ПЗ (1192159), страница 4

Просмтор этого файла доступен только зарегистрированным пользователям. Но у нас супер быстрая регистрация: достаточно только электронной почты!

Текст из файла (страница 4)

В целях унификации и снижения затрат наобслуживание и ремонт на экскаватор будем устанавливать гидроцилиндры сЛистИзм Лист. № докум..Подп.ДатаДП 23.05.01.02.00.00 ПЗ26одинаковыми диаметрами штоков и поршней, но разным ходом штоков. Поэтомурасчёт будем вести по наиболее нагруженному гидроцилиндру стрелы.Диаметр гидроцилиндра с односторонним выходом штока. Диаметргидроцилиндра D, мм вычисляется по формуле:D1 4 F ,  P   м(2.24)где F – усилие на штоке, Н;ψ – коэффициент мультипликации, ψ=1,25;P - перепад давления между напорной и сливной полостями, Па; м - механический КПД гидроцилиндра,  м =0,95.Перепад давления P , МПа принимают равным:P  0.8...0.9PH ,(2.25)где РН – номинальное давление в гидросистеме, МПа.P  0.8...0.916  12.8...14.4 МПа.Принимаем равным 14 МПа.D1 4  108700  1.25 0.104 мм.3.14  14  10 6  0.95Определим диаметр поршня из условия неразрывности потока.

Так как убольшинства гидроцилиндров рабочей полостью является поршневая, то диаметрD, мм определим по формуле:D2 4QНД V,(2.26)где QНД - действительная подача насоса, м3/с;V – скорость штока гидроцилиндра, м/с.Скорость штока рекомендуется принимать равной 0,1 м/с.4  1.28  10 3 0.117 мм.3.14  0.1D2 Найдём средний диаметр:D104  117 109.5 мм.2ЛистИзм Лист. № докум..Подп.ДатаДП 23.05.01.02.00.00 ПЗ27По ОСТ 22-1417-79 выбираем гидроцилиндры с диаметром поршня 110 мм.Ход штока для каждого гидроцилиндра принимаем из условия выполнениянеобходимых технологических операций.

Гидроцилиндры всех механизмовприведены в таблице 2.3.Таблица 2.3 – Обозначение гидроцилиндровЭлемент экскаватораОбозначение гидроцилиндров по ОСТ 22-1417-79Стрела1.16.1.У-110х56х1120Рукоять1.16.1.У-80х56х900Ковш1.16.0.У-80х56х900Механизм поворота3.16.1.У-110х56х140Аутригеры1.16.0.У-110х56х280Определим действительную скорость штока Vд, м/с :VД QНДS эф,(2.27)где QНД - действительная подача насоса, м3/с;Sэф – эффективная площадь поршня, м2.Дляпоршневойрабочейполостиэффективнаяплощадь Sэф, м2определяется по формуле:S эф D 2 3.14  0.112 9.6  10 3 м2.44Тогда действительная скорость равна:VД 1.28  10 3 0.105 м/с.9.6  10 3Определяем отклонение действительной скорости штока:V VД VV 100% 0.105  0.1 100%  5% .0.1Данное расхождение в скорости является приемлемым, так как допустимаяразбежка равна 10%.ЛистИзм Лист.

№ докум..Подп.ДатаДП 23.05.01.02.00.00 ПЗ282.4.4 Подбор насосов. Определим требуемую подачу насоса исходя измаксимальногорасходажидкостивконтуре.Израсчетоввидно,чтомаксимальный расход рабочей жидкости Q, м3/с будет при подачи в поршневуюполость гидроцилиндра стрелы и будет равна:Q  D 2 V  z,4   ОЦ(2.28)где ОЦ- объемный КПД гидроцилиндра;V- заданная скорость движения гидроцилиндра;z- число параллельно установленных гидроцилиндров;Максимальная подача для гидроцилиндра стрелы равна:Qмах 3.14  1102  106  0.1 0,974  103 м 3 /c .4  0.98Рабочий объём qНТ, cм3 определяем по формуле:q НТ Qmax,nН  OH(2.29)где nн – частота вращения насоса;OH - объемный КПД привода.Номинальное давление в гидросистеме принимаем стандартное длятракторов МТЗ, равное 16 Мпа.Частоту вращения вала насоса принимаем равной номинальной частотеколенчатого вала двигателя, т.е.

