Реферат: Разработка рабочего оборудования одноковшового погрузчика
Курсовая работа по дисциплине:
Строительные машины
Разработка рабочего оборудования одноковшового погрузчика
ЗАДАНИЕ
тема: Расчет рабочего оборудования строительно-дорожной машины и технологической схемы выполнения работ
Исходные данные
Машина: рыхлитель; кусторез; корчеватель; бульдозер (поворотный отвал; неповоротный отвал); скрепер; автогрейдер; экскаватор (прямая лопата); экскаватор (обратная лопата); драглайн; погрузчик; каток; автогудронатор; асфальтоукладчик; роторный снегоочиститель; роторный экскаватор; траншейный экскаватор;
Выполняемые работы: разработка выемки; возведение насыпи; планировочные работы; уплотнение грунта; рыхление; рытье котлована (траншеи); разработка забоя; укладка асфальтобетонной смеси; розлив битума;
Размеры разрабатываемого участка:
длина – ширина – высота (глубина):
Грунт: песок; супесь; суглинок; гравий; глина; сланцы;
Введение
Одноковшовыми погрузчиками называют самоходные подъемно-транспортные машины, у которых основным рабочим органом служит ковш, установленный на конце подъемной стрелы. Зачерпывают насыпной груз ковшом, опущенным вниз, при движении погрузчика вперед в сторону штабеля. Разгружают погрузчик после перемещения его к загружаемому транспортному средству и подъема ковша вверх.
Одноковшовые погрузчики в основном предназначены для погрузки на транспортные средства (автомобили-самосвалы и полувагоны) сыпучих и кусковых грузов и прежде всего заполнителей (песка, гравия, щебня), а также грунта, строительного мусора, каменного угля, кокса и др.
При установке специальных ковшей (на погрузчиках грузоподъемностью свыше 1,5 т) их также применяют для перегрузки скальных пород, разработки и погрузки гравийно-песчаных материалов в карьерах, а при больших грузоподъемностях — и материковых грунтов I—II категории.
Когда вместо ковша устанавливают разное сменное оборудование, погрузчики выполняют ряд вспомогательных работ: монтажных, зачистных, планировочных, снегоуборочных и др.
Исходные данные
разрабатываемый грунт />=1400…1600 />
производительность погрузчика />
номинальная грузоподъемность />=2т
Выбор базового трактора.
Ориентировочно масса погрузчика (т)
/>[1]
q=0,2 – для гусеничных погрузчиков [1]
/>
Масса базового трактора (т)
/>[1]
/>— коэффициент; />=1,25…1,35 [1]
/>
Подбираем базовый трактор ДТ-75Б-C2 по значению />(таблица 3, стр.90 [1])
Мощность двигателя, кВт(л.с.)55(75)
Скорость, />
вперед 3 – 10,5
назад 3,5 – 4,5
Габаритные размеры, мм
длина 5715
ширина 2048
высота 2034
Номинальная вместимость коша (/>)
/>[1]
/>— плотность материала; />
/>— коэффициент наполнения ковша; />=1,25
/>
Расчет производительности
Теоретическая производительность (/>)
/>[3]
/>— коэффициент заполнения ковша; />=0,5÷1
/>— коэффициент разрыхления материала; />=1,25
/>— время рабочего цикла, с
/>[2]
/>— коэффициент учитывающий совмещение операций; />=0,85÷0,9
/>— время подъема/опускания ковша; />=20с
/>— время передвижения погрузчика; />=30с
/>— время зачерпывания материала; />=20с
/>— время разгрузки; />=5с
/>— время поворота; />=20с
/>— время, затрачиваемое на управление машиной; />=10с
/>
/>
Эксплуатационная производительность (/>)
--PAGE_BREAK--/>[3]
/>— время работы за смену с учетом технического обслуживания и подготовке погрузчика к работе; />=6,82
/>— коэффициент использования в течении смены; />=0,5÷0,8
/>
При смене 8 часов производительность погрузчика (/>)
/>
Производительность погрузчика может варьироваться в зависимости от разрабатываемого материала, времени рабочего цикла.
