148435 (594499), страница 3
Текст из файла (страница 3)
где 
- механический КПД гидроцилиндра, учитывающий потери на трение в парах поршень - зеркало цилиндра и шток - накидная гайка (
).
- коэффициент, определяется как
Тогда рабочий объем гидроцилиндра равен
Выбираем гидроцилиндр с рабочим объемом Wгц=9.7 л, ходом поршня L=630 мм. Остальные параметры гидроцилиндра приведены в таб.3.
По полученным значениям стойки, коромысла, тяги и гидроцилиндра строим схему привязки гидроцилиндра и находим точку его крепления (рис. 7).
Сориентируем теперь гидроцилиндр по отношению к коромыслу, для чего определим места расположения концевых шарниров гидроцилиндра на рукояти (шарнир D, см. рис. 7) и на коромысле (шарнир Е). Эту операцию будем называть в дальнейшем привязкой гидроцилиндра.
Рис. 7 Привязка гидроцилиндра привода ковша.
Потребуем, чтобы в крайних положениях ковша сопротивления грунта копанию преодолевались равными усилиями на штоке гидроцилиндра. Неудовлетворение этому требованию приводит к перегрузке гидроцилиндра в одном положении и недоиспользованию его силового потенциала в другом положении. Согласно этому требованию гидроцилиндр можно было бы привязать к коромыслу в точке Е'0 так, чтобы длина отрезка Е'0Е'К, параллельного отрезку С0СК, была в точности равна ходу поршня 
=630мм, а шарнир привязки гильзы к рукояти (точка D') находился бы на расстоянии L0 (длина гидроцилиндра по концевым шарнирам при полностью втянутом штоке) на одной прямой с отрезком Е'0Е'К. На завершающем этапе следует, не изменяя угла AE'0D', повернуть ломаную AE'0D' относительно шарнира А в положение, при котором, во избежание задевания проушины гильзы за рукоять, центр шарнира D находился бы на удалении 
(
- наружный радиус проушины; 
= 100...150 мм - зазор) от верхнего обреза рукояти. Положения шарниров D и Е определят ориентацию гидроцилиндра по отношению к коромыслу, а взаимное расположение шарниров А, Е и С0, кроме того, определит конфигурацию коромысла.
Рис. 8. Привязка гидроцилиндра привода ковша.
2.4.3 Выбор типоразмеров гидроцилиндра привода стрелы
В приводе стрелы устанавливают либо один, либо два гидроцилиндра.
При подъеме рабочего оборудования стреловыми гидроцилиндрами одолеваются силы тяжести стрелы, рукояти, ковша, грунта в нем, гидроцилиндров привода рукояти и ковша, коромысла и тяги, а также собственных поршней со штоками.
Найдем суммарный рабочий объем гидроцилиндров привода стрелы:
где 
(кН), и 
(м) - сила тяжести и вертикальное перемещение центра масс i – го элемента рабочего оборудования или грунта. - определяется по схеме высотных перемещений центров масс элементов рабочего оборудования (рис. 9).
Рис. 9. Схема высотных перемещений центров масс элементов рабочего оборудования.
Рабочий объем одного гидроцилиндра равен:
По полученному рабочему объему выбираем гидроцилиндр (таб.4)
Таблица 4
| Диаметр поршня D, мм | 140 |
| Диаметр штока d, мм | 90 |
| Наружный диаметр гильзы D1, мм | 168 |
| Размер А, мм | 580 |
| Площадь поршня F, см2 | 153,9 |
| Рабочий объем W, л | 17.24 |
| Ход поршня L, мм | 1120 |
| Наружный радиус концевой проушины r, мм | 100 |
Предварительно гидроцилиндр привязывают к стреле. В качестве исходных данных используют полный угол поворота стрелы 
, длины L0 и L0 + Lп гидроцилиндра по концевым шарнирам соответственно с полностью втянутым и выдвинутым штоком, а также вероятное отношение моментов внешних сил относительно оси пяты стрелы 
в начале подъема рабочего оборудования из предельного нижнего положения (Мсн) и в конце подъема на максимальную высоту (Мсв). Используется нижняя часть схемы, представленной на рис.9. Суммарный момент сил тяжести относительно оси пяты стрелы определится как
, кНм
где 
и 
(м) - абсцисса и ордината центра масс i - го элемента рабочего оборудования или грунта, отсчитываемые соответственно от оси вращения поворотной платформы и от уровня стоянки экскаватора рис.9.
Момент сил тяжести и центробежных сил относительно оси пяты в верхнем положении рабочего оборудования (рис.8 верхнее положение) определится как
, кНм
где 
кН – центробежные силы,
где 
- масса i -го элемента, т; 
- угловая скорость поворотной платформы в конце разгона, ориентировочно принимаем
Тогда
Этот момент не должен превышать допустимого момента [М] по условиям устойчивости экскаватора, для гусеничных экскаваторов - 
.
