходя из ширины базового шасси

В=2100

Радиус поворота (м)

[1]

- относительная длина днища ковша; =1,45

- относительная длина задней стенки; =1,15

- относительная высота козырька; =0,13

- относительный радиус сопряжения днища с задней стенкой; =0,37

- угол между задней стенкой и днищем ковша;

- угол между плоскостью козырька и продолжением плоскости задней стенки;

По расчетному радиусу поворота и оптимальным значениям относительных характеристик определяем основные параметры ковша:

• длина днища

• длина задней стенки

• высота козырька

• радиус сопряжения

• высота шарнира крепления к стреле

• ширина зева ковша

Угловые размеры углов:

• угол раствора между днищем и задней стенкой ;

• угол наклона боковых стенок относительно днища ;

• угол заострения режущих кромок ;

• угол между задней стенкой и козырьком ;

Толщина основного листа ковша (мм)

[3]

Меньшие значения коэффициента следует применять для погрузчиков больших типоразмеров, и наоборот

Тяговый расчет

Напорное усилие по мощности двигателя (Н)

[1]

- мощность двигателя, кВт

- К.П.Д. трансмиссии; =0,88

- скорость погрузчика; =0,91

- коэффициент сопротивления качению; =0,06÷0,1

- вес погрузчика;

Максимальное напорное усилие с учетом увеличения крутящего момента двигателя (Н)

[3]

- коэффициент перегрузки двигателя; =1,1÷1,15

- буксование движителей; =0,2

Наибольшее напорное усилие по сцепному весу (Н)

[3]

- коэффициент сцепления; =0,9

Определение сопротивлений внедрению ковша материал

Условие движения

[2]

Общее сопротивление внедрению ковша в материал (Н)

Сопротивление, возникающее на передней режущей кромке и на кромках боковых стенок ковша (Н)

[2]

- сопротивление резанью; =0,02МПа

- коэффициент учитывающий сопротивление на кромках боковых стенок ковша; =1,1

- ширина кромки ковша

- глубина внедрения ковша; =0,7

Сопротивление от трения между материалом и внутренними поверхностями днища и боковых стенок ковша (Н)

[2]

- коэффициент учитывающий трение материла о боковые стенки ковша; =1,04

- коэффициент трения материала о ковш; =0,4

- сила зависящая от веса материала в объеме призмы и от давления со стороны материала, находящегося за пределами призмы (Н)

[2]

- угол естественного откоса материала;

Сопротивление между днищем коша и основанием штабеля (Н)

[2]

- коэффициент учитывающий положение ковша при внедрении, при полном опирании днища ковша на основание штабеля; =1

- коэффициент трения между днищем ковша и основанием штабеля; =0,3÷0,4

- вес ковша с грунтом;

Проверка условия движения

условие выполняется

В конце внедрения при повороте ковша для зачерпывания материала необходимо преодолеть силу Т сопротивления сдвигу материала по плоскости сдвига (Н)

[2]

- коэффициент внутреннего трения материала по поверхности сдвига; =0,5

- удельное сопротивление сдвигу материала; =0,02МПа

- площадь сдвига,

- пассивный отпор штабеля при отсутствии подпора материала в заднюю стенку ковша (подпор недопустим, так как увеличивает усилие внедрения)

Решая систему уравнений относительно Т, получим

[2]

Определение параметров усилий и скоростей

Усилие на штоке цилиндра поворота ковша (Н)

[3]

- выглубляющее усилие на комке ковша; =T=37900Н

- коэффициент запаса, учитывающий потери на трении в шарнирах рычажной системы, гидроцилиндрах, потере в гидросистеме; =1,25

- вес ковша;

- число гидроцилиндров механизма поворота ковша; =2

- мгновенное передаточное отношение механизма погрузочного оборудования при усилии

[3]

- то же, при весе ковша

[3]

Усилие на штоке гидроцилиндра механизма подъема стрелы (Н)

[1]

=2.29м

=1,4м

=0,2

=0,6м

- вес подвижной части оборудования;

- усилие гидроцилиндра механизма поворота ковша без учета коэффициента запаса;

- число гидроцилиндров механизма подъема стрелы; =2

Скорости движения поршней гидроцилиндров

Средняя скорость поршней гидроцилиндров поворота ковша ( ) для положения внедрения

[3]

- коэффициент снижения рабочей скорости в процессе внедрения;

- коэффициент совмещения;

- скорость движения погрузчика, ;

Средняя скорость поршней гидроцилиндров подъема стрелы ( )

[3]

- средняя линейная скорость подъема стрелы, отнесенная к шарниру рабочего органа;

- ход поршня гидроцилиндра подъема стрелы;

- длина стрелы;

- угол поворота стрелы;

Определение параметров гидросистемы

Диаметры исполнительных гидроцилиндров (м)

[4]

- усилие на штоке, Н

- механический К.П.Д. гидропривода;

- расчетное давление рабочей жидкости, МПа;

- номинальное давление гидросистеме, МПа;