Антиплагиат (Бульдозерно-скреперный агрегат с вместимостью ковша 5,5 м. куб), страница 5

В этом случае суммарное сопротивлениеможет быть рассчитано по формуле:(2.19)где – сопротивление резанию грунта, 66 кН;– сопротивление перемещению призмы волочения 66 длянеповоротного отвала, кН;– сопротивление от перемещения грунта вверх по отвалу, 53 кН.– сопротивление перемещению базовой машины, кН.Сопротивление резанию грунта находим по формуле:(2.20)где - удельное сопротивление лобовому резанию, кН/м2;- компенсирующая составляющая, м.При работе бульдозерным оборудованием по транспортированиюгрунта имеют место непрерывные потери за счет соскальзывания грунта скраев отвала 70 на баковые валики.

Для сохранения заданнойпроизводительности 70 необходимо компенсировать эти потери постояннымзаглублением отвала на величину h1 которая может быть определена поформуле:(2.21) 70где – коэффициент, учитывающий потери грунта, для связныхгрунтов, ;– объем призмы волочения, м3. 53Объем призмы волочения зависит от геометрических размеров и 53свойств грунта(2.22)где –ширина отвала, м; 53– высота отвала с учетом козырька, м;– коэффициент, зависящий от характера грунта и 53 от отношения, . 64Тогда призма волочения будет иметь объемм3.Следовательно, величина заглубления отвала составитм.Исходя из этого, находим сопротивление резанию грунта 66кНСопротивление перемещению призмы волочения 66 для неповоротногоотвала находится по формуле(2.23)где – объем призмы волочения, м3.

53Тогда:кНСопротивление от перемещения грунта вверх по отвалу определяется 61выражением(2.24)где - объем призмы волочения, м3.Тогда:кНСопротивление перемещению(2.25)– угол наклона местности, .Тогда:кНПо формуле (2.19) суммарное сопротивление равно:W=27,838+56,219+24,044+257,479 = 365,58 кНПроверяем условие(2.26)Условие выполняется.2.1.3 Расчет параметров рыхлительного оборудованияОсновные параметры рыхлительного оборудования зависят от тяговогокласса базовой машины. Тяговый класс скрепердозера определяется изсправочных источников.Тяговый класс скрепердозера – 350 кН.

Следовательно, мы можемпринять следующие рекомендуемые параметры и показатели навесныхрыхлителей:– наибольшее опускание зубьев ниже опорной поверхности hmax, мм, неменее 1000мм;– число зубьев, n=1 - 3;– ширина наконечника зуба В, не более 125мм;– наименьшее расстояние от нижней точки рамы до опорнойповерхности при крайнем нижнем положении зубьев К, не менее 300 мм;– расстояние от наконечника 105 зуба в крайнем нижнем положении до оси 105ведущих звездочек скрепердозера Lo, не менее 1400 мм;– отношение массы рыхлительного оборудования к массе базовоймашины составляет 0,16.Угол рыхления α выбирают, исходя из условий обеспечения прочностинаконечника рыхлителя и удовлетворительного заднего угла рыхления.Рекомендуется при наибольшем опускании зубьев принимать α в пределах 30- 40° при заданном угле рыхления 8°.

Окончательно принимаем уголрыхления 40°.Угол отгиба наконечника 53 больше угла рыхления 53 для мерзлых грунтовна 15-20°, 53 то есть угол отгиба можно принять ровным 55°.Скорость рабочего хода скрепердозера при рыхлении 2,5-3 км/ч.Скорость подъема зубьев 0,1 - 0,5 м/с.Масса рыхлительного оборудования но базе трактора Т-330 составляет7500кг.Определим среднестатическое удельное давление гусеницскрепердозера на грунт по формуле(2.27)где - длина опорной поверхности гусениц, см;- ширина гусениц, см.Тогда:Н/см2Полученное значение Р не должно превышать рекомендуемых величинР=3,5-6,3 Н/см2.Горизонтальная составляющая результирующей сил сопротивлениярыхлению(2.28)где kT - коэффициент использования тягового усилия, kT =0,8.Тогда:кНВертикальная составляющая сил сопротивления находится извыражения:(2.29)где ν – угол наклона результирующей сил сопротивления рыхлению,ν=20o 100 для мерзлых грунтов.Тогда:кНУсловие движения машины:(2.30)илиусловие выполняется.Зная наибольшее сопротивление, возникающее при работерыхлительного оборудования скрепердозера, можно произвести проверкумощности двигателя.На скрепердозере используется двигатель В2-ТК-С5 со следующимипараметрами:– номинальная мощность, кВт,– 107 частота вращения, об/мин.

