книги / Одноковшовые погрузчики

Еще один пример ковша – патент US4349308 (рис. 3).

Рис. 3. Ковш с принудительной разгрузкой (патент US4349308)

Описание последних двух патентов не прилагается ввиду сложности перевода технических текстов.

3. Расчет основных параметров погрузчика К-702

Основные технические характеристики:

–грузоподъемность – 6 т;

–номинальная частота вращения коленчатого вала –

1700 с–1;

–эксплуатационная масса – 21 т;

–мощность двигателя – 235 кВт/(300 лс).

Определяем конструктивный вес погрузочного оборудования, кН:

71

Gоб =Gп −Gб.т,

где Gп – вес погрузчика; Gп = 205,8 кН; Gб.т – вес базового трактора, кН;

где Qп – масса погрузчика, Qп = 21 .

= 21 =

Gб.т 10 1,3 161,5,

Gоб = 205,8 −161,5 = 44,3.

Определяем коэффициент удельной грузоподъемности:

qн = (Мб.тQ+нМоб ) ≥[q],

где Мб.т – масса базового трактора, Мб.т = 16,4 т; Моб – масса погрузочного оборудования, Моб = 4,6 т;

Qн – номинальная грузоподъемность ≈50 % статической опрокидывающей нагрузки, приложенной в центре тяжести основного ковша при максимальном вылете стрелы, Qн = 6 т;

[q] = 0,20…0,22 для гусеничных погрузчиков; [q] = 0,25…0,30 для колесных погрузчиков.

qн = (16,46+4,6) = 0,28, qн ≥[q],

0,28 ≥ 0,25.

Радиус поворота (внешний), м:

R = (0,7...1,3) (3600 3 Qн +2 ),

72

R = 1,23 (3600 3 6 + 2 ) = 8800 = 8,8 м.

База погрузчика, м:

A = (0,85...1,15) (1300 + 700 3 Qн + 2 ),

A = 1,15 (1300 + 700 3 6 + 2 )= 3105 = 3,105 м.

Принимаем по стандарту 3,75 м. Колея погрузчика, м:

Принимаем по стандарту 2,255 м. Дорожный просвет (клиренс), м:

К= (0,85...1,15) (50 +160 3 Qн + 4 ),

К=1,15 (50 +160 3 6 + 4 ) = 0,453 м.

Координата центра тяжести базовой машины, м:

ХТ = (0,6...0,7) А,

ХТ = 0,7 3,75 = 2,625 м.

Координаты центров тяжести оборудования, м:

Х= 1,8А ,

Х= 3,751,8 = 2,083 м;

73

ar = (0,6...0,95) А,

ar = 0,74 3,75 = 2,8 м; b0 = a2r ,

b0 = 2,82 =1,4 м.

Поскольку погрузчик К-702 смонтирован на базе пневмоколесного трактора, необходимо определить статические нагрузки на мосты груженого колесного погрузчика по зависимостям на рис. 4.

Рис. 4. Определение статических нагрузок на мосты

Обозначения на рис. 4:

аr – координата центра тяжести груза в ковше от оси при максимальном вылете, аr = 2,8 м;

Gп – вес погрузчика, Gп = 205,8 кН;

Qн – номинальная грузоподъемность, Qн = 6 т;

Х – координата центра тяжести машины, Х = 2,083 м;

Lт = 3,75 м.

74

Распределение нагрузок по мостам определяют в статическом положении. Вес груза в ковше принимают равным грузоподъемности погрузчика и приложенным в центре тяжести ковша.

На передний мост действует нагрузка Rп, кН:

На задний мост, кН:

Rз =Gп X ,

Lп

Rз = 205,8 2,0833,75 =113,19 кН.

75

Для погрузчика с порожним ковшом рекомендуются следующие пределы значений коэффициента, учитывающего распределение нагрузок между мостами:

ψ= Rп = 0,67...0,82,

Rз

ψ=113,1992,61 = 0,81,

0,67 < 0,81 < 0,82.

Сзагруженным ковшом:

ψ= Rп = 2,3...4,

Rз

ψ=195,3169,3 = 2,8,

2,3 < 2,8 < 4.

Для сохранения управляемости и снижения галопирования в транспортном положении оборудования коэффициенты распределения нагрузок приняты: для порожнего погрузчика ψ = 0,67...0,82, для груженого погрузчика ψ = 2,3...4.