n H =1920 мин-1 ( n H =32 с-1) с учетом того, чтоOH =0,96 получим:q НТ 10,974  10 3 0,000042 м 3  42см 3 .32  0,96По номинальному давлению и рабочему объёму [5] выбираем насос НШ 310,имеющий следующую характеристику:рабочий объём, см3: 56;давление на выходе, МПа:номинальное: 16;ЛистИзм Лист. № докум..Подп.ДатаДП 23.05.01.02.00.00 ПЗ29максимальное: 20;частота вращения вала, с-1:минимальная: 16;номинальная: 32;максимальная: 40;номинальная подача, дм3/с: 1,44;номинальная потребляемая мощность, кВт: 26,2;КПД:полный: 0,82…0,90;объёмный: 0,92…0,98.С целью унификации и снижения затрат на содержание и ремонт для второгоконтура принимаем такой же насос, как и для первого контура, т.е. НШ310:Проверим обеспечивает ли выбранный насосрасход потребляемыйгидроцилиндрами.

Расход гидроцилиндров Qц, дм3/с определяется по формуле:QЦ  V  D 2,4   об(2.30)где V – скорость штока гидроцилиндра, м/с;D – диаметр цилиндра, мм; об - объёмный КПД гидроцилиндра,  об =0,98.Так как все гидроцилиндры имеют одинаковую скорость и диаметр, торасход будет одинаков:QЦ 3.14  0.1  110 2 0.97 дм3/с.4  0.98Действительную подачу насоса Qнд, дм3/с уточняем по формуле:QHД  q HД  n H   об ,(2.31)где q HД – действительный рабочий объём насоса, дм3;n Н - действительная частота вращения вала насоса, n НД  n Н с-1; об - объёмный КПД насоса,  об =0,94.ЛистИзм Лист.

№ докум..Подп.ДатаДП 23.05.01.02.00.00 ПЗ30QHД 1  0.042  32  0.94  1.26 дм3/с.Данный насос вполне удовлетворяет потребностям гидросистемы по расходу,т.е. QH  1.44  QЦ  1.26 дм3/с.2.4.5Определениевнутреннихдиаметровгидролиний,скоростейдвижения жидкости. Расчёт трубопроводов гидросистемы произведём длягидролинии гидроцилиндра стрелы, так как они требуют большую пропускнуюспособность.Определение скоростей движения жидкости по трубопроводам произведем всоответствии со значениями предельных скоростей, указанными в таблице 2.2Минимальный внутренний диаметр dр, м определяется по формуле:dp 0.004  Q НД  V ,(2.32)где QНД – действительный расход жидкости, дм3/с;[V] – допускаемая средняя скорость движения жидкости на участке, м/с.Допускаемую скорость рабочей жидкости принимаем равной 5 м/с.dp 0.004  1.26 0.018 м.3.14  5Диаметр трубопровода, полученный при расчете, округляем до ближайшегостандартного (d=20 мм) по ГОСТ 16516-80.

В целях унификации диаметрыостальных трубопроводов принимаем такого же диаметра. Длина трубопроводовопределяется исходя из расположения на машине.Определим действительные скорости движения жидкости во всасывающей,напорной и сливной гидролиниях по формуле:V ЖД 4  10 3 QНД d2,(2.33)где d – действительное значение внутреннего диаметра гидролинии, м.V ЖД4  10 3  1.26 4.01 м/с.3.14  0.02 2Скорость меньше допускаемой, поэтому выбранный диаметр трубопроводовудовлетворяет необходимому условию.ЛистИзм Лист. № докум..Подп.ДатаДП 23.05.01.02.00.00 ПЗ312.4.6 Выбор гидроаппаратов. Гидроаппаратуру (распределители, обратныеклапаны, гидрозамки, предохранительные клапаны и др.) выбирают по условномупроходи и номинальному давлению. Дополнительным параметром длягидроаппаратуры является номинальный расход жидкости.Выбор будем производить согласно рекомендациям [5].Выбор рабочей жидкости.В качестве рабочей жидкости принимаем масло ВМГЗ (ТУ 38-101479-74)предназначено для внесезонной эксплуатации в строительных, дорожных,коммунальных,лесозаготовительныхидругихмобильныхмашинахсгидроприводом и в промышленном гидрооборудовании.

Температурный интервалиспользования масла от минус 43 до плюс 35 0С. Кинематическая вязкость притемпературе 50 0С 10-5 м2/с. Применение гидравлического масла ВМГЗ позволяетзначительно расширить географическую зону надёжной эксплуатации машины,отказаться от использования более 110 сортов масел, созданных для другихцелей. Срок эксплуатации масла без замены составляет 3500-4000 ч. работы, т.е.