Расчет ковша
Принимаем ширину ковша исходя из ширины базового шасси
В=2100/>
/>
Радиус поворота (м)
/>[1]
/>
/>— относительная длина днища ковша; />=1,45
/>— относительная длина задней стенки; />=1,15
/>— относительная высота козырька; />=0,13
/>— относительный радиус сопряжения днища с задней стенкой; />=0,37
/>— угол между задней стенкой и днищем ковша; />
/>— угол между плоскостью козырька и продолжением плоскости задней стенки; />
/>
/>
По расчетному радиусу поворота и оптимальным значениям относительных характеристик определяем основные параметры ковша:
длина днища />
длина задней стенки />
высота козырька />
радиус сопряжения />
высота шарнира крепления к стреле />
ширина зева ковша />
Угловые размеры углов:
угол раствора между днищем и задней стенкой />;/>
угол наклона боковых стенок относительно днища />; />
угол заострения режущих кромок />; />
угол между задней стенкой и козырьком />; />
Толщина основного листа ковша (мм)
продолжение--PAGE_BREAK--
/>[3]
Меньшие значения коэффициента следует применять для погрузчиков больших типоразмеров, и наоборот
/>
Тяговый расчет
Напорное усилие по мощности двигателя (Н)
/>[1]
/>— мощность двигателя, кВт
/>— К.П.Д. трансмиссии; />=0,88
/>— скорость погрузчика; />=0,91/>
/>— коэффициент сопротивления качению; />=0,06÷0,1
/>— вес погрузчика; />
/>
Максимальное напорное усилие с учетом увеличения крутящего момента двигателя (Н)
/>[3]
/>— коэффициент перегрузки двигателя; />=1,1÷1,15
/>— буксование движителей; />=0,2
/>
Наибольшее напорное усилие по сцепному весу (Н)
/>[3]
/>— коэффициент сцепления; />=0,9
/>
Определение сопротивлений внедрению ковша материал
Условие движения
/>[2]
Общее сопротивление внедрению ковша в материал (Н)
/>
/>
Сопротивление, возникающее на передней режущей кромке и на кромках боковых стенок ковша (Н)
/>[2]
/>— сопротивление резанью; />=0,02МПа
/>— коэффициент учитывающий сопротивление на кромках боковых стенок ковша; />=1,1
/>— ширина кромки ковша
/>— глубина внедрения ковша; />=0,7/>
продолжение--PAGE_BREAK--
/>
Сопротивление от трения между материалом и внутренними поверхностями днища и боковых стенок ковша (Н)
/>[2]
/>— коэффициент учитывающий трение материла о боковые стенки ковша;/>=1,04
/>— коэффициент трения материала о ковш; />=0,4
/>— сила зависящая от веса материала />в объеме призмы />и от давления со стороны материала, находящегося за пределами призмы (Н)
/>[2]
/>— угол естественного откоса материала; />
/>
/>
Сопротивление между днищем коша и основанием штабеля (Н)
/>[2]
/>— коэффициент учитывающий положение ковша при внедрении, при полном опирании днища ковша на основание штабеля; />=1
/>— коэффициент трения между днищем ковша и основанием штабеля; =0,3÷0,4
/>— вес ковша с грунтом;
/>
/>
/>
Проверка условия движения
/>
/>
условие выполняется
В конце внедрения при повороте ковша для зачерпывания материала необходимо преодолеть силу Т сопротивления сдвигу материала по плоскости сдвига />(Н)
/>[2]
/>— коэффициент внутреннего трения материала по поверхности сдвига; />=0,5
/>— удельное сопротивление сдвигу материала; />=0,02МПа
/>— площадь сдвига, />
/>
/>— пассивный отпор штабеля при отсутствии подпора материала в заднюю стенку ковша (подпор недопустим, так как увеличивает усилие внедрения)
/>
Решая систему уравнений />относительно Т, получим
/>[2]
продолжение--PAGE_BREAK--
/>
Определение параметров усилий и скоростей
/>
Усилие на штоке цилиндра поворота ковша (Н)
/>[3]
/>— выглубляющее усилие на комке ковша; />=T=37900Н
/>— коэффициент запаса, учитывающий потери на трении в шарнирах рычажной системы, гидроцилиндрах, потере в гидросистеме; />=1,25
/>— вес ковша;/>
/>— число гидроцилиндров механизма поворота ковша;/>=2
/>— мгновенное передаточное отношение механизма погрузочного оборудования при усилии />
/>[3]
/>— то же, при весе ковша />
/>[3]
/>
Усилие на штоке гидроцилиндра механизма подъема стрелы (Н)
/>[1]
/>=2.29м
/>=1,4м
/>=0,2
/>=0,6м
/>— вес подвижной части оборудования;/>
/>— усилие гидроцилиндра механизма поворота ковша без учета коэффициента запаса; />
/>— число гидроцилиндров механизма подъема стрелы;/>=2
/>
Скорости движения поршней гидроцилиндров
Средняя скорость поршней гидроцилиндров поворота ковша (/>) для положения внедрения
/>[3]
/>— коэффициент снижения рабочей скорости в процессе внедрения; />
/>— коэффициент совмещения; />
/>— скорость движения погрузчика, />; />
продолжение--PAGE_BREAK--
/>
Средняя скорость поршней гидроцилиндров подъема стрелы (/>)
/>[3]
/>— средняя линейная скорость подъема стрелы, отнесенная к шарниру рабочего органа; />
