Антиплогиат (1217348), страница 4
Текст из файла (страница 4)
При таком сложном движении днище,режущая кромка и зубья козырька выдергиваются из – под породы. При 4ПЗ 23.05.01 00 00 00 ПЗЛист42Попределенной скорости движения штоков гидроцилиндров, когда днищекозырька будет двигаться вниз с ускорением свободного падения, 6 не возникаютсопротивления, связанные с подъемом и сдвигом породы, находящейся надднищем козырька, и сопротивления, обусловленные трением породы о днокозырька и сдвигом части шапки породы. Кроме того, 4 отсутствует давление набоковые стенки ковша, поскольку порода находится в состоянии невесомости.Тогда усилие на штоках гидроцилиндров ковша вместимостью 1,6 м3исходя из уравнения моментов относительно точки О будет равно:1.6 4 Предварительный анализ и характеристика модернизированногоузлаПри проектировании рабочего органа на базе строительногогидравлического экскаватора 4-й размерной группы будем руководствоватьсяПЗ 23.05.01 00 00 00 ПЗЛист43Птем фактом, что основные узлы: ходовая часть, силовая установка, поворотнаяплатформа, стрела, рукоять, элементы управления стрелой и рукоятью должныбыть очень близкими к прототипу (рис.
1.7), а так же техническаяхарактеристика и геометрические параметры.Рисунок 1.7 – Протопит экскаватораПЗ 23.05.01 00 00 00 ПЗЛист44П1.7 Вариант усовершенствованной конструкции ковша экскаватораИсходя из вышесказанного, была сформулирована цель работы. Эта цельзаключается в изменении конструкции, в которой исключены вышеуказанныенедостатки. Предлагаемая конструкция ковша (рис 1.8) позволяет значительноснизить сопротивление в начальный момент поворота козырька и обеспечитьработу бесштоковых полостей гидроцилиндров поворота козырька, чтопозволяет уменьшить массу гидроцилиндров, которую можно реализовать вувеличение полезной вместимости ковша и производительности экскаватора.ПЗ 23.05.01 00 00 00 ПЗЛист45ППЗ 23.05.01 00 00 00 ПЗЛист46ПРисунок 1.8 – Ковш усовершенствованной конструкцииКовш содержит днище 1, соединенное с рукоятью 2 при помощи шарнира ипроушины 3 для крепления гидромеханизма 4 поворота ковша.
В верхней частиднища с внешней стороны боковых стенок 5 козырька 6 выполненыкронштейны 7, с которыми соединены центральные оси 8 эксцентриков 9,выполненных в виде шатунов, периферийные оси 10 которых соединены скозырьком. К днищу со стороны верхней кромки 11шарнирно прикрепленыкорпусы гидроцилиндров 12поворота козырька со штоковой 13 и бесштоковой14 полостями, а так же параллельно корпусам гидроцилиндров жесткозакреплены направляющие 15. К штокам 16 гидроцилиндров 12 с помощьюпроушин 17 шарнирно присоединена поперечная ось18, которая так жешарнирно присоединена к нижним проушинам 19 тяг 20, находящимися вместес двумя роликами 21 в направляющих 15. Верхние части тяг 20 с помощью осей22 присоединены к рычагам 23, которые в свою очередь жестко присоединены кбоковым стенкам 5 козырька 6. В днище в зоне направляющих 16 выполненыПЗ 23.05.01 00 00 00 ПЗЛист47Ппрорези 24 параллельно корпусам 12 гидроцилиндров для прохождения рычагов23.
Эксцентрики 9 закрыты от поломок кожухами 25, жестко закрепленными кбоковым стенкам козырька 6.Принцип работыЗакрытие порожнего ковша происходит при втягивании штоковгидроцилиндров поворота козырька. Направляющие на днище для роликовотнимают у механизма поворота козырька и тяг лишние степени свободы ипозволяют строго ориентировать движение козырька и тяг при открывании изакрывании. Размещении эксцентриков и кожухов вне полости ковша не влияетна процесс копания породы, так как эти они расположены в верхней частикозырька, Однако размещение эксцентриков и кожухов за пределами полостиковша значительно увеличивает вместимость ковша.ПЗ 23.05.01 00 00 00 ПЗЛист48П2.
