ВКР_Киреев1 (1210967), страница 2

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

Текст из файла (страница 2)

На основе данных, полученных в результате проведенного анализа существующих авторских свидетельств и патентов, предлагается техническое решение.

2 Техническое решение

На основании проведенного патентного поиска предлагается новое техническое решение на рисунке 1.

Рисунок 1 – Предлагаемое техническое решение

Устройства работает следующим образом. Насос через трубку 3 всасывает рабочую жидкость из внутреннего бака 2. Уровень жидкости во внутреннем баке 2 падает, вместе с ним опускается поплавок 6, закрепленный на коромысле регулирования заслонки 8 отверстия между внутренним 2 и внешним 1 баком. Опускаясь, поплавок 6 с утяжелителем 9 поворачивают коромысло 7, тем самым открывая заслонку 8. В открывающееся отверстие рабочая жидкость из внешнего бака 1 поступает во внутренний бак 2. Образующийся перепад давления между внешним 1 и внутренним 2 баком создает разряжение в верхней полости внутреннего бака 2. Одновременно с падением уровня жидкости поплавок 5 сапуна зависает в воздухе, дыхательный клапан сапуна 4 открывает отверстие, связывающее внутренний объем с атмосферой. Через это отверстие выходят пузырьки воздуха из рабочей жидкости, вытесненные создавшимся разряжением.

Таким образом процесс дегазации регулируется заслонкой 8 отверстия между внешним 1 и внутренним баком 2. Чем больше насос качает рабочую жидкость, тем больше заслонка 8 открывает отверстие, тем больше образуется перепад давления (создается разряжение) и соответственно эффективней процесс дегазации рабочей жидкости.

3 Технико-экономическое обоснование

Применение усовершенствованного гидравлического бака должно увеличить коэффициент полезного действия гидравлического оборудования, повысить производительность экскаватора, что в свою очередь должно привести к экономической эффективности, за счет рационального расхода топлива и экономии времени. Эффективность процесса дегазации рабочей жидкости приведет к уменьшению износа агрегатов гидросистемы, увеличению их долговечности и работоспособности, что в свою очередь благоприятно скажется на обслуживании машины в экономическом плане.

4 Общий расчет экскаватора

4.1 Техническая характеристика машины

Рисунок 2 – Экскаватор без рабочего оборудования

– расстояние от оси пяты стрелы до оси вращения;

– база гусеничного ходового устройства;

– длина гусеничного ходового устройства;

– колея гусеничного ходового устройства;

– ширина гусеничной ленты с нормальным звеном;

– ширина гусеничной ленты с уширенным звеном;

– ширина поворотной платформы;

– просвет под поворотной платформой;

– высота до оси пяты стрелы;

– высота до крыши кабины;

– просвет под ходовой рамой;

– радиус вращения хвостовой части платформы;

Наибольшее тяговое усилие на гусеницах ;

Наибольшая скорость передвижения ;

Угловая скорость поворотной платформы ;

Наибольший преодолеваемый подъем ;

Давление на грунт .

Двигатель: ЯМЗ-238ГМ2

Тип: четырехтактный дизель;

Число цилиндров: 8;

Эксплуатационная мощность: ;

Угловая скорость коленчатого вала:

–номинальная ;

–минимальная .

Гидравлическая система.

Наибольшее давление в гидросистеме:

–привода рабочего оборудования ;

–привода хода

–привода поворотной платформы ;

Номинальный расход .

Электрооборудование.

Номинальное напряжение:

–в осветительной сети (постоянный ток) ;

–в сети вентилятора охладителя и отопления кабины (переменный ток) .

4.2 Рабочее оборудование

Для экскаватора ЭО-4225 основным рабочим оборудованием является обратная лопата, применяемая для разработки грунта, расположенного ниже уровня стоянки экскаватора. Этот вид рабочего оборудования применяют при планировании откосов и насыпей, при копании котлованов в гражданском и промышленном строительстве, траншей под канализационные, водопроводные, теплофикационные, нефтегазовые и другие трубопроводы.

Технические характеристики экскаватора с рабочим оборудованием обратная лопата (см. рис. 3):

Вместимость ковша геометрическая по ГОСТ для грунтов I–IV групп: ;

Наибольшее усилие на кромке ковша: ;

– наибольший радиус копания;

– радиус, описываемый кромкой зуба ковша;

– радиус выгрузки в транспорт при высоте выгрузки 3м;

– наибольшая глубина копания;

– наибольшая высота выгрузки;

– длина базовой части стрелы;

– длина головной части стрелы;

– длина рукояти;

Продолжительность рабочего цикла при работе в отвал с поворотом на на грунтах IV группы при средней глубине копания: ;

Масса с нормальным звеном гусеничной ленты: .