/>— ход поршня гидроцилиндра подъема стрелы; />
/>— длина стрелы; />
/>— угол поворота стрелы; />
/>
/>
Определение параметров гидросистемы
Диаметры исполнительных гидроцилиндров (м)
/>[4]
/>— усилие на штоке, Н
/>— механический К.П.Д. гидропривода; />
/>— расчетное давление рабочей жидкости, МПа; />
/>— номинальное давление гидросистеме, МПа; />
/>
/>/>[4]
/>
/>
Принимаем диаметры из стандартного ряда />,/>
Диаметр штока принимаем исходя из диаметров цилиндров и параметра />/>, />
Рабочее давление жидкости (МПа) для принятого диаметра
/>[4]
/>
/>
Расход жидкости подводимой в цилиндр (/>)
/>[4]
/>— скорость движения поршня, />
/>— объемный К.П.Д. гидропривода, для новых гидроцилиндров с манжетными уплотнениями;/>
продолжение--PAGE_BREAK--
/>
/>
Полны расход (/>)
/>
Расчетный рабочий объем гидронасоса (/>)
/>
/>— номинальная частота вращения вала насоса, />; />
/>— объемный К.П.Д. гидронасоса; />
/>
Принимаю два аксиально – поршневых насоса типа МНА:
рабочий объем />125
номинальное давление (МПа) 20
частота вращения (/>) 1500
объемный К.П.Д. 0,95
полный К.П.Д. 0,91
масса (кг) 93
Действительная подача насоса (/>)
/>
/>
Рабочая жидкость
марка ВМГЗ
плотность при />С(/>) 860
кинематическая вязкость при />С (/>) 0,1
температурный предел применения (/>) -40÷+65
Жидкость выбрана исходя из условии применения при отрицательных температурах
Гидрораспределитель
Принимаю два трехпозиционных реверсивных золотника с соединением нагнетательной линии со сливом и запертыми полостями гидроцилиндров
типоразмер 64БГ74-25
расход жидкости (/>) 140
давление номинальное (МПа) 20
внутренние утечки, не более (/>) 0,3
Предохранительный клапан БГ52-17А
расход (/>) 400
давление номинальное (МПа) 5-20
масса (кг) 38
количество в системе 2
Выбор двух клапанов вызван конструктивными особенностями гидросистемы погрузчика:
установка в напорной магистрали для защиты насоса от перегрузки
установка в сливной магистрали для предохранения от повышения давления при засоре фильтра гидросистемы
продолжение--PAGE_BREAK--
Фильтр
тип 1.1.40-25
тонкость фильтрации (мкм) 25
номинальный расход (/>) 160
давление номинальное (МПа) 0,63
количество в системе 2
Объем гидробака (/>)
/>
/>
Принимаю по рекомендациям ГОСТ 16770-85 объем гидробака 1000
Расчет диаметров гидролиний (м)
/>
Q – расход жидкости на рассматриваемом участке (/>)
/>— допустимая скорость движения рабочей жидкости в трубопроводе на рассматриваемом участке:
для всасывающего трубопровода />
для сливного />
для напорного при />и />/>
всасывающий трубопровод
/>
сливной трубопровод
/>; />;
/>
напорный трубопровод
/>; />;
/>
Из стандартного ряда по ГОСТ 8732-82 и ГОСТ 8734-82 окончательно принимаем следующие диаметры (мм):
всасывающий трубопровод/>=67
сливной трубопровод/>=56
/>=56
/>=12
напорный трубопровод/>=36
/>=36
/>=12
По принятому диаметру действительная скорость движения жидкости в трубопроводах (/>):
/>
всасывающий трубопровод
/>
сливной трубопровод
/>; />;
продолжение--PAGE_BREAK--
/>
напорный трубопровод
/>; />;
/>
Устойчивость одноковшовых погрузчиков
Продольную устойчивость погрузчика рассчитывают относительно передней и задней оси опрокидывания. Погрузчик располагают так, чтобы его продольная ось была перпендикулярна линии наибольшего склона.
Продольная устойчивость характеризуется предельными углами подъема и уклона, на которых может стоять заторможенный погрузчик под действием силы тяжести, не опрокидываясь.
/>
Определение предельных углов продольной статической устойчивости на подъем
/>[3]
Определение предельных углов продольной статической устойчивости на уклон
/>[3]
/>;/>— координаты центров тяжести;/>=2434мм;/>=1217мм
/>— продольная база; />=3806мм
/>— межосевое расстояние от ведущей звездочки до заднего опорного катка; />=663мм
/>
/>
Заключение
В данной работе был произведен подробный тяговый расчет погрузчика. Была определена производительность погрузчика, определены усилия в конструкциях рабочего оборудования и спроектирован гидропривод, а так же выбраны все основные элементы гидропривода.
Список использованной литературы
Проектирование машин для земляных работ /Под ред. А.М. Холодова. –Х.: Вища шк. Изд – во при Харьк. ун – те, 1986. – 272с.
Проектирование и расчет перегрузочных машин (погрузчики и виброразгрузчики). Векслер В.М., Муха Т.И. Л., «Машиностроение». 1971 г. 320 стр. Табл. 34. Илл. 169. Библ. 40 назв.
Базанов А.Ф., Забегалов Г.В. Самоходные погрузчики. – 2-е изд., перераб. и доп. – М.: Машиностроение, 1979. – 146 с., ил