в2 – 3 раза превышает срок эксплуатации других неспециальных масел.Выбор направляющих гидроаппаратов.В качестве направляющих гидроаппаратов выбираем гидрораспределителирассчитанные на номинальное давление 16 МПа (ОСТ 22-829-74). Дляуправлениягидроцилиндрамистрелы,рукоятииковшапринимаемраспределитель VD8A-1D270.Для гидроцилиндров поворота и аутригеров:VD8-1D270.Длягидроцилиндровпогрузочногооборудованиястандартныйгидрораспределитель устанавливаемый на базовой машине Р80-3/4-222.Для фиксации рамки принимаем блок фиксаторов ТУ 20-344-99.Для исключения утечек жидкости из поршневых полостей гидроцилиндроввыносных опор, с целью обеспечения устойчивого положения экскаватора впериод копания, устанавливаются гидрозамки 61800.Для уменьшения скорости опускания отвала и избежания его падения приЛистИзм Лист.

№ докум..Подп.ДатаДП 23.05.01.02.00.00 ПЗ32разрушении трубопровода устанавливают дроссель с обратным клапаном 62800.Выбор фильтрующих элементов осуществляем из необходимостиобеспечения тонкости фильтрации не более 40 мкм, так как в гидросистемеиспользуются шестерёнчатые насосы, и пропускной способности не менее 200л/мин.Выбираемфильтр1.2.40-25/0.63(ОСТ22-883-75).ЛистИзм Лист.

№ докум..Подп.ДатаДП 23.05.01.02.00.00 ПЗ333 Расчеты на прочность3.1 Расчет пальца крепления стрелы экскаватораРасчёт пальца крепления стрелы экскаватора и колонки производим поизгибающему моменту, а затем проверяем их на срез [7]. При расчетерассматриваем данное соединение, как палец лежащий на двух опорах и к немуприложено усилие (Рисунок 4.1).Рисунок 4.1 – Расчётная схема для определения диаметра пальца креплениястрелыДиаметр пальца d, м рассчитываем по формуле:d 3M изг,0,1   Т(4.1)где d – диаметр пальца, м;Мизг – изгибающий момент действующий на палец, кН.м;[σ]Т – предел текучести материала, Па.Пальцы изготавливаем из стали 45.

Предел текучести стали 45, согласно [7]равен 640 МПа.Изгибающий момент Мизг, кН.м равен:M изг  P  l ,(4.2)где l – плечо действия силы Р = 119.7 кН, м.M изг  119.7  0.05  7.24 кН.м.Диаметр пальца определим по формуле (4.1):ЛистИзм Лист. № докум..Подп.ДатаДП 23.05.01.03.00.00 ПЗ34d 37.24  10 3 61 мм.0.1  640  10 6Принимаем диаметр равный диаметру посадочного отверстия в проушинестрелы, т.е. d=70 мм.Проверим палец на срез τ, МПа:4F   , d2(4.3)где d – диаметр пальца, м;F – сила действующая на палец (перпендикулярная оси пальца), Н;[τ] – допускаемое напряжение материала на срез, Па.Предел прочности стали на срез  ср , МПа определяется по формуле : ср 0.25   T ,(4.4)где  T - предел текучести стали, МПа. ср  0.25  640  160 МПа.Сила действующая на палец равна весу рабочего оборудования и усилию наштоке гидроцилиндра Р=119.7 кН. 4  119.7  10 3 41.5  160 МПа.3.14  0.035 2Значит принятый диаметр пальца удовлетворяет условиям прочности.3.2 Расчет сварного соединенияПоперечина соединяется с рамой при помощи ручной дуговой сварки поГОСТ 14771-76.Выбираем тавровое соединение Т3.

Характер сварного шва – двухсторонний.Сварные швы угловые без разделки кромок, катет шва K  4 мм .Обозначение сварного шва : ГОСТ 14771-76-Т1-  4.Определим прочность соединения на срез τ, МПа по формуле: РвM 6   ,0.7  K  2b 0.7  K  b 2  2(4.5)ЛистИзм Лист. № докум..Подп.ДатаДП 23.05.01.03.00.00 ПЗ35где Рв - горизонтальная сила действующая на соединение, кН ;K - катет сварного шва, мм;Рисунок 4.2 – Усилие действующие на сварное соединениеb - ширина стойки, мм;M - момент действующий на стойку, МПа; - допускаемое напряжение среза;Величину изгибающего момента действующего на проушину М, кН.мопределим по формуле:M  РL,(4.6)где L - ширина поперичины;M  119.7  0.04  6.37 кН  м .При ручной дуговой сварке электродами Э-42 и Э-50 допускаемоенапряжение среза τ, МПа будет равно:   0.6 р  ,(4.7)где  Р  - допускаемое напряжение на растяжение материала соединяемыхдеталей .

Характеристики

Список файлов ВКР