Проектирование универсального одноковшового экскаватора КП

ПЗ.docx

МИНИСТЕРСТВО НАУКИ И ВЫСШЕГО ОБРАЗОВАНИЯ РОССИЙСКОЙ ФЕДЕРАЦИИ
Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования
НАЦИОНАЛЬНЫЙ ИССЛЕДОВАТЕЛЬСКИЙ МОСКОВСКИЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ СТРОИТЕЛЬНЫЙ УНИВЕРСИТЕТ
Кафедра: механизации строительства
КУРСОВОЙ ПРОЕКТ (РАБОТА)
«Машины для земляных работ»
«Проектирование универсального одноковшового экскаватора»
Руководитель проекта
(ученое звание ученая степень должность Ф.И.О.)
(дата подпись руководителя)
Курсовой проект защищен с оценкой
(оценка цифрой и прописью)
Председатель аттестационной комиссии
(дата подпись члена комиссии)
РАЗМЕРЫ БАЗОВОЙ ЧАСТИ ЭКСКАВАТОРА.
ЛИНЕЙНЫЕ РАЗМЕРЫ СТРЕЛЫ И РУКОЯТИ. РАБОЧИЕ РАЗМЕРЫ
ПАРАМЕТРЫ ПРИВОДА РАБОЧЕГО ОБОРУДОВАНИЯ. ВЫБОР ТИПОРАЗМЕРОВ ГИДРОЦИЛИНДРОВ И ИХ ПРИВЯЗКА.
ПАРАМЕТРЫ НАСОСНО-СИЛОВОЙ УСТАНОВКИ. ВЫБОР ТИПОРАЗМЕРОВ НАСОСОВ И ПЕРВИЧНОГО ДВИГАТЕЛЯ
ПАРАМЕТРЫ ПРИВОДА ПОВОРОТНОЙ ПЛАТФОРМЫ И ВЫБОР ТИПОРАЗМЕРА ГИДРОМОТОРА.
ПАРАМЕТРЫ ПРИВОДА ХОДОВЫХ УСТРОЙСТВ. ВЫБОР ТИПОРАЗМЕРОВ ГИДРОМОТОРОВ.
ПРОИЗВОДИТЕЛЬНОСТЬ ЭКСКАВАТОРА.
Строительные гидравлические одноковшовые экскаваторы предназначены для разработки грунтов до 4 категории включительно без их предварительного разрыхления при отрывке котлованов траншей каналов и т.д. Они могут также разрабатывать более прочные грунты включая мерзлые и скальные после их разрыхления другими средствами. Эти машины широко используют в строительстве и промышленности строительных материалов.
Для выполнения различных работ на гидравлических экскаваторах используют ковши прямой и обратной лопат погрузчика грейфера бульдозерные отвалы однозубые и многозубые рыхлители гидромолоты шнековые буры и т.д. Экскаваторы способные работать с различными сменными рабочими органами называют универсальными а экскаваторы работающие только с одним видом рабочего оборудования – специальными.
В качестве основного для отечественных экскаваторов до 5-ой размерной группы включительно принято рабочее оборудование обратная лопата а для 6-ой размерной группы – прямая лопата тогда как зарубежные производители например Caterpillar комплектуют обратной лопатой даже экскаваторы 7-ой размерной группы. Существуют ковши различной вместимости: основные узкие (меньшей вместимости для разработки прочных грунтов) и широкие (большей вместимости для разработки слабых грунтов).
Строительные полноповоротные гидравлические экскаваторы являются самоходными машинами с пневмоколесным или гусеничным ходовым устройством. Пневмоколесные экскаваторы обладают высокой скоростью и маневренностью поэтому используются на рассредоточенных строительных объектах с небольшими объемами работ. Гусеничные экскаваторы передвигаются с малой скоростью но обладают повышенной проходимостью поэтому используются на объектах с большими объемами работ без специальной подготовки рабочих площадок включая карьеры.
В настоящее время в парке строительных одноковшовых экскаваторов в нашей стране и за рубежом преобладают гидравлические машины с жесткой подвеской рабочего оборудования. Широкое распространение гидравлических экскаваторов обусловлено неоспоримыми преимуществами гидрообъемного привода перед приводом с механической трансмиссией и гибкой подвеской рабочего оборудования в первую очередь простотой кинематических связей между источниками и потребителями энергии способностью простыми средствами преобразовывать вращательное движение первичного двигателя в поступательное движение конечного звена исполнительного механизма способностью реализовать большие усилия на рабочих органах при минимальных размерах передаточных устройств возможностью силового воздействия на рабочие органы как в прямом так и в возвратном направлениях и др. Эти преимущества обеспечили гидравлическим экскаваторам высокую эффективность в частности более низкую чем у канатных экскаваторов материалоемкость.
