книги / Одноковшовые погрузчики

Рис. 22. Сетка на твердом теле

Сборка-Статический анализ -Качество сетки

Рис. 23. Эпюра качество сетки

Качество сетки играет ключевую роль в точности результатов. SolidWorks использует два важных способа проверки, чтобы оценить качество элементов в сетке:

131

1.Проверка соотношения сторон. Лучшая точность достигается на сетке с одинаковыми идеальными элементами, чьи кромки равны по длине. Для всей формы невозможно создать сетку идеальных элементов. Из-за малых кромок, изогнутой формы, тонкостенных элементов и острых углов одни кромки некоторых созданных элементов длиннее других. Когда кромки элемента намного отличаются по длине, точность результатов снижается.

2.Якобиан. Квадратичные элементы могут отображать изогнутую геометрию намного более точно, чем линейные элементы такого же размера. Средние узлы граничных кро-

мок элемента расположены на фактической форме модели. На очень острых или изогнутых границах размещение средних узлов может привести к образованию искаженных элементов с пересекающимися кромками. Коэффициент Якобиана квадратичного элемента при расположении всех средних узлов точно на середине прямых кромок равен 1,0. Якобиан крайне искаженного элемента становится отрицательным. Элемент с отрицательным якобианом вызывает остановку программы анализа. Коэффициент Якобиана, меньше или равный 40, приемлем в большинстве исследований.

Вывод

В данном анализе мы рассмотрели рабочее оборудование фронтального погрузчика. Рассчитали эквивалентные напряжения, перемещения, деформации и запасы прочности ковша при нагрузке на режущую кромку в 150 000 Н. Все данные представлены в виде эпюр, на которых изображено поведение материала при данной нагрузке. Также была построена сетка конечных элементов рабочего оборудования и составлена эпюра качества этой сетки.

Данный расчет позволяет проанализировать объект исследования в начале конструкторской разработки. По результатам

132

этого анализа можно сделать вывод о том, пригодна ли деталь к дальнейшем испытаниям или нуждается в доработке, внесении каких-либо изменений в конструкцию. Не следует основывать проектные решения исключительно на данных, представленных в отчете. Желательно использовать эту информацию совместно с экспериментальными данными и практическим опытом. Испытания в условиях эксплуатации обязательны для утверждения окончательного проекта. SolidWorks помогает уменьшить время продвижения на рынок путем снижения, но не упразднения испытаний в условиях эксплуатации.

12. Производительность погрузчика

В зависимости от учитываемых факторов, определяющих режим работы погрузчиков, различаются техническая и эксплуатационная производительность. Технической производительностью погрузчика называется производительность, которая может быть достигнута в данных производственных условиях при правильно выбранном рабочем процессе машинистом, овладевшим приемами и методами управления погрузчика при режиме его использования, в котором допускаются только технологические перерывы в работе.

Техническая производительность (за час чистой работы) погрузчика, т/ч или м3/ч, оборудованного ковшами различной емкости, определяется по формулам:

Птех = 60V Kв ТKн γ

ц

или

Птех = 60V KвТцKн ,

где V – геометрическая емкость ковша в V = 3 м3; Kн – коэффициент наполнения ковша;

133

Kв – средний коэффициент использования погрузчика по времени, учитывающий технологические перерывы в работе погрузчика;

γ – объемный вес перегружаемых материалов, γ = 1,6 т/м3; Тц – продолжительность полного рабочего цикла, мин. Коэффициент наполнения Kн зависит от рода зачерпывае-

мого материала, размеров и формы ковша, конструкции погрузчика и опытности машиниста.

Опытные машинисты, применяя соответствующие способы зачерпывания, вплоть до повторных внедрений, достигают заполнения ковша, характеризуемого следующими коэффициентами Kн:

•котельный шлак – 1,3–1,5;

•разрыхленный грунт II группы – 1,1–1,3;

•влажный песок – 0,9–1;

•гравий крупностью до 50 мм – 1–1,2;

•щебень крупностью до 40 мм – 1–1,2;

•крупный щебень, бутовый камень – 0,7–0,8. Эксплуатационная производительность в отличие от тех-

нической учитывает режим использования погрузчика по времени в течение смены в конкретных производственных условиях при правильной организации работ.

