книги / Многоковшовые экскаваторы

где F - площадь давления звена цепи на палец,

F = b d =3016 = 480 мм2.

Здесь b - ширина внутреннего звена цепи, b = 30 мм;

18500 = 38,5Н/мм2;

480

[q] > q. Условие работоспособности выполняется.

7. Тяговый расчёт для транспортного режима [1]

Движение экскаватора возможно при условии ST <Тр,

где ST- сумма всех сопротивлений движению; Тр - максималь­ ное расчётное тяговое усилие экскаватора с учётом динамиче­ ского характера его приложения.

Т -

где Кд - коэффициент динамичности, Ка = 1,5; G , - вес экскава­ тора, кН; фсц - коэффициент сцепления для гусеничного хода, фсц 0,95;

р1,5

Sr = w m + Wa + w „ + WK+ Wt + WKКpj

где WBH- внутреннее сопротивление ходовых механизмов, WB„ = = 0,04 Gз = 0,04 • 8,5 9,81 = 3,34 кН; W „ - сопротивление инер­ ции при трогании с места,

SU

где цэ - скорость транспортного хода, цэ = 2,08 м/с; /р - время разгона, tp = 3 с;

8,5.9,8.2.08.

9,81-3

W„ - сопротивление подъёму,

W„ = G, sin у,

где у - максимальный уклон, преодолеваемый экскаватором, у = 20°,

W„ = 8,5 • 9,81 • sin 20° = 28,5 кН;

WK- сопротивление качению. WK= G3 f где/ - коэффициент сопротивления качению,/=0,15;

Сопротивление действию ветра W, не учитываем вследствие малых габаритных размеров экскаватора, fV„ = 0 кН.

Wup- сопротивление повороту.

где Мтр - момент трения гусеницы о грунт,

I1

где ц/ - коэффициент трения гусеницы о грунт, Ц/ - 0,5; Рср среднее давление на грунт.

i L

ср пЫ ’

где è - ширина гусеницы, £ = 0,5 м; / - длина опорной поверхно­ сти гусеницы, / = 2,5 м; п - число гусениц, п = 2;

8,5 • 9,81

33,4 кН/м2;

2 • 0,5 • 2,5

2 52

Af1p= 0,5 33,4 • 0,5 — = 1 3 к Н м ;

Мск - момент скалывающих усилий,

Л/ск = 0,29фсцА/2,

где фсц - коэффициент сцепления грунта, фсц = 40 кН/м2; h - глу­ бина погружения гусеницы, Л = 0,03 м;

Мск= 0,29 • 40 • 0,03 • 2,52= 2,17 кН м;

Р - угол поворота за время t„= 10 с, Р = 40°,

Поскольку при гусеничном ходовом оборудовании поворот на подъёме может быть осуществлён на заднем ходу под углом, при тяговом расчёте принимаем большее из значений Wn и И^, то есть W*p = 29,2 кН;

5Т= 3,34 + 5,9 + 12,5 + 29,2 = 50,9 кН; Тр =52,8 кН.

Условие движения экскаватора выполняется.

8.Расчёт гидропривода рабочего оборудования

8.1. Расчёт усилий гидроцилиндров подъёма-опускания ковшовой рамы [1]

Усилия определяются в трёх положениях:

1. Рабочее положение (рис. 9). Ковшовая рама опущена на максимальную глубину, гидроцилиндры подъёма находятся в запертом положении.

Рис. 9. Действие сил на рабочий орган экскаватора

впервом расчётном положении

Вположении 1 на рабочий орган действуют усилия гидро­ цилиндров Ри, горизонтальная и вертикальная составляющие усилия копания Rr и R„ и сила тяжести ковшовой рамы Gpo.

/ро=2м; /и = 1,7 м; /?д = 1,25 м; /я =1,5м; hR=H0+0,\ + h'R=1,9+ 0,1 + 1.25 = 3,25 м ; Gp.o. = 23,46 кН; Рк = 23,52 кН;

R, = Рк• cos55° = 23.52cos55° = 13,5 кН ; Л, = Рк ■sin55° = 23,52 ■sin55° = 19,3 кН .