Дальнейшее совершенствование конструкций гидравлических экскаваторов связано с оптимизацией их основных параметров первом этапом которой является овладение методами расчета их основных параметров. В качестве основного метода в данном курсовом проекте принято математическое моделирование процессов функционирования гидравлических обратных лопат как основного вида рабочего оборудования этих машин. В отдельных случаях при недостаточных объемах исходных материалов для математического моделирования используются аналоги из опыта проектирования сходных по устройству моделей экскаваторов с их корректировкой на последующих этапах расчета.
Курсовой проект включает в себя назначение геометрических размеров базовой части экскаватора и его рабочего оборудования выбор гидравлических цилиндров для поворота ковша рукояти и стрелы их привязку к рабочему оборудованию назначение геометрических размеров механизма поворота ковша выбор гидромоторов для привода поворотной платформы и ходового устройства выбор насосов и двигателя внутреннего сгорания определение передаточных чисел передаточных механизмов определение выходных характеристик в том числе параметров рабочей зоны скоростей рабочих движений скоростей передвижения экскаватора и теоретической производительности.
К = 111 · mэ0.23; К = 111 · 2780.23 = 24 м;
bг = (023 .034) ·К; bг = 025 · 24 = 0609 м;
принимаем bг = 600 мм.
Допускаемое давление на грунт: [Рср] = 60 кПа;
принимаем lг = 3.25 м.
Получившиеся значения bг и lг должны получиться такими чтобы средние давление гусениц на грунт Рср не превышало заданного допустимого значения [Рср].
Рср = [Рср];Рср = = 6993 кПа.
На стадии предварительных расчетов решение можно считать удовлетворительным если отношение базы к колее не выходит за пределы
Размеры гусениц согласно модульным группам (рис 1.3):
Габаритная высота гусеницы: Hr = 1000 мм;
Высота оси ведущей звездочки: Hо = 480 мм;
Размеры гусеничных цепей:
высота цепи с башмаками: hгц = 1595 мм;
расстояние от внутренней поверхности до осей шарниров: h`гц = 65 мм;
высота грунтозацепов: hгз = 265 мм;
ширина цепи (без башмака): 250 мм.
Диаметр ведущей звездочки:
Dзв = 2· (Hо – hгц + h`гц); Dзв = 2· (048 - 01595 + 0065) =0771 м.
Уточняем диаметр звездочки:
Dзв = = 78361669 мм округляем до 7836 мм.
Минимальная габаритная высота гусеницы:
HГ min = 07836+2· (01595 – 0065) = 0972 мм. Принимаю HГ min =1м.
Габаритная длина гусеницы:
Lг = lг + HГ mLг = 325 + 1 = 4.25 м.
Габаритная ширина гусеничного хода:
Bх = К + bг; Bх = 24 + 06 = 3 м.
Клиренс под поворотной платформой измеренный от уровня стоянки в предложении полного погружения грунтозацепов в грунт:
Кл = (12 .117) · (HГ – 2 · hгз);
Кл = 1193 · (1 – 2 · 00265) = 112 м.
Диаметр опорно-поворотного устройства:
Dопу = (045 .047) · ; Dопу = 04546 · = 1377 м;
округляем до ближайшего стандартного и принимаем: Dопу = 1400 мм.
Ширина поворотной платформы:
Bпл = Bх · 08;Bпл = 3 · 08 = 24 м;
принимаем Bпл = 234 м.
Радиус передней части поворотной платформы:
принимаем rп = 760 мм.
Радиус хвостовой части поворотной платформы:
rхв = (11 .10);rхв = 326 м.
Высота капота силовой установки:
Нкп = (084 .065) ;Нкп = 237 м.
Высота поворотной платформы:
Высота пяты цилиндра:
hпц = Кл + hпл2;hпц = 123 + 02232 = 124 м.
Радиус пяты цилиндра:
rпц = rп + (01 .015);rпц = 761мм + 1116мм = 087 м.
hпс = hпц + (028 .08) · ; hпс = 124 + 068 = 192 м;
rпс = rпц – (023 .015) · ; rпс = 024 м.
