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

В связи с выше сказанным принимаем следующий уголвзаимодействия:αI = 36°3. Определение максимальной глубина разработки грунтамногосекционным рыхлителем.Рассматривая стандартную методику (ГОСТ 7425-71) определениямаксимальной глубины рыхления и комбинируя ее под рыхлитель ковшапланировщика, определяем, что оптимальная глубина разработки грунтаhопт не должна превышать критические показатели:hmax = 2.5 …4,0 Вср = 0,5 мгдеВср - средне арифметическая ширина рыхлителя.Принимаем hmax = 0,5мНаименьшее значение максимальной глубины разработкигрунтасоответствует пластичным грунтам (глины, суглинки), а большие значения- хрупким грунтам (пески, супеси).Зная максимально допустимую глубину резания, принимаемследующие конструктивные размеры многосекционного рыхлителя:Вhрых = hmax-   sinα= 1-(0,50) sin30=0,3м24.

Определение усилий заглубления и выглубления зубьевУсилие заглубления в грунт зубьев рыхлителя PЗ определяют изусловий вывешивания РО относительно ребра А и зуба рыхлителя встатическом положении.Рисунок 11 - Схема для определения усилий заглубления зубьев рыхлителяУсловие равновесияP3 MA 0 откуда:GT l1  GP  l4  l2   GБ l 34990  0, 78  4150  2,8  1,34   4200 1,12 7419, 6 кгl4  l32, 6  2,56(27)Усилие выглубления зубьев рыхлителя PB определяют из условияравновесия относительно задних опорных катков B при максимальнойглубине рыхления (рис. 12). Условие равновесияPB MB 0 , откуда:GБ  l  l4   GT l1  GPl2 4200 1, 22  0, 78   34990  2  4150 1, 46 17468 кгl34,14(28)На зуб рыхлителя в процессе работы действуют следующие нагрузки:- горизонтальная составляющая сопротивления грунта рыхлению:ДTСЦ Т СЦ K Д  275  3  825 кН(29)где K Д - коэффициент динамичности, K Д = 2-3,5.При расчете все составляющие сил сопротивления рыхлению считаются приложенными к режущей кромке наконечника рыхлителя.Опорные реакции в шарнирах крепления рыхлительногооборудования и усилия в его стержнях определяют для одного расчетногоположения.Начало заглубления зуба рыхлителя или конец выглубления (Н=0).Рисунок 12 - Схема сил для определен усилий заглубления зубьеврыхлителяРазмеры плеч и длины стержней определяют из рабочих чертежейпрототипа проектируемого рыхлителя  6 .Максимальное заглубление зуба рыхлителя  H  H max  иливыглубление зуба с глубины Н.Определяют углы  ,  ,  :sin  l1  l5 1,83  1, 46 0, 23 ; cos  0,97 ;l71,55(30)sin  tg l3  l4 0, 65  0, 43 0, 2 ; cos   0,978 ;l101, 4l5  l2 1, 46  1, 0004 0, 48 ;   250 .l6  l91/ 34  0,39(31)(32)Реакции опор (усилия в стержнях) от силы TСЦД :Из условия равновесия:MMAA 0;MЕ0;MД0Д TСЦl14  R ДС cos   l1  l3   R ДС sin   l11  RBE cos   l1  l2   RBE sin  l9  0(33)82,5  2,36  R ДС 0,978  1,83  0, 65   R ДС 0, 2  0,19  RBE 0,9 1,83  1, 0   RBE 0, 44 1, 46  0194, 7  0,96 RДС  1,39 RBE  0MЕД Т СЦ l2  Н   RAB cos  l1  l2   RAB sin  l3  RДС cos   l2  