Пояснительная записка (1217351), страница 3
Текст из файла (страница 3)
и датараскрывания элементов самого ковша. Это позволяет увеличить высотувыгрузки при тех же размерах составных частей оборудования, а также припогрузке в транспорт снизить нагрузки на подвижной состав путем уменьшениявысоты свободного падения грунта. Однако применяемые на практике ковшиимеют, по крайней мере, два существенных недостатка. Первый недостатоксвязан с большим сопротивлением при раскрытии ковша на разгрузку породы иособенно в начальный момент поворота козырька. Эти сопротивленияскладываются: из преодоления сил тяжести поднимающегося про поворотекозырька, а так же породы, находящийся над козырьком; сдвигом породы вобласти козырька относительно породы расположенной над днищем ковша.Инв.№ подп.Подп.
и датаКроме того, сопротивления возникают в связи с преодолением сил тренияпороды о донную часть и боковые стенки козырька; сдвиг «шапки» породы надковшом режущей кромкой и зубьями козырька.При определенном раскрытии ковша и образовании необходимого зевамежду днищем и козырьком начинается разгрузка породы и значительная частьЛистИзм Лист№ докум.Подп.ДатаДП 23.05.01 00 00 01 ПЗ19указанных выше сопротивлений исчезает, но из – за больших сопротивлений вначальный момент поворота козырька возникает необходимость в постановкедостаточно мощных и тяжелых гидроцилиндров в гидромеханизме раскрытияковша.Второй недостаток заключается в том, что гидроцилиндры поворотакозырька на всех раскрывающихся ковшах экскаваторов отечественного изарубежного производства устанавливаются таким образом, что при открытииковшей на разгрузку породы работают шоковые полости, которые создают,приведенные к штокам, усилия в 1,5 … 1,6 раз меньше, чем при работебесштоковых полостей.
Это обстоятельство приводит к дополнительномуутяжелению гидроцилиндров и массы ковша.Для нахождения усилия на штоках гидроцилиндров поворота козырькадостаточно составить уравнение моментов всех сопротивлений относительноВзам. инв.№Инв. № дубл.Подп. и датаоси поворота (точка О).1 – козырек; 2 – задняя стенка; 3 – гидроцилиндры поворота ковша; 4 –Инв.№ подп.Подп. и даташарнир поворота козырька.Рисунок 1.3 – Расчетная схема действия нагрузок при раскрытии ковша спростым движением козырька.ЛистИзм Лист№ докум.Подп.ДатаДП 23.05.01 00 00 01 ПЗ20Суммарное усилие на двух штоках гидроцилиндров будет равно:Sшт Q1l1 Q Г l Г QКlК Q2l2 Fтр1lтр1 Fтр 2lтр 2 / 2 rштгде Q1 — сопротивление, связанное со сдвигом породы, находящейся над дномкозырька, относительно породы, находящейся над задней стенкой ковша, вначальный момент открывания козырька;Gд — сила тяжести породы, находящейся над дном козырька;GK—сила тяжести козырька ковша;Q2 — сопротивление, вызванное сдвигом части шапки породы;Fтр1 — сопротивление, связанное с трением породы о дно козырька при егооткрывании;Fтр2 — сопротивление, связанное с трением породы о боковые стенкикозырька при его открывании;l1, lП, lк, l2, lтр1, lтр2, rшт – плечи действия соответствующих сопротивлений иИнв.№ подп.Подп.
и датаВзам. инв.№Инв. № дубл.Подп. и датаусилия на штоках гидроцилиндров.Для ковша вместимостью 1,6 м3 сила тяжести породы GП = 32 кН. Силатяжести породы в области козырька составляет 80 % от силы тяжести породы вковше GП, т. е. д = 0,8 ∗ п = 25,6 кНДавление на днище козырька при угле а = 45˚ равно 3 = д =36,5кН а, тр1 = 31 = 36,5 ∗ 0,3 = 11кНЕсли высота ковша Н = тр1 = 1,2 м то Fтр2 определяется аналогичнорасчету ковша с принудительной разгрузкой выталкивателем (см.