Из суммы моментов действующих сил относительно точки А определяем усилия Рпв гидроцилиндрах:

5 Х « - # ;

P. = R p^R R J R G J

2-1

13,5-3,25-19,3-1,5-23,16-2

= -9,41 KH.

2-1,7

Направление силы Puобратно изображённому на рис. 9.

2. Рабочий орган на максимальной глубине встретился с не­ преодолимым препятствием (рис. 10).

Рис. 10. Действие сил на рабочий орган экскаватора во втором расчётном положении

В положении 2 на рабочий орган действуют усилия гидро­ цилиндров Ри, сила тяжести рабочего оборудования Gpo и реак­ ция от препятствия Тр.

Т р - Тщаx ~ J & iy

где G3- вес экскаватора с грунтом в ковшах и на транспортёре, G3= 88,13 кН; Ттах - максимальное тяговое усилие, развиваемое базовым трактором, с учётом пригрузки силы тяжести рабочего оборудования и вертикальной составляющей силы копания.

Tmax = (Ga + R , )<рсц = (88,13+19,3)0,95 = 102,1 кН;

/ - коэффициент сопротивления передвижению экскаватора, /=0,15;

Усилие Ри находим из уравнения моментов относительно точки А.

3. Транспортное положение (рис. 11).

Рис. 11. Действие сил на рабочий орган экскаватора в третьем расчётном положении.

^р.о ^ м, С/р о 19,6 кН, /ц 1,5м,

Поскольку в расчётном положении 1 усилие в гидроцилин­ драх получилось отрицательное, перевод рабочего органа из транспортного положения в рабочее не рассматриваем, так как ковшовая рама погружается в грунт под действием силы своего веса. Усилие Рп получится заведомо меньше рассчитанного для положения 2.

Для расчёта гидропривода значение Ри принимаем большее из полученных, то есть Рп= 103,9 кН.

8.2. Расчёт гидропривода подъёма и опускания ковшо­ вой рамы [5]

Рабочий ход штока гидроцилиндра осуществляется при по­ даче жидкости в штоковую полость.

Диаметр гидроцилиндра:

4Р.

А, = . 10,647сРг1гт1и ’

где Ри- усилие гидроцилиндра, Р„ = 103,9 кН; Р - номинальное давление в гидроприводе, Р = 20 МПа; - гидравлический КПД гидроцилиндра, т|г = 0,98; т|м - механический КПД гидроцилинд­ ра, Пм = 0,95;

Расход двух гидроцилиндров:

£?2ц = 2 £?ц = 2 • 0,29 = 0,58 л/с = 34,8 л/мин.

Частота вращения вала насоса « = 2000 об/мин. Требуемый минимальный рабочий объём гидронасоса

“п 2000

Гидронасос: аксиально-поршневой 210.16.12.01 .В [6]: Рабочий объём q„= 28,1 см3;

Номинальное давление Р1|0М= 20 МПа; Максимальное давление Ртах = 30 МПа. Подача насоса на один гидроцилиндр

Рабочая жидкость - масло ВМГЗ.

При температуре масла от - 30 до + 60° вязкость в пределах 8 - 500 сСт.

В качестве трубопроводов следует применять стальные бесшовные холоднотянутые трубки.

Диаметр трубопровода

где Q - расход жидкости в данной линии; и - скорость потока в данной линии.

Для всасывающей линии

Q = 56,2 л/мин; о = 1 м/с;

Для напорной линии

Q - 56,2 л/мин; и = 6 м/с;

d = 4,6-10

Толщина стенки трубопровода ^тр -S , +52,

где 5i - часть толщины, обеспечивающая необходимую проч­ ность трубопровода,

_ \,2SPd

'0,8ов ’

здесь Р - давление; d - внутренний диаметр трубки; а в - вре­ менное сопротивление разрыву, <тв= 350 МПа; б2 - поправка на коррозию, полагая, что скорость коррозии составляет 0,1 мм в год, а срок службы 10 лет, принимаем 52 = 1 мм.

Для всасывающей линии

P = 1 МПа;

1,25 1 0,035 = 0,16 мм

0,8-350

5^ =0,16 +1 = 1,16 мм .

Из условия механической прочности (случайные удары и т. п.) толщина стенки должна быть не менее 2 мм, 0^, = 2 мм.

Для напорной линии

6^, = 2 + 1 = 3 м м .