Тяговое усилие базового трактора, кН, с учетом веса погрузочного оборудования на рабочей передаче определяем по тяговой характеристике из условия работы погрузчика на горизонтальной площадке:

где N – наибольшая эффективная мощность двигателя, N = = 235 кВт;

f – коэффициент сопротивления качению:

76

f = 0,06…0,1 – при гусеничном ходовом оборудовании; f = 0,03…0,04 – при колесном ходовом оборудовании; δp – коэффициент буксования:

δp = 0,2 для колесных машин; δp = 0,07 для гусеничных машин;

ηт – коэффициент полезного действия трансмиссии: для механической трансмиссии ηт = 0,85…0,88; для гидромеханической трансмиссии ηт = 0,6…0,75;

Gп – эксплуатационный вес погрузчика, Gп = 205,8 кН. Скорость обратного холостого хода выбирают на 25–40 %

выше рабочей скорости движения: υр – скорость рабочего хода,

υр = 3,0…4,0 км/ч.

Расчетное значение скорости υт, км/ч:

υт = 0,377 nдв rк , i

где nдв – номинальная частота вращения вала двигателя, nдв = = 1700 об/мин;

i – передаточное число трансмиссии, i = 152; rк – динамический радиус колеса, rк = 0,89 м.

Величина напорного усилия по сцепному весу, кН:

Тсц =Gп ϕ,

где Gп – эксплуатационный вес погрузчика, Gп = 205,8 кН;

ϕ – коэффициент сцепления движителей, зависит от типа ходовой части базового шасси, рисунка почвозацепов протектора шин, давления в них и ряда других факторов. Для расчета напорных усилий для колесного шасси принимаем ϕ = 0,6…0,8.

77

Тсц = 205,8 0,7 = 144,06 кН,

Тсц ≤ Тн,

144,06 кН ≤ 232,5 кН.

Таким образом, тяговое усилие по двигателю превосходит тяговое усилие по сцеплению.

4. Основной ковш

Основной ковш (рис. 5) предназначен для погрузки сыпучих материалов со средним объемным весом 16 кН/м3. Его можно применять также при землеройно-транспортных работах. Ковш, как правило, имеет плоское днище, переходящее по радиусу в заднюю стенку, и две боковые стенки. Спереди днище и боковые стенки имеют режущие кромки. Днище и стенки усиливаются листовыми и коробчатыми накладками и поперечными связями. На режущей кромке днища закрепляются съемные режущие зубья.

Погрузочные работы являются основными, поэтому они определяют его конструкцию.

Рис. 5. Конструктивная схема ковша погрузчика

78

Номинальную емкость основного ковша, м3, определяем по грузоподъемности погрузочного оборудования из расчета работы на сыпучих и мелкокусковых материалах с объемной массой γ = 1,6 т/м3:

Vн = γQKн н ,

где Kн – коэффициент наполнения ковша, Kн = 1,25;

Qн – номинальная грузоподъемность, Qн = 6 т.

Vн =1,6 61,25 = 62 =3 м3.

Внутреннюю ширину ковша, м, принимают на 50–150 мм больше ширины базового трактора или шасси:

Bк = Bo +(50...150),

где Bo – ширина базового трактора или шасси, Bo = 3,1 м.

Bк =3100 +150 =3250 =3,25 м.

По стандарту установлен ковш с Bк =3,1 м.

Расчетный радиус поворота ковша – расстояние между осью шарнира и режущей кромкой. Расчетный радиус поворота ковша, м, определится по формуле

где Vн – номинальная емкость ковша, Vн = 3 м3; Вк – внутренняя ширина ковша, Вк = 3,1 м.

79

где λд – относительная длина днища ковша, λд = 1,4…1,5; λз – относительная длина задней стенки, λз = 1,1…1,2; λк – относительная высота козырька, λк = 0,12…0,14;

λr – относительная радиус сопряжения днище и задней стенки, λr = 0,35…0,4;

γ1 – угол между плоскостью козырька и продолжение плоскости задней стенки,

γ1 = 5…10°;

γ0 – угол между задней стенкой и днищем, γ0 = 48…52°.

λ= 0,5 1,5 (1,2 +0,14 cos10) sin 52 −

−0,42 ctg 522 −0,5 1−18052 = 0,51,

Длина днища – расстояние от передней кромки ковша до его пересечения с задней стенкой. Длину днища, м, определим по формуле

lд = λд R0 = (1,4...1,5) R0 , lд =1,5 1,3 =1,95 м.

Длина задней стенки – расстояние от верхнего края задней стенки или основания козырька до пересечения с днищем ковша. Длину задней стенки, м, определим по формуле

lз =(1,1...1,2) R0 ,

lз =1,2 1,3 =1,56 м.

80