148435 (594499), страница 2

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

Текст из файла (страница 2)

Рис. 3. Схема размеров основного ковша

Ориентировочно массу ковша т_к (т) принимают пропорциональной его вместимости q (м³):

где - удельная масса (приходящаяся на единицу вместимости), принимаемая равной 0,9 т/м³.

Линейные размеры (м) основного ковша типа 02 (рис. 3) назначают в соответствии с действующим стандартом по формулам вида:

Значения коэффициентов пропорциональности k и свободных членов а приведены в табл. 2.

Таблица 2

Определяемые размеры у (рис.2)	k	а, м
Ширина ковша по внутреннему обмеру,	1,51	-0,26
Радиус, описываемый при повороте ковша кромкой передней стенки R	1,1	0,26
То же режущей кромкой зуба	1,25	0,25
Длина прямолинейной части передней стенки	0,8	0
Радиусы закруглений корпуса:	0,45	0,08
	0,22	0,08

Ширина ковша по внутреннему обмеру,

Радиус, описываемый при повороте ковша кромкой передней стенки, R

Радиус, описываемый при повороте ковша кромкой зуба,

Длина прямолинейной части передней стенки,

Радиусы закруглений корпуса, и

2.3 Определение основных параметров рабочего оборудования

Из всех основных видов сменного рабочего оборудования одноковшовых экскаваторов с гидравлическим приводом (обратной и прямой лопаты, грейфера, погрузочного ковша и т. д.) чаще всего применяют рабочее оборудование обратной лопаты. Этот вид рабочего оборудования характеризуется большим числом совмещаемых операций в цикле и более тяжелым нагруженном привода.

Для гидравлического экскаватора рабочее оборудование обратной лопаты следует считать расчетным видом оборудования, определяющим места крепления всех видов оборудования на поворотной платформе и мощность привода исполнительных механизмов.

Размеры элементов рабочего оборудования по длине должны соответствовать заданным предельным рабочим параметрам экскаватора - максимальной глубине копания Н_К и максимальной высоте выгрузки Н_В при опущенной рукояти. Между Н_К и Н_В существует зависимость:

где b = 0.85 м - ширина ковша, м;

k_Р = 1.26- коэффициент разрыхления грунта, задаётся в зависимости от категории грунта согласно таблицы. H_к =5.91 м, максимальная глубина копания, м. Определим длину стрелы l_С, м:

где α_С — угол поворота стрелы, α_С = 94°.

Определим размер рукояти l_Р, м:

где K_i = 0.7645, коэффициент пропорциональности рукояти относительно массы экскаватора.

По найденным размерам и , троят осевой профиль рабочей зоны

_{Рис. 4. Осевой профиль рабочей зоны}

В процессе экскавации грунта надземная часть рабочей зоны может быть использована полностью, а подземная часть - только в пределах безопасной зоны, согласно СНиП ограниченной откосом безопасности не ближе 1 м (на уровне стоянки) от наиболее удаленной от оси вращения поворотной платформы точки опорного контура . Крутизна откоса безопасности зависит от вида разрабатываемого грунта и глубины копания. Абсциссу точки L - начала откоса безопасности на уровне стоянки экскаватора определим как

где а - расстояние от крайней точки опорного контура экскаватора до начала откоса, согласно СНиП принимаемое равным 1 м;

Bк=0.85 м – ширина ковша; lг – расчетная глубина копания

Рис. 5. Схема к определению параметров гидроцилиндра рукояти.

2.4 Выбор типоразмеров гидроцилиндров и их привязка

2.4.1 Выбор типоразмеров гидроцилиндра привода рукояти

Определим работу, затрачиваемую на преодоление сопротивлений грунта копанию рукоятью:

где К1 – удельное сопротивление грунта копанию, К1=220 кПа;

Кэ – коэффициент энергоемкости, Кэ=0.94;

q – вместимость ковша, q=0.4 м3;

lк=R1=1.2 м;

Hp=3.94 м – оптимальная глубина копания;

τ – угол наклона откоса безопасности к уровню стоянки экскаватора, τ=75˚30’

Для определения работы A_G (кДж), затрачиваемой на преодоление сил тяжести рабочего оборудования и грунта в ковше, предварительно найдем силы тяжести ковша, рукояти с гидроцилиндром привода ковша, коромыслом и тягой, стрелы с гидроцилиндром привода рукояти и грунта в ковше.