Рисунок. 3 - Экскаватор с рабочим оборудованием обратная лопата

4.3 Расчет усилий сопротивления копанию

Определяем радиус, описываемый при повороте ковша режущими кромками зубьев:

, …...(4.1)

где – объём ковша экскаватора;

.

Определяем кинематическую длину ковша:

, ....(4.2)

.

Определяем ширину ковша:

, ……………(4.3)

.

Определяем расчётную толщину стружки:

, ……….. .(4.5)

где – угловое перемещение рукояти за одну операцию копания;

;

– длина рукояти;

.

Определяем максимальное сопротивление копанию:

, …………(4.6)

где – удельное сопротивление копанию грунта IV категории, кПа;

– поправочный коэффициент (справочная величина).

.

Определяем работу, затрачиваемую на преодоление сопротивления копанию грунта:

, ………….(4.7)

где – поправочный коэффициент (справочная величина).

.

4.4 Тяговый расчет гусеничной машины

Для тягового режима уравнение силового баланса имеет вид:

, (4.8)

где – движущая сила гусеничного движителя:

, (4.9)

где – крутящий момент на выходном валу силовой установки;

– передаточное число трансмиссии;

– КПД трансмиссии;

– радиус начальной окружности ведущего колеса движителя.

– сила сопротивления движению по прямолинейной траектории,

,

где – коэффициент сопротивления движению (см. табл. 1, для уплотненного грунта);

– сила тяжести машины;

– масса машины с рабочим оборудованием.

– сила сопротивления грунта копанию;

– сила сопротивления, обусловленная движением машины на уклоне (максимальный уклон ):

, (4.10)

.

– сила инерции при неравномерном поступательном движении;

, (4.11)

где – коэффициент учета инерции вращающихся масс механизмов привода движителя (для гусеничных машин);

.

– сила сопротивления воздуха движению машины;

, (4.12)

где – давление ветра;

– наветренная площадь боковой части экскаватора.

.

Расчет давления ветра:

…………………………….. , (4.13)

где – плотность воздуха;

– скорость ветра.

.

– сила сопротивления при движении на повороте:

, (4.14)

где – коэффициент сопротивления повороту (грунт сухой дернистый суглинистый).

На транспортном режиме, когда ,получим:

.

Действительная скорость (км/ч) движения гусеничной машины:

, (4.15)

где 0,377 – коэффициент перевода единиц измерения м, мин в км, ч ( );

– коэффициент буксования, %.

.

Скорость движения машины при :

.

Мощность, затрачиваемая на буксование движителя:

, (4.16)

= .

Из формулы (4.15) следует, что при , когда , вся мощность затрачивается на буксование. Наиболее эффективным на тяговом режиме работы машин для земляных работ с гусеничным ходовым оборудованием является движение при , так как в этом случае движитель развивает силу тяги, близкую к максимальной, а действительная скорость машины снижается незначительно.

Максимальное тяговое усилие на грунтах с оптимальной влажностью, развиваемое гусеничным движителем при :

,

где – коэффициент сцепления движителя с грунтом (см. табл. 1, уплотненный грунт).

В результате тягового расчета определяется движущая сила и суммарное сопротивление, обусловленное взаимодействием движителя и рабочего оборудования с грунтом.

Движущая сила ;

Уравнение силового баланса:

;

Сопротивление при движении по прямолинейной траектории ( ):

;

Сопротивление при движении на повороте ( ):

;

Сопротивление при движении на подъем по прямой ( ):

.

Таблица 4. Коэффициенты сопротивления движению и сцепления.

Опорная поверхность	Гусеничный движитель
Цементобетон	0,06	0,5–0,6
Сухой асфальтобетон	0,05	0,45–0,55
Грунтовая дорога:
сухая	0,06–0,07	0,8–1,0
влажная	0,12–0,15	0,5–0,6
Грунт:
рыхлый свежеотсыпанный	0,07–1	0,6–0,7
уплотненный	0,08	0,8–1,0
Песок:
влажный	0,05–0,1	0,6–0,7
сухой	0,15–0,2	0,4–0,5
Снег:
рыхлый	0,1–0,15	0,3–0,5
укатанный	0,04–0,06	0,4–0,6

4.5 Расчет устойчивости одноковшовых экскаваторов к опрокидыванию

Характеристики

Список файлов ВКР