107Окружное усилие Рк находим по формуле(2.31)где η – механический коэффициент полезного действия трансмиссий,η=0,8...0,85;V – рабочая скорость скрепердозера при рыхлении, V=0,8 м/c (3 км/ч).Тогда:кНУсловие выполняется, так как кН.То есть мощности двигателя достаточно для рыхления грунта прискорости движения V=3км/ч.2.2 Расчет и выбор гидромеханизмов управления рабочимоборудованиемРасчет гидромеханизмов управления рабочим оборудованием сводитсяк определению нагрузок на гидроцилиндрах. Выбору гидроцилиндров,проверки гидронасосов.2.2.1 Расчет гидромеханизмов управления скреперным оборудованиемК основным механизмам управления скреперным оборудованиемотносится механизм подъема-опускания скреперного ковша, механизмразгрузки ковша скрепердозера, механизм управления заслонкой.Рассчитаем сначала механизм подъема ковша.Усилие, возникающее в гидроцилиндре, определяется по формуле(2.32)где Р1 – горизонтальная составляющая сопротивления капанию, равнаясуммарному сопротивлению при работе скреперным оборудованием, P1 =W=365,58 кН;l1, l2, l3, hS - геометрические параметры (плечи сил относительно оси О),l1=2675 мм, l2=1250 мм, l3=3375 мм, hS=2625 мм;GГ - вес грунта, кН;GК - вес ковша, кН.Вертикальная составляющая находится по зависимости:(2.33)где Р1 – горизонтальная составляющая силы сопротивления копанию,кН.Тогда:кНВес грунта в ковше определяется по формуле:(2.34)где q – емкость ковша, q=5,5 м3;γ – объемная масса грунта, γ=1750 кг/ м3;g – ускорение свободного падения, м/с2.Тогда:кНСледовательно, усилие в гидроцилиндрекНЗная усилие рассчитываем минимальный диаметр цилиндра поформуле:(2.35)где i – число гидроцилиндров, i=2;SГЦ – усилие в гидроцилиндре, Н;– Коэффициент соотношения между диаметром штока d игидроцилиндра D, ψ=0,5;P – давление в гидросистеме, МПа (Н/мм2);ηг – силовой коэффициент полезного действия гидросистемы, ηг=0,75.Тогда:ммПо справочнику подбираем гидроцилиндр диаметром 180 ммМощность необходимая для подъема ковша(2.36)где SП = 413918 Н – усилие в гидроцилиндре при подъеме ковша(определено ранее);ηоб – объемный КПД гидронасоса, ηоб=0,9.СледовательнокВтРасход гидронасосов должен быть достаточным для подъема ковшаскрепера со скоростью, 14 см/с.

Определим реальную скорость подъемаковша по зависимости(2.37)где Q – расход гидронасоса, л/мин;Тогда:см/с.Скорость опускания ковша скрепера связана со штоковой полостьюгидроцилиндра по формуле:(2.38)где d – диаметр штока, см;Тогда:см/с,условие выполняется.Расчет механизма разгрузки ковша сводится к определениюсопротивления движению задней стенки(2.39)Тогда:НСила трения 63 грунта определяется по формуле:(2.40) 63где ЕА – активное давление грунта на боковую стенку, 63 кг определяетсяпо зависимости(2.41)где Lк – длина ковша, Lк =3,5 м;- угол внутреннего трения грунта, .ТогдакгСледовательно, сила тренияНСуммарное сопротивление составит(2.42)Следовательно288127,38 Н.Так как ход гидроцилиндра очень велик, необходимо применятьдвухступенчатый гидроцилиндр.Диаметр гидроцилиндра определим по формуле (2.35)мм.Выбираем из справочника двухступенчатый цилиндр 160х100, ходпоршня мм.Скорости выдвижения и втягивания гидроцилиндра удовлетворяюттребованиям (10...50 см/с).Мощность необходимая для разгрузки ковша определяется также поформуле (2.36).

В этой формуле усилие в гидроцилиндре Н,скорость движения штока см/с.ТогдакВт.Расчет гидромеханизма управления заслонкой. Рассчитаем и выберемтеперь гидромеханизм управления заслонкой.Наибольшие нагрузки на гидроцилиндр подъема заслонки возникаютпри ее подъеме, когда ковш загружен с "шапкой". При открыванииприходится преодолевать давление грунта, находящегося под заслонкой,трение о грунт, массу самой заслонки.Рисунок 2.3 – Схема расчета усилий для подъема заслонкиУсилие, развиваемое каждым гидроцилиндром, определяется извыражения:(2.43)где,,, - геометрические параметры (плечи сил относительно осиО), мм, мм, мм, мм;- масса грунта в объеме заслонки, кг;- сила трения грунта о грунт, Н;- масса заслонки, кг.Масса заслонки G3 определяется в предварительных расчетахориентировочно по аналогии с известными конструкциями по формулеG3=(80...100)q,где q – емкость ковша, q=5,5 м3.ТогдакгМасса грунта в объеме заслонки определяется по формуле:(2.44)где – ширина ковша, м;Н – высота грунта действующего на заслонку, Н=2,2 м;- длина заслонки, =1,75 м;k1 - коэффициент, учитывающий конфигурацию заслонки, k1 =0,4.ТогдакгСила трения грунта о грунт определяется по формуле:(2.45)Таким образомНСледовательно, зная основные нагрузки, можно рассчитать усилие вгидроцилиндреНОпределим по формуле (2.3) диаметр гидроцилиндра заслонки.

В этойформуле Н.ТогдаммПо справочнику выбираем гидроцилиндр 100х50х800 с ходом штокамм.2.2.2 Расчет гидромеханизмов управления бульдозернымоборудованиемРасчет сводится в основном к определению усилия в штокахгидроцилиндров и выбору последних.Сила S на штоке гидроцилиндра может достигать 49 максимальнойвеличины в положении резания 49 или в начале подъема отвала из положениярезания в транспортное 49 положение.Силу S, возникающую в процессе резания, 49 определяют исходя изуравнения 49 моментов сил относительно точки С ( 49 см. рисунок 2.4а) по формуле(2.46)(2.46)где,,, - геометрические параметры (плечи сил относительнооси С), мм, мм, мм, мм;– масса бульдозера, кгГоризонтальная составляющая силы сопротивления грунта копаниюопределяется по формуле:кН(2.47)Вертикальная составляющая силы сопротивления грунта копаниюопределяется по формуле(2.48)где – угол трения грунта о сталь.ТогдаН.Рисунок 2.4 – Схемы к определению силы развиваемой механизмомподъемаСледовательно, усилие в гидроцилиндре:НСила проверяется по условию устойчивости машины приопрокидывании ее относительно ребра А (см.