рис. 1.2)тр2 = б = 8,3 кННа плоскость среза действует сила п =д= 22,6 кН, а сопротивление1 = 2 2 = 22,6 ∗ 0,42 = 9,5 кНгде 2 – коэффициент внутреннего трения для суглинка (2 = 0,42).ЛистИзм Лист№ докум.Подп.ДатаДП 23.05.01 00 00 01 ПЗ21Сопротивление сдвигу шапки породы Q2 при подъеме козырька, если lш = H и вшапке 20 % от GП, равно:2 = 0,2 ∗ п ∗ ш ∗ ∗ 2 = 0,2 ∗ 32 ∗ 1,2 ∗ 1,39 ∗ 0,42 = 4,5 кНЕсли плечи действия сил: тр1 = 1,2 м; тр2 = 0,6 м; 1 = 0,2 м; = 0,5 м; п = 0,6м; п = 0,5 м; шт = 0,3 м, а GK = 7 кН, то при подстановке значений плеч и сил вуравнение суммарного усилия указанного выше, получим шт = 137 кНИнв.№ подп.Подп. и датаВзам. инв.№Инв. № дубл.Подп.
и датаКовш со сложным движением козырькаРисунок 1.4 – Ковш с эксцентрическим закреплением козырькаНа рисунке 1.4 показана конструкция ковша с эксцентрическимзакреплением козырька к днищу. Днище 1 шарнирно прикреплено к рукояти 2,а козырек 10 соединен с днищем посредством кронштейнов 6, эксцентриков –тяг 8 и осей 7 и 9.
Гидроцилиндры 11 поворота козырька установлены вдольднища ковша. Ролики 15 смонтированы на шарнирах 13 рычагов 14 и концовштоков гидроцилиндров 11 и расположены в направляющих 12, жесткоприкрепленных к днищу. Эксцентриситет каждого из эксцентриков – тяг висходном положении направлен в сторону днища. Центральные оси 7ЛистИзм Лист№ докум.Подп.ДатаДП 23.05.01 00 00 01 ПЗ22соединены с кронштейнами 6 и расположены между периферийными осями 9козырька и режущей кромкой.Работа ковшом происходит следующим образом. Процесс копания изачерпывания грунта выполняется без отличий работ ковшей известныхконструкций.
Нагрузки, действующие на рыхлительные зубья и режущуюкромку козырька, втягиваются в корпус цилиндров и через шарниры 13передают усилие на рычаги 14, которые перемещаются в прорезях 16. Поддействием этого усилия эксцентрики – тяги 8 поворачиваются относительноцентральных осей 7, соединенных с днищем ковша.Вместе с эксцентриками – тяг 8 поворачиваются и периферийные оси 9относительно осей 7. В связи с эксцентричным закреплением козырька спомощью эксцентриков – тяг 8 и осей 9 относительно осей 7 при втягиванииштоков гидроцилиндров 11 козырек не только поворачивается относительноосей 7, но и опускается вниз и отходит от днища ковша. В результате этого дно,режущая кромка, зубодержатель и рыхлительные зубья козырька приВзам. инв.№Инв.
№ дубл.Подп. и датаопределенной скорости движения штоков гидроцилиндров 11 выдергиваютсяиз – под грунта, заполнившего область козырька, и при этом исчезает трениемежду дном козырька и грунтом. Не требуется в начальный момент открытиековша поднимать грунт, находящийся над дном козырька. Исчезает сдвиг«шапки» грунта в сторону днища режущей кромкой и рыхлительными зубьямикозырька. Закрытие порожнего ковша происходит при выдвижении штоковгидроцилиндров 11 поворота козырька.
