плагиат (1203995), страница 8
Текст из файла (страница 8)
34Рисунок 2.1.1 - Схема сил, действующих на 34 зубГоризонтальная составляющая силы сопротивления копанию(2.4)где - удельное сопротивление грунта рыхлению, 0,5 34 МПа, принимается взависимости от типа грунта (принимаю условно 34 тяжелый суглинок) [8].- ширина зуба (табл.
1.5), 0,075м;- глубина рыхления (табл. 1.5), 0,45м;- число зубьев (по исходным данным данный рыхлитель 34 однозубый).Вертикальная составляющая сил сопротивления грунта рыхлениюопределяется в зависимости от 34 нормальной составляющей(2.5)где α - номинальный угол рыхления, α=45.Тогда сила сопротивления рыхлению(2.6) 34Сумма всех сил сопротивления при работе рыхлителя 34Номинальное тяговое усилие(2.7)где – сцепной вес бульдозера, Н;- коэффициент сцепления, . Для плотных грунтов принимается большезначения коэффициента, для мягких грунтов принимается меньшие значения(принимаем так как грунт для расчета приняли тяжелый суглинок).Сцепной вес бульдозера(2.8)где - масса бульдозера-рыхлителя с рабочим оборудованием (рыхлителем иотвалом);– ускорение свободного падения,.Сравниваем полученный результат со значением номинальной силы тягибульдозераУсловие выполняется.2.2 Расчет механизма подъема и опускания рабочего органа рыхлителяДля расчета допустимых сил действующих на 34 зуб при работе рыхлителя, 34составляется расчетная схема рисунок 2.2.1 [17].а)б)Рисунок 2.2.1 – Расчетная схема для определения допустимой силы, действующей на зубрыхлителя при заглублении: а – при заглублении; б – при подъемеДопустимую силу заглубления в грунт зуба рыхлителя определяют из условийотсутствия вывешивания базового трактора относительно ребра А и зубарыхлителя в статическом положении (рисунок 2.2.1,а).
Условие равновесия гдегде – силатяжести рыхлительного оборудорвания, = 21,92 кН;– сила тяжести трактора, = 140,28 кН;l – база трактора, l = 2,8м;l1 l2, l3 - плечи сил,, l1 = 1,5м; l2 = 1,1м; l3 = 1,275м.Из уравнения (2.9) выражаемМаксимальную силу подъема зуба рыхлителя определяют из условияотсутствия опрокидывания трактора относительно ребра Б при максимальнойглубине рыхлителя (рисунок 2.2.1,б) Условие равновесия, гдегде l5 - плечо силы, l5 = 1,3м;Из уравнения (2.11) выражаемРасчет механизма включает в себя так же расчет и выбор гидроцилиндровв соответствии с усилиями и .Усилие T гидроцилиндров установленных штоком вверх определяются согласнорасчетным схемам, изображенным на рисунке 2.2.2. 10а)б)Рисунок 2.2.2 – Расчетная схема 10 для определения 55 усилия в гидроцилиндрах: а – призаглублении; б – при подъемеМаксимальное усилие T1 гидроцилиндров при заглублении в грунт зубарыхлителя определяется из суммы моментов относительно точки O и точки Eсогласно рисунку 2.2.2а.(2.12)условия равновесия, где(2.13)(2.14)гдеусловия равновесия, гдегде плечи сил (Максимальное усилие T2 гидроцилиндров при подъеме рыхлителя определяетсяиз суммы моментов относительно точки O и точки E согласно рисунку 2.2.2б.(2.17)условия равновесия, гдеусловия равновесия, гдеПо результатам расчетов при подъеме рыхлителя штоки гидроцилиндровдолжны создавать усилия не менее 132,6 кН.
Давление в гидравлическойсистеме в соответствии с аналогом принимаем р=12 МПа.Ориентировочный диаметр поршнягде z – количество гидроцилиндров, работающих одновременно, z=2;– потери давления в напорной линии от насоса до гидроцилиндра;– механический КПД гидроцилиндра; (в соответствии с [x] принимается = 0,96МПа);- КПД пары шарнирных подшипников крепления гидроцилиндра с густойсмазкой, = 0,94.Принимаем поршень диаметром 100мм.Исходя из диаметра поршня подбираем два гидроцилиндраЦГ-100.56х600 ГОСТ 15150-69, рисунок 2.2.3 [18].Рисунок 2.2.3 – Схема гидроцилиндра ЦГ-100.56.х600Усилие, развиваемое гидроцилиндром, установленным штоком вверх призаглублении [17]где диаметр штока,Найденное усилие в гидроцилиндре, должно быть ровно или большеполовины усилияУсловие выполняется.Усилие развиваемое гидроцилиндром при подъеме рабочего органарыхлителя [17]Найденное усилие в гидроцилиндре, должно быть ровно или больше половиныусилия.Условие выполняется.2.3 Расчет зуба на прочность2.3.1 Определение опорных реакций в шарнирах крепления зубаПринимаем, что нагрузки приложены в конце зуба при выглублении.
На зубдействуют максимальные величины определенные в пункте 2.1 и 2.2.Составляется расчетная схема, представленная на рисунке 2.3.1.Рисунок 2.3.1 – Расчетная схема 31 зуба рыхлителяОпорная реакция определяется иp уравнения моментов относительноточки В,Опорная реакция определяется иp уравнения моментов относительно точки А,Проверяются реакции из условия, что сумма проекция всех сил на ось yравна нулу,Так как реакция направлена в противоположную сторону, то считаем спротивоположным знакомУсловие выполняется.2.3.2 Построение эпюры изгибающих моментовВеличина момента в точке АВеличина момента в точке Силипри этом значения моментов должны быть одинаковымиПо полученным значениям строится эпюра изгибающих моментов,изображенная на рисунке 2.3.2.Рисунок 2.3.2 – Эпюра изгибающих моментов зуба2.3.3 Определение нормальных напряженийПо эпюре изгибающих моментов опасным сечением является сечение А-А, где вплоскости ХОZ действует изгибающий момент =79,6 кН м.Геометрическая характеристика сечения А-Агде – толщина пластины, м;– ширина пластины,Нормальное напряжение в сечении А-АУсловие прочностигде – допускаемое напряжение для материала зуба.