Масса ковша m_к (т) определена ранее, массы рукояти т_р (т) и стрелы m_с (т) определим приближенно по подобию с уже имеющимися экскаваторами как

где - масса 1 п. м. металлоконструкции рукояти или стрелы, выбираемая из пределов = 0,08 ... 0,38 т/м при m_э= 6 ... 40. Принимаем = 0,24 т/м.

Массу грунта в ковше в начале (т_гн, т) и в конце (m_гв, т) прямолинейного участка ВС определим как:

где - плотность грунта, =1.9 т/м³;

V- объем грунта в ковше

Тогда

Определим силы тяжести рабочего оборудования.

Сила тяжести рукояти:

Сила тяжести стрелы:

Сила тяжести ковша:

Сила тяжести грунта в ковше в начале и в конце участка ВС:

С использованием полученных данных вычислим работу, затрачиваемую на преодоление сопротивления сил тяжести элементов рабочего оборудования и грунта в ковше на указанных перемещениях:

Полная работа, затрачиваемая на преодоление сопротивлений грунта копанию и подъему рабочего оборудования с грунтом, определится суммой:

Такую же работу, с учетом потерь на трение в кинематических парах, учитываемых коэффициентом полезного действия (КПД) механизма поворота рукояти, выполнит гидроцилиндр ее привода:

,

Приближенно указанный КПД можно определить как:

где - КПД одного шарнира (для смазанных шарниров );

n - число шарниров (п = 3); - механический КПД гидроцилиндра, учитывающий потери на трение в парах поршень - зеркало цилиндра и шток - накидная гайка ( ).

Тогда работа гидроцилиндра механизма поворота рукояти будет равна:

Представим работу через параметры гидроцилиндра: перепад давлений рабочей жидкости в его полостях, принимаемый как среднее рабочее давление (кПа); площадь F (м²) и ход поршня (м). С учетом примерно 10% потерь при перемещении жидкости от насоса к гидроцилиндру среднее рабочее давление определится как:

, МПа

где - среднее рабочее давление, развиваемое насосом, МПа. Для аксиально-поршневых насосов серии 223 = 32 МПа.

В пределах рассматриваемого перемещения рабочего оборудования ход поршня L_n используется лишь частично - L_n'. Предполагая перемещение поршня примерно пропорциональным синусу половины углового перемещения рукояти относительно стрелы, найдем:

, м

где ради сокращения записи в дальнейших расчетах обозначено:

где и - углы между кинематическими звеньями и соответственно в их нижнем и верхнем положениях (определяются непосредственным измерением по схеме рис. 5), =145˚ и =82.5˚

- полное угловое перемещение рукояти, =105˚

Представим работу гидроцилиндра в виде:

, кДж

Произведение есть рабочий объем гидроцилиндра (м³) - его обобщенная характеристика. Тогда рабочий объем гидроцилиндра будет равен

, л

По этому параметру (отклонение в меньшую сторону не более 10%) предварительно выберем типоразмер гидроцилиндра (таб. 3).

Таблица 3

Диаметр поршня D, мм	140
Диаметр штока d, мм	90
Наружный диаметр гильзы D1, мм	168
Наружный радиус концевой проушины r, мм	100
Размер A=L0-Lш, мм	580
Площадь поршня F, см2	153.9
Рабочий объем W, л	13.85
Ход поршня L, мм	900

2.4.2 Выбор типоразмеров гидроцилиндра механизма поворота ковша

Механизм поворота ковша состоит из стойки (рукояти) 1 (рис. 6), ползунковой пары гильза гидроцилиндра - поршень со штоком 2, коромысла 3, тяги 4 и ведомого звена (ковша) 5.

Рис. 6. Конструктивная схема механизма поворота ковша

Не располагая исчерпывающими результатами исследований оптимальных отношений кинематических звеньев механизма, для расчета назначим их по подобию с существующими экскаваторными механизмами (в долях от длины ведомого звена - расстояния между проушинами ковша, =0.35 м):

Длина стойки

Длина большего плеча коромысла

Длина тяги

Вычислим работу сил сопротивления грунта копанию без учета влияния изменчивости толщины грунтовой стружки:

Работа, затрачиваемая на преодоление сопротивлений грунта копанию поворотом ковша, равна:

где ξ – поправочный коэффициент, учитывающий изменчивость толщины стружки, ξ=1.25 для глин и суглинков.

Работа, затрачиваемая на преодоление сопротивлений сил тяжести ковша и грунта в нем, не превышают 2,5. ..3,5% от вычисленной выше работы , в связи с чем учтем ее поправочным коэффициентом в полной работе сил сопротивления копанию грунта поворотом ковша:

Вычислим рабочий объем гидроцилиндра

Характеристики

Список файлов ВКР