Эксплуатационная сменная производительность погрузчика, т/смен или м3/смен, определяется по формулам:

где Т – число часов в смене;

Kв2 – коэффициент использования погрузчика по времени

втечение смены, учитывающий организационные перерывы

вработе погрузчика.

134

Остальные обозначения те же, что в предыдущей формуле. Коэффициент использования погрузчика по времени в течение смены Kв2 может приниматься в среднем равным

0,75–0,8.

Для более точных расчетов должен учитываться сменный режим использования погрузчика в конкретных производственных условиях.

При расчетах усредненная продолжительность рабочей смены принимается равной 8,2 ч.

Продолжительность полного цикла погрузчика, с, оснащенного ковшовым оборудованием (ковши нормальной емкости, увеличенной емкости, двухчелюстной и др.), определяется по формуле

где tз.р – общая продолжительность операций по управлению погрузчиком при зачерпывании и разгрузке ковша, с;

L – длина пути перемещения погрузчика от места зачерпывания к месту разгрузки, м;

VP и VX – средние скорости движения погрузчика с грузом

вковше и порожняком, м/с.

Вразвернутом виде эта формула имеет вид

Тц = t1 + t2 + t3 + t4 + t5 + t6 + t7 + t8 ,

где t1 – время наполнения ковша, с;

t2 – время подъема ковша в транспортное положение, с; t3 – время движения погрузчика к месту разгрузки, с;

t4 – время подъема ковша до разгрузочного положения, с; t5 – время разгрузки ковша, с;

t6 – время опускания ковша до транспортного положения, с; t7 – время обратного движения погрузчика к штабелю, с; t8 – суммарное время на переключение рычагов управле-

ния, с.

135

Время t3 и t7 зависит от скорости движения погрузчика и дальности перемещения груза и может определяться следующим образом:

где LР – путь передвижения погрузчика с грузом, м;

LХ – путь обратного передвижения погрузчика (без груза), м;

VCP.P – средняя скорость рабочего хода, км/ч;

VCP.X – средняя скорость холостого хода, км/ч.

Скорости передвижения погрузчиков зависят от их конструкции, расстояния передвижения и покрытий, по которым они двигаются.

Продолжительность полного цикла погрузчика, оборудованного ковшом нормальной емкости:

t1 – время заполнения ковша, t1 = 25 с;

t2 – время подъема ковша в транспортное положение, t2 = 5 с;

t3 = 3,6VLP ,

CP.P

где LР – путь передвижения погрузчика с грузом, LР = 15 м; VСР.Р – средняя скорость рабочего хода, VСР.Р = 4 км/ч;

t3 = 3,6154 = 13,5 с,

t3 – время движения погрузчика кместу разгрузки, t3 = 13,5 с; t4 – время подъема ковша до разгрузочного положения,

t4 = 10 с;

t5 – время разгрузки ковша, t5 = 3 с;

t6 – время опускания ковша до транспортного положения, t6 = 5 с;

136

t7 = 3,6VLX ,

CP.X

где LX – путь обратного передвижения погрузчика (без груза),

LX = 15 м;

VСР.Х – средняя скорость холостого хода, VСР.Х = 8 км/ч; t7 = 3,6158 = 6,7 ≈ 7 с

t7 – время обратного движения погрузчика к штабелю, t7 = 7 с;

t8 – суммарное время на переключение рычагов управления, t8 = 8 с.

Тц = 25 + 5 +13,5 +10 + 3 + 5 + 7 + 8 = 76,5 с = 1,275 мин.

Тогда производительность техническая:

= 0,85 0,8 1,6 = Птех 60 3 1,275 153,6 т/ч,

Птех = 60 3 0,85 0,8 = 95,9 м3/ч, 1,275

Пэкс = 8,2 153,6 0,8 =1007,616 т/смен,

Пэкс = 8,2 95,9 0,8 = 629,104 м3/смен.

Годовую эксплуатационную производительность, т/год, определим по формуле:

Пг = Тг Пэкс Kв;

Пг = Тг Пэкс Kв,

где Тг – годовой фонд рабочего времени машины, ч, который вычисляют по формуле

Тг = Т tсм z,

137

где Т – число рабочих дней в году, Т = 210;

tсм – продолжительность рабочей смены, tсм = 8,2 ч; z – количество рабочих смен в сутках, z = 2.