Зуб изготовлен изматериала Ст 35 ГОСТ-1050-88 для которого .В сечении А-А условие прочности выполняется.3. МОДЕЛИРОВАНИЕ, ИНЖЕНЕРНЫЙ АНАЛИЗ И ПРИМЕНЕНИЕУСОВЕРШЕНСТВОВАННОГО НАКОНЕЧНИКА РЫХЛИТЕЛЯ3.1 Описание технологических свойств и преимуществ усовершенствованнойкоронки рыхлителяОсновная нагрузка при работе бульдозера приходится на зуб рыхлителя, ккоторому крепится наконечник с помощью пальцев. В настоящей работеприведены результаты исследований наконечников двух конструктивнотехнологических исполнений – исходной типовой модели «GETLF»производство Китай, полученного литьем, и наконечника, полученного ковкой, сусовершенствованной формой [4] (рисунок 3.1.1).Усовершенствованный наконечник изготавливают в Италии наспециализированных заводах, их относят ко второй группе изделий которыевключают в себя адаптеры и наконечники различных размеров, форм и веса.Они производятся на кузнечнопрессовой линии WERK 2, включающеймеханические и винтовые прессы вертикального типа, и полностьюуправляемой роботами.
Эта группа изделий изготавливается извысококачественных легированных сталей, содержащих кремний, молибден,ванадий и бор. После высокотемпературной термообработки эти сталиприобретают гарантированную твердость 53 - 54 по Роквеллу и ударнуювязкость более 40 Джоулей.Основные конструктивные особенности наконечника новой конструкции вотличие от типовой:- начальная точка ребра была перенесена вперед к концу наконечника на60 мм;- толщина ребра была уменьшена на 5мм для лучшего проникновения вгрунт;- усовершенствованный наконечник стал на 35 мм длиннее: 400 мм придлине типового наконечника 365 мм;Рисунок 3.1. Варианты конструктивного исполнения наконечников рыхлителя: а)усовершенствованного; б) типовогоУсовершенствованный наконечник изготавливают из материала сталь30ХГСФА ГОСТ 4543-71 методом ковки.
Традиционно кованные материалы вотличие от литых имеют несколько достоинств. Ковка — обработка металладавлением, посредством которой металл в нагретом состоянии уплотняется,сращивается и получает желаемую форму, что практически исключаетвозникновение мелких пор в структуре материала и попадание вредныхпримесей. Так же кованные изготовления имеют высокие механическиесвойства по сравнению с литым.Химический состав и механические свойства наконечника показаны втаблице 3.1.Таблица 3.1 – Химический состав и механические свойства итальянскойкоронки.С,% Mn,% Cr,% Si,% Mo,% Ni,% S,% P,% Al,% B,%0,325 1,23 0,815 1,48 0,041 0,031 0,007 0,016 0,031 0,003Окончание таблицы 3.1Механические свойстваТвердость Предел текучести Ударная вязкость52,2 HRC 1300 Н/мм2 38 Дж/см2Сравнительные испытания типовой и усовершенствованной моделинаконечников производились компанией ООО «ДВ-Рикамби» в реальныхпроизводственных условиях.
Результаты испытаний показали:- время полезного использования исходной типовой коронки «GETLF»(КНР) – 3 часа 48 мин (228 мин);- время полезного использования усовершенствованной коронки (Италия)– 6 часов 56 мин (416 мин).На начальном этапе рыхления оба наконечника работали одинаковоэффективно. В дальнейшем, усовершенствованная коронка показала лучшуюпроизводительность. В процессе работы коронка самозатачивается и сохраняетоптимальный угол резания грунта, износ рабочей поверхности происходитравномерно с сохранением относительных геометрических параметров.
Носоктиповой коронки в процессе рыхления затупляется, в связи с чемэффективность резания грунта значительно сокращается. При этом остаточныйресурс усовершенствованного наконечника позволяет продолжить егоиспользование на более легких грунтах.Таким образом увеличение механических свойств материала путемизменения метода изготовления ковки, увеличивает стойкость коронки к износупочти в два раза, а изменение формы наконечника, позволяет ей в процессеработы истираться по всей поверхности более равномерно, что позволяетсохранить относительные геометрические параметры, оптимальный уголрезания и уменьшить затупление режущих кромок.Поэтому применение усовершенствованной коронки КМ75L являетсяцелесообразно, так как повышается эффективность работы рыхлителя в целом.3.2 Технология создания твердотельной модели зуба рыхлителя в сбореТвердотельное моделирование является основным видом трехмерногопроектирования изделий машиностроения.
Создаваемые в ходе такогомоделирования тела воспринимаются системой как некие единые объекты,имеющие определенный объем и плотность. Твердотельное моделированиепозволяет не только эффективно 62 решать 71 компоновочные задачи, но и определятьинерционно-массовые характеристики, получать необходимые виды, разрезы исечения трехмерного объекта для оформления рабочей документации.Помимо средств создания пространственных объектов блок трехмерногомоделирования системы 62 SolidWorks включает в себя средства просмотраобъемного изображения, визуализации и редактирования трехмерных объектов[21].
![](https://s.studizba.com/z.php?f=/templates/si/i/noavatar.png&w=100&h=100&t=1"){kind=avatar}