Наличие направляющих 12 на днищедля роликов 15 шарниров 13 крепления рычагов 14 козырька к штокамгидроцилиндров отнимет у механизма поворота козырька лишнюю степеньсвободы и позволяет строго ориентировать движение козырька при открыванииИнв.№ подп.Подп. и датаи закрывании ковша.В случае применения раскрывающихся ковшей со сложным движениемкозырька можно добиться значительного уменьшения усилий на штокахгидроцилиндров. Основная цель применения таких ковшей – снижениеэнергоемкости процесса выгрузки за счет уменьшения сопротивленийЛистИзм Лист№ докум.Подп.ДатаДП 23.05.01 00 00 01 ПЗ23открыванию козырька и массы гидроцилиндров, увеличения полезнойвместимости ковшей и производительности машины.
Это достигается путемзакрепления козырька 1 (рис. 1.5) к корпусу ковша 2 с помощью эксцентриков –тяг 3. Оси с центром О обеспечивают крепление эксцентриков-тяг к корпусуковша, а оси с центром О1 –крепление эксцентриков – тяг к козырьку.Проушины штоков гидроцилиндров 4, соединенные с кронштейнами козырька,имеют ролики 5, которые могут перемещаться в направляющих 6 на корпусеИнв.№ подп.Подп. и датаВзам. инв.№Инв.
№ дубл.Подп. и датаковша.Рисунок 1.6 - Расчетная схема действия нагрузок при раскрытии ковша сосложным движением козырькаДля разгрузки ковша штоки гидроцилиндров втягиваются, при этом веськозырек опускается за счет эксцентрического закрепления вниз и одновременноповорачивается относительно оси О.
При таком сложном движении днище,режущая кромка и зубья козырька выдергиваются из – под породы. Приопределенной скорости движения штоков гидроцилиндров, когда днищекозырька будет двигаться вниз с ускорением свободного падения, 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, отсутствует давление набоковые стенки ковша, поскольку порода находится в состоянии невесомости.ЛистИзм Лист№ докум.Подп.ДатаДП 23.05.01 00 00 01 ПЗ24Тогда усилие на штоках гидроцилиндров ковша вместимостью 1,6 м3исходя из уравнения моментов относительно точки О будет равно:′шт= ∗ 7 ∗ 0,5== 11,6 кНшт0,31.6 Предварительный анализ и характеристика модернизированногоузлаПрипроектированиирабочегооргананабазестроительногогидравлического экскаватора 4-й размерной группы будем руководствоватьсятем 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 техническаяПодп. и датаВзам. инв.№Инв. № дубл.Подп. и датахарактеристика и геометрические параметры.Рисунок 1.7 – Протопит экскаватора1.7 Вариант усовершенствованной конструкции ковша экскаватораИсходя из вышесказанного, была сформулирована цель работы.
Эта цельзаключается в изменении конструкции, в которой исключены вышеуказанныеИнв.№ подп.недостатки. Предлагаемая конструкция ковша (рис 1.8) позволяет значительноЛистИзм Лист№ докум.Подп.ДатаДП 23.05.01 00 00 01 ПЗ25снизить сопротивление в начальный момент поворота козырька и обеспечитьработу бесштоковых полостей гидроцилиндров поворота козырька, чтопозволяет уменьшить массу гидроцилиндров, которую можно реализовать вИнв.№ подп.Подп. и датаВзам. инв.№Инв. № дубл.Подп. и датаувеличение полезной вместимости ковша и производительности экскаватора.Рисунок 1.8 – Ковш усовершенствованной конструкцииКовш содержит днище 1, соединенное с рукоятью 2 при помощи шарнираи проушины 3 для крепления гидромеханизма 4 поворота ковша. В верхнейчасти днища 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 прикрепленыЛистИзм Лист№ докум.Подп.ДатаДП 23.05.01 00 00 01 ПЗ26корпусы 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.
![](https://s.studizba.com/z.php?f=/templates/si/i/noavatar.png&w=100&h=100&t=1"){kind=avatar}