Тг = 210 8,2 2 = 3444 ч;

Пг = 3444 1007,616 0,8 = 2 776183,6 т/год;

Пг = 3444 629,104 0,8 = 1733 307,34 м3/год.

13.Безопасность труда при эксплуатации погрузчиков

Движение и работа любых машин, в том числе погрузчиков, всегда связаны с некоторой опасностью как для самой машины и ее водителя, так и для работающих рядом с ними людей. Это особенно справедливо для погрузчиков, зачастую эксплуатируемых в сложных, стесненных условиях строительных площадок, карьеров, складских и заводских территорий.

Как правило, повреждения машин и травмирование людей являются следствием несоблюдения требований и правил, составленных для работы различных машин в специфичных для них эксплуатационных условиях.

Цель обеспечения безопасности работы – полное исключение случаев производственного травматизма, увечий и потери трудоспособности людей, а также сбережение производственной техники от повреждений и поломок.

Безопасную для себя и окружающих работу может обеспечить каждый сотрудник, хорошо изучивший приемы работы и соблюдающий правила техники безопасности.

Погрузчики – сложные самоходные и одновременно грузоподъемные машины. Правила техники безопасности при работе на погрузчиках должен знать не только машинист, но и другие сотрудники, связанные с работой погрузчиков или работающие в непосредственной близости от погрузчиков.

138

Например, существует правило, предписывающее машинистам опускать стрелу и ковш на землю в случае прекращения работы и остановки погрузчика на месте, пусть даже на короткое время. Кроме того, правилами запрещено находиться под поднятыми стрелой и ковшом погрузчика.

Предположим, что водитель не опустил ковш на землю, остановив погрузчик для подтяжки креплений маслопроводов цилиндров стрелы. Находившийся поблизости работник проходил под стрелой, а водитель в этот момент случайно задел рукоять управления гидрораспределителя. В результате быстро опустившаяся стрела наносит травму или увечье человеку, находившемуся под ней. В этом случае виновны в несоблюдении правил и водитель, и пострадавший.

Для обеспечения безопасной работы в Советском Союзе разработана и непрерывно совершенствуется специальная отрасль техники – техника безопасности.

Техника безопасности – совокупность всех мероприятий по обеспечению безопасной работы людей и машин в промышленности, строительстве и других областях народного хозяйства. Техникой безопасности установлен ряд правил и запретов для работы самоходных строительных и дорожных машин, в том числе погрузчиков.

Неукоснительное соблюдение правил и запретов техники безопасности является основой для полной ликвидации производственного травматизма людей и аварий машин.

Правила и запреты техники безопасности для работы на погрузчиках в некоторой части являются общими для всех самоходных строительных и дорожных машин.

13.1. Общие правила техники безопасности для работы на самоходных строительных и дорожных машинах

у которых не исправны отдельные узлы или механизмы, запрещается.

2.Запрещается вывод на работы машин с неисправными тормозами ходовых колес или гусениц, а также с неисправными стояночными тормозами.

3.Для работы в темное время суток машины должны быть оснащены достаточным количеством внутренних и внешних приборов освещения. Работать в темное время суток без включенных приборов внешнего освещения запрещается.

4.Машины, имеющие топливные баки или отопительные устройства, в том числе для обогрева кабины, должны быть снабжены огнетушителями.

5.Ременные и цепные передачи, валы и другие вращающиеся или подвижные детали, вблизи которых могут находиться люди, должны быть закрыты ограждениями или кожухами. Выполнять работы или транспортное движение на машинах при снятых ограждениях или кожухах запрещается.

6.Запрещается осматривать агрегаты и узлы, выполнять сборочно-демонтажные, наладочные, регулировочные, ремонтные и любые другие работы на машинах с работающими двигателями.

7.Запрещается менять масло в редукторах, а также смазывать узлы и детали машин при работающем двигателе.

8.На машинах, имеющих подвижные рабочие органы (погрузчики, бульдозеры, скреперы и т.д.), запрещается производить осмотры, наладочные, ремонтные и любые другие работы, находясь под рабочими органами, поднятыми и удерживаемыми канатными или гидравлическими механизмами привода (управления).

В случае необходимости производства таких работ поднятые рабочие органы должны быть установлены на предусмотренные в конструкции запоры или при отсутствии последних – надежно укреплены козлами или бревнами (вагами), опертыми на землю.

140