l3   RДС sin   l9  l11   0(34)82,5 1, 0  0, 6   RAB 0,97 1,83  1, 0   RAB sin  l3  R ДС 0,978 1, 0  0, 65   R ДС 0, 2  0,39  0,19   04,18  0,87 RAB  0, 296 RДС  0132  0, 76 RAB  0,888RДС  0MДД Т СЦ l2  Н   RAB cos   l1  l3   RAB sin  l11  RBE cos   l2  l3   RBE sin  l9  l11   0(35)82,5 1, 0  0, 6   RAB 0,97 1,83  0, 65   RAB 0, 23  0,19  RBE 0,9 1, 0  0, 65   RBE 0, 44  0,39  0,19   0103,12  1,1RAB  0, 22RBE  0Решим систему из трех уравнений194, 7  0,96 R ДС  1,39 RBE  0 1132  0, 76 RAB  0,888 R ДС  0  2 103,12  1,1RAB  0, 22 RBE  0  3Подставив в первое получим132  0, 78 RAB0,888103,12  1,1RAB0, 22Из 2-го R ДС Из 3-го RBE 132  0, 76 RAB  103,12  1,1RAB 194, 7  0,96  1,39 00,8880, 22(36)703,5  6,13RAB  0 RAB  114,7 т.R ДС RBE  132  0, 76 114, 7 50, 46 (т);0,888103,12  1,1114, 7 105, 70, 22(т).(37)(38)Реакции опор от силы РВ :Из условия равновесия;MMAA 0;MЕ0;MД0  РВl13  R ДС cos   l1  l3   R ДС sin   l11  RBE cos   l1  l2   RBE sin  l9  0 (2.41)17, 4 1, 46  R ДС 0,978  1,83  0, 65   R ДС 0, 2  0,19  RBE 0,9 1,83  1, 0   RBE 0, 44 1, 46  025, 4  0,95RДС  0,87 RBE  0MЕ  РВ  l13  l9   RAB cos   l1  l2   RAB sin  l3  R ДС cos   l2  l3   R ДС sin   l9  l11   0(39)17, 4 1, 46  0,39   RAB 0,97 1,83  1, 0   RAB sin  l3  R ДС 0,978 1, 0  0, 65   R ДС 0, 2  0,39  0,19   018, 6  0, 76 RAB  0,39 RДС  0MД  РВ  l13  l11   RAB cos   l1  l3   RAB sin  l11  RBE cos   l2  l3   RBE sin   l9  l11   0(40)17, 4 1, 46  0,19   RAB 0,97 1,83  0, 65   RAB 0, 23  0,19  RBE 0,9 1, 0  0, 65   RBE 0, 44  0,39  0,19   022,098  1,1RAB  0, 22RBE  0Реакции опор от силы GP :Из условия равновесия:MMAA 0;MЕ0;MД0 GPl8  R ДС cos   l1  l3   R ДС sin   l11  RBE cos   l1  l2   RBE sin  l9  0(41)4,11,16  R ДС 0,978  1,83  0, 65   R ДС 0, 2  0,19  RBE 0,9 1,83  1, 0   RBE 0, 44 1, 46  04, 756  0,95RДС  0,87 RBE  0MЕ GP  l8  l9   RAB cos   l1  l2   RAB sin  l3  R ДС cos   l2  l3   R ДС sin  l9  l11   0(42)4,11,16  0,39   RAB 0,97 1,83  1, 0   RAB sin  l3  R ДС 0,978 1, 0  0, 65   R ДС 0, 2  0,39  0,19   03,157  0, 76 RAB  0,39 RДС  0MД GP  l8  l11   RAB cos   l1  l3   RAB sin  l11  RBE cos   l2  l3   RBE sin   l9  l11   0(43)4,11,16  0,19   RAB 0,97 1,83  0, 65   RAB 0, 23  0,19  RBE 0,9 1, 0  0, 65  RBE 0, 44  0,39  0,19   03,977  1,1RAB  0, 22RBE  0Решим систему из трех уравнений:4, 756  0,95 R ДС  0,87 RBE  0 13,157  0, 76 RAB  0,39 R ДС  0  2 3,977  1,1RAB  0, 22 RBE  0  33,157  0, 76 RAB0,393,977  1,1RAB0, 22Из 2-го R ДС Из 3-го RBE 3,157  0, 76 RAB  3,977  1,1RAB 4, 756  0,95  0,87 00,390, 22(44)6,7  0,64RAB  0 RAB  10,5 т.R ДС RBE  3,157  0, 76 10,5 15, 05 (т);0,393,977  1,1 10,5 20, 6 (т).0, 22Вычисляется суммарное усилие в стержнях навески:RRRT PT PT PAB 3 P RABСЦ  RAB RAB 114, 7  26, 45  10,5  77, 75(m)AB 3 GP  RABСЦ  RAB RAB 50, 48  3,85  15, 05  69,38(m)BE 3 P RBEСЦ  RBE RBE 105, 7  31,84  15, 05  88,91(m)GG(45)(46)2.5.