ОБЩИЙ РАСЧЕТ ЭКСКАВАТОРАПри проектировании рабочего органа на базе строительногогидравлического экскаватора 5-й размерной группы будем руководствуемся темфактом, что основные узлы: ходовая часть, силовая установка, поворотнаяплатформа, стрела, рукоять, элементы управления стрелой и рукоятью должныбыть очень близкими к прототипу.Наиболее подходящим одноковшовым экскаватором является экскаваторЭО – 51212.1 Расчет параметров ковшаПараметры поворотного ковша можно определить по методике [2],изложенной нижеПЗ 23.05.01 00 00 00 ПЗЛист49ПРисунок 2.1 – осевое сечение ковшаОбъем ковша равен 1.6м3, следовательно, все необходимые длядальнейшего расчёта размеры принимаем согласно [2], которые занесены втаблицу 2.1Таблица 2.1 – Расчетные размеры ковшаЁмкостьПЗ 23.05.01 00 00 00 ПЗЛист50Пковша (q),1,6 1600 1530 290 1240 1800 192 1300Для более эффективного копания крепких грунтов на режущей кромкековша устанавливают зубья.Ширина зуба из условия его прочности должна составлять 80 мм.Оптимальное расстояние между зубьями равно 2,5...3,0 ширины зубаОпределяем количество зубьев на режущей кромке ковша(2.1)Округляем до ближайшего большего целого числа, получают точноеколичество зубьевФактическое расстояние между зубьями равно:мм (2.2)ПЗ 23.05.01 00 00 00 ПЗЛист51ПИсходя из условия исключения резания грунта кромкой ковша (рис.2.2,б),определяем длину рабочей поверхности зуба согласно зависимости:Рисунок 2.2 – схема установки зубьев на ковше(2.3)где – угол резания, ;– угол наклона боковой поверхности прорези грунта длясуглинковДлину рабочей части зуба по его оси определяется:ПЗ 23.05.01 00 00 00 ПЗЛист52П, (2.4)где – угол заострения зуба, .мм,2.2 Определение максимальной нагрузки на рабочее оборудованиеКинематика рабочего оборудования гидравлических экскаваторов споворотным ковшом позволяет копать как поворотом рукояти, так и поворотомковша.
В последнем случае необходимо копать стружкой такой толщины,которая позволила бы вырезать из грунта за один поворот ковша объём,равныйвместимости ковша (рис.2.3 )ПЗ 23.05.01 00 00 00 ПЗЛист53ПРисунок 2.3 – Схема к определению максимальной стружкиМаксимальную толщину стружки определяют из условия:, (2.5)где – половина угла поворота ковша при копании ().Сопротивление копанию можно определить как:ПЗ 23.05.01 00 00 00 ПЗЛист54П(2.6)где – расчётное число ударов плотномера Дорнии, для тяжелых суглинок– ширина режущей кромки ковша, 1,6 м;– максимальная толщина стружки, 0,448 м;– угол резания, град ;– коэффициент, учитывающий расстановку зубьев на режущей кромке.Рисунок 2.4 – Зависимость коэффициента от ширины ковшаТак как величина ширины вырезаемой стружки равна Bк =160см, токоэффициент z определяется по графику.