Условие Мсв ≤ [М] выполняется.
Схема привязки стрелового гидроцилиндра представлена на рис.10, где через а = ОсА обозначено расстояние от оси пяты стрелы до оси шарнира, соединяющего гидроцилиндр со стрелой, а через b = ОсОпц - расстояние между осями пят стрелы и гидроцилиндра. Найдем сначала показанные на рис. 10 углы 
и 
. Потребуем, чтобы сопротивления подъему рабочего оборудования в его крайних положениях преодолевались равными усилиями на штоке гидроцилиндра, для чего необходимо, чтобы было выполнено условие:
Приближенно, учитывая малость углов и , можно принять 
; 
; 
, после чего:
; 
.
где
Тогда
После отыскания углов и расстояния а и b определятся как
, м;
, м
Рис. 10. Привязка стрелоподъемного гидроцилиндра.
2.4.4 Привязка гидроцилиндра привода рукояти
В качестве исходных данных для привязки гидроцилиндра привода рукояти используют размеры очертания удлиняющей части стрелы вместе с кинематической осью последней (по результатам построения конфигурации стрелы), положения кинематической оси рукояти, предельно отвернутой от стрелы 1 (рис. 11) и предельно подвернутой к ней 2 (из построений осевого профиля), размеры окончательно выбранного гидроцилиндра -ход поршня Lп и длина по концевым шарнирам с полностью втянутым штоком L0.
Рис. 11. Привязка гидроцилиндра привода рукояти.
Первоначально хвостовую часть рукояти (кривошип) можно ориентировать произвольно относительно ее кинематической оси, например, на продолжении последней: ОрА' при отвернутой от стрелы рукояти, ОрВ при подвернутой рукояти. Длину кривошипа 
назначают из условия, чтобы основание А'В треугольника А'ВОр в точности было равно размеру Lп, так что
, м
Все последующие действия аналогичны таковым для привязки ковшового гидроцилиндра: А'С' = L0 на продолжении отрезка А'В, поворот ной ОрА'С' в положение ОрАС (точка С на расстоянии от верхнего обреза балки стрелы). В результате привязки гидроцилиндра получено положение шарнира С относительно удлиняющей части стрелы и ориентация кривошипа ОрА относительно кинематической оси рукояти 1.
2.5 Расчет рабочего оборудования
Рис. 12. Схема к определению усилий, действующих на рабочее оборудование одноковшового экскаватора.
Копание поворотом ковша. На рабочее оборудование действуют наибольшие нагрузки в период копания гидроцилиндром ковша на максимальной глубине. Если наибольшее усилие на режущей кромке ковша не может быть достигнуто из-за ограниченной устойчивости экскаватора или ограничения реактивного усилия в гидроцилиндре рукояти, то за расчетное принимают положение, при котором рукоять повернута на угол, допускающий развитие максимального усилия на режущей кромке ковша, что соответствует расчетному положению рукояти 3р (рис.12) и ковша Зк (рис.13).
Рис. 13. Схема к определению усилий в тяге ковша.
Определим наибольшее реактивное усилие, которое возникает в цилиндре рукояти РЦР, кН:
Определим реактивное усилие, которое возникает в цилиндре рукояти в положении 6р:
ΣМВ = 0
- РЦР6 · (rЦР6) + GК.ГР · (rК.ГР6) + GР · (rР6) + РСР · (ρ) = 0
РЦР6 = 1 / rЦР6 · (GК.ГР · (rК.ГР6) + GР · (rР6) + РСР · (ρ)) =
= 1/0.39 · (11 · 2.97 + 7.65 · 0.83 + 39.5 · 3.7) = 473.8 кН
Определим реактивное усилие, которое возникает в цилиндре рукояти в положении 5р:
ΣМВ = 0
- РЦР5 · (rЦР5) + GК.ГР · (rК.ГР5) + GР · (rР5) + РСР · (ρ) = 0
РЦР5 = 1 / rЦР5 · (GК.ГР · (rК.ГР5) + GР · (rР5) + РСР · (ρ)) =
= 1/0.502 · (11 · 2.81 + 7.65 · 0.78 + 39.5 · 3.7) =364.6 кН
Определим реактивное усилие, которое возникает в цилиндре рукояти в положении 4р:
ΣМВ = 0
- РЦР4 · (rЦР4) + GК.ГР · (rК.ГР4) + GР · (rР4) + РСР · (ρ) = 0
РЦР4 = 1 / rЦР4 · (GК.ГР · (rК.ГР4) + GР · (rР4) + РСР · (ρ)) =
= 1/0.55 · (11 · 2.3 + 7.65 · 0.65 + 39.5 · 3.7) =320 кН
Определим реактивное усилие, которое возникает в цилиндре рукояти в положении 3р:
ΣМВ = 0
![](https://s.studizba.com/z.php?f=/templates/si/i/noavatar.png&w=100&h=100&t=1"){kind=avatar}