Определение необходимых усилий на режущей кромке ковша собратной лопатой2.5.1. Усилия резания для грунтов третьей категории поворотомрукоятиСтрела максимально опущена вниз, копают без поворота ковша придвижении рукояти снизу вверх, этот участок траектории является наиболеенагруженным. Расчётное положение рабочего оборудования показано нарис. 13.Рисунок 13 - Схема к определению толщины стружкиМаксимальная толщина стружки, hmax , ммhmax  Rk 1  cos  j , мм [3](47)гдеφ – угол поворота рукоятью, отвечающей срезанию стружкимаксимальной толщины, град.;Rk  радиус копания рукоятью, мм.hmax  3400  1  cos 20  205 ммУсилие резания на кромке ковша, R01 , кН:1.35P01  g  1  2.6  b   1  0.0075     Z  hmax,где(48)b – ширина ковша, м;α – угол резания, град.;Z – коэффициент, учитывающий наличие зубьев;P01  9,81  12  1  2,6  0,9  1  0,0075     0,7  0,205 1,35  46,982 HМаксимальное усиление копания Rmax , кН, определяется по формуле:Pmax  P01  f  hmax  b  K сж  VK j  g  tgS ,где(49)f – коэффициент, учитывающий высоту пригружающего слоя грунта;К сж  удельное сопротивление грунта сжатию, МПа;Vк  объём ковша, м³j – плотность грунта, т/м³g – угол внутреннего трения, град.Рmax  46 ,982  1,75  0,205  0,9  0,25  1,0 1,9  9,81  tg 0,55  47 ,179 кНОтпор грунта для зубьев, Р02 , кН определяется по формуле:2Р02  Рmax Р012 ,Р02  47.179  46.982  4.306 кН22(50)2.5.2.

Усилия резания поворотом ковшаЗа расчётное принимают положение, при котором рукоять повёрнутана угол, допускающий развитие максимального усилия на режущейкромке ковша. Весь угол поворота ковша разбиваем на 6 частей.Рисунок 14 - Схема определения усилия резанияМаксимальное реактивное усилие в цилиндре рукояти Рц . р. :Рц. р.

 Р р. у.  Fц. р. ,гдеРц . р.  максимальное давление в цилиндре рукояти, Н/см²;Fй . р.  площадь поршневой полости цилиндра рукояти, см²(51)Рц. р.  2500  226  565000 НУсилие на режущей кромке, Р01 , Н:Р01 гдеРц . р.  rц . р.  Gк .гр.

 rк .гр.  G р  rрS,(52)Рц . р.  реактивное усилие в цилиндре рукояти, кНGк .гр.  вес ковша с грунтом, кНG p  вес рукояти, кНВ шестой точке ковш максимально наклоняется.Вес грунта в ковше, Gгр. , кН:Gгр. гдеVк Vпр   j  gKp,[](53)Vк  объём ковша, м³Vпр  объём призмы, удерживающийся створками ковша, м³j – плотность грунта, т/м³К р  коэффициент разрыхления грунта;Gгр 1,0  1,111,9  9,81  20 ,279 кН1,25Вес ковша с грунтом в шести положениях:Таблица 7 - Исходные данные№Gк.гр., кН123456812,05616,12220,16714,11328,279Вес ковша: Gк  8 кНТаблица 8 - Данные для расчёта усилий на режущей кромке№r ц .