Исходя из графика коэффициент ZПЗ 23.05.01 00 00 00 ПЗЛист55Пбудет равен z = 0,812.3. Определение основных параметров экскаватораПри определении параметров экскаватора широко использовалсяпредшествующий опыт проектирования. По зависимостям, полученным наосновании аналитических и экспериментальных исследований, статистическихматериалов и законов подобия, были определены параметры экскаватора, изанесены в в таблицу 2.2Габаритные размеры экскаватора :Продольная база (опорная длина гусениц), высота гусеничного хода и ширинагусеничной ленты, определяются:(2.7)где m – масса экскаватора, т ; m = 40тПЗ 23.05.01 00 00 00 ПЗЛист56П6мммТаблица 2.2 – Основные параметры экскаватораNo п/п Параметр РазмерностьВеличина1 Усилие на зубьях ковша (S) кН 313,62 Максимальный радиус копания (Rм) м 11,463 Высота копания (Н) м 11,034 Сила тяжести экскаватора (G) кН 3925 Опорная длина гусениц (Б) м 3,766 Общая ширина (S) м 3,447 Радиус поворота задней части платформы (Rп) м 3,64ПЗ 23.05.01 00 00 00 ПЗЛист57П8 Продольная база ходовой тележки (А3) м 39 Высота гусеничного хода (Нх) м 1,0210 Ширина гусеничной ленты (Bл) м 0,711 Поперечная база ходовой тележки (S3) м 2,68512 Длина стрелы (Lc) м 4,413 Длина рукояти (Lp) м 3,6514 Мощность двигателя кВт 246ПЗ 23.05.01 00 00 00 ПЗЛист58ПРисунок 2.5 – Геометрические параметры экскаватора2.4 Определение производительности экскаватораТехническую производительность экскаватора, м3/ч, определяют согласнозависимости:м3 (2.8)где q – вместимость ковша, м3ПЗ 23.05.01 00 00 00 ПЗЛист59П– коэффициент наполнения ковша,– время цикла экскаватора, с.
– коэффициент разрыхления грунта,Тогда:м3/чЭксплуатационная производительность за смену определяем по формуле(грунт в плотном состоянии):(2.9)где – техническая производительность, м3/чt –длительность рабочей смены, t = 8ч.– коэффициент использования внутрисменного времени,Тогда:м32.5 Расчет гидромеханизма поворота ковшаНа гидравлических экскаваторах с прямой лопатой для поворота ковшаПЗ 23.05.01 00 00 00 ПЗЛист60Потносительно рукояти наибольшее распространение получил шестизвенныймеханизм (рис.
2.6)Рисунок 2.6 – Схема гидромеханизмаРекомендуют [2] принимать значение радиуса шарнира ковша мДля обеспечения соотношения угла поворота ковша к углу поворотакривошипа порядка 1,3...1,5 рекомендуют следующие значения иМинимальный угол между ковшом и рукоятью .ПЗ 23.05.01 00 00 00 ПЗЛист61ПШестизвенник рассчитывается из условия обеспечения на исполнительноморгане ковша, в определенном его положении, момента, равного моментусопротивления копанию при наибольшем его значении.
Максимальный моментобеспечивается шестизвенником тогда, когда углы давления штокагидроцилиндра на кривошип и тяги на шарнир ковша будут равны нулю:(2.10)Из условия равенства моментов относительно т. имеем:(2.11)Откуда находится усилие в тяге АВ равно:(2.12)где – сопротивление копанию, определено в 2.2, кН– радиус копания ковша, мПЗ 23.05.01 00 00 00 ПЗЛист62П– радиус шарнира ковша, мкНИсходя из равновесия кривошипа относительно т. и при условии равенстваи, определим предварительно необходимое усилие Sкц в гидроцилиндре:(2.12)где – угол, определяемый по зависимости:(2.13)С учетом этого:= 530,7 кНВнутренний диаметр цилиндра равен:(2.14)где – давление в гидросистеме, МпаммПЗ 23.05.01 00 00 00 ПЗЛист63ПТаким образом мм. По нормам на гидроцилиндры (см.
[3], табл. 22)подбираем ближайший больший или равный по диаметру гидроцилиндр,принято мм.Для обеспечения удобства при работе экскаватора необходимо, чтобыполный угол поворота ковша составлял:(2.15)Углы поворота кривошипа (см. рисунок 2.6).Для принятого гидроцилиндра ориентировочно определяем ход поршня:(2.16)ТогдамПолученное значение округляем до ближайшего по нормам (см [4], табл.23). ПринятоПЗ 23.05.01 00 00 00 ПЗЛист64Пмм. Минимальная длина гидроцилиндра с полностью втянутым штокоммм. Полная длина гидроцилиндра с полностью выдвинутым штоком:ммМасса гидроцилиндра типа 1 исполнения 2 с креплением на проушине =293 кг (см. [3], табл. 24,25).2.6 Расчет гидромеханизма поворота рукоятиРасчет гидромеханизма поворота рукояти сводится к определениюлинейных размеров гидромеханизма, т.е.
![](https://s.studizba.com/z.php?f=/templates/si/i/noavatar.png&w=100&h=100&t=1"){kind=avatar}