Кабина В*Ш*Д: 1650*1000*1250мм.
mк = mк.уд ·q; mк = 125 · 1 = 125 т (2.01)
где mк.уд удельная масса принимаемая равной 1.25 тм3 для ковша типа 02.
Линейные размеры основного ковша типа 02 назначают в соответствии с действующим стандартом по формулам вида:
Значения коэффициентов пропорциональности k и свободных членов a приведены в таблице (рис. 2.1).
Вк = 151 · – 026 = 125 м
R = 11 · + 026 = 136 м
R1 = 125 · + 025 = 15 м
r1 = 045 · + 008 = 053 м
r2 = 022 · + 008 = 03 м
Абсциссу кромки задней стенки назначают из пределов:
Расстояние между проушинами назначают из пределов:
Lвз = 160 .610 мм при q = 005 .1 м3; Lвз = 610 мм.
Ширину режущей кромки зубьев назначают в зависимости от размерной группы экскаватора см. рис 2.3.
Ширина зуба из таблицы:b3 = 110 мм.
Число зубьев n определяется из двойного неравенства:
25 · (Bк b3 + 3) n 0.357 · (Bк b3 + 1.8)
25 · (125 110 + 3) n 0.357 · (125 110 + 1.8)
Расстояние между зубьев ковша:
Bк = 110 · 3 + 270 · (4 – 1) = 1250 мм.
Ориентировочные значения углов:
=40° ’=30° γ1=75° γ2=55° =3°.
ЛИНЕЙНЫЕ РАЗМЕРЫ СТРЕЛЫ И РУКОЯТИ. РАБОЧИЕ РАЗМЕРЫ.
Введем понятия кинематических длин стрелы Lс рукояти Lр Lк и ковша
(рис. 3.1) принимая первую равной расстоянию между осями концевых шарниров – для соединения с поворотной платформой и рукоятью вторую – между шарнирами соединения рукояти со стрелой и ковшом и третью – от шарнира соединения ковша с рукоятью до режущих кромок неизношенных зубьев
(Lк = R1). В кинематическом анализе рабочего оборудования указанные кинематические длины ради сокращения записи будем условно называть соответственно стрелой рукоятью и ковшом.
Стрела может занимать различные положения относительно поворотной платформы от верхнего определяемого углом αсв до нижнего – угол αсн соответственно выше и ниже плоскости платформы. Граничные положения рукояти относительно стрелы определяются углом ее предельного отворота от стрелы гамма и полным ее угловым перемещением αр а ковша относительно рукояти – предельным углом отворота от нее ковша αк нач и полным его угловым перемещением αк. На основе опыта проектирования рекомендуется принимать следующие углы:
Угол соответствующий верхнему положению стрелы αсв=43°;
Угол соответствующий нижнему положению стрелы αсн=51°;
Угол поворота рукояти αр=107°;
Угол поворота ковша αк=152°;
Угол отворота ковша от рукояти αк нач=23°;
Угол отворота рукояти от стрелы γ=146°;
В процессе рабочих движений поворотной платформы и элементов рабочего оборудования режущие кромки зубьев ковша могут занимать положения в пределах рабочей зоны экскаватора ограниченной торовой поверхностью. Сечение рабочей зоны плоскостью симметрии рабочего оборудования называют осевым продольным профилем рабочей зоны. Поверхностью стоянки экскаватора рабочая зона делится на нижнюю (подземную) и верхнюю (надземную) части. Первая является областью разработки (копания) грунта а вторая – областью его разгрузки и маневровых движений рабочего оборудования. Наиболее низкой точкой осевого профиля рабочей зоны определяется максимальная глубина копания Hк max а наиболее удаленной от экскаватора точкой подземной части – максимальный радиус копания (на уровне стоянки экскаватора) Rкс max. Максимальная высота выгрузки Hв max определяется по положению наиболее низкой точки режущих кромок качающегося относительно рукояти ковша при предельно поднятой стреле и предельном отвороте от нее рукояти. Эти параметры называют рабочими размерами экскаватора. Вертикальные размеры (глубину копания и высоту выгрузки) измеряют от уровня стоянки экскаватора а горизонтальный размер (радиус копания) – от оси вращения поворотной платформы. Перечисленные линейные размеры рабочего оборудования и их предельные угловые размеры являются исходными для построения осевого профиля рабочей зоны (рис.3.3).
По вычерченному осевому профилю рабочей зоны непосредственными измерениями определены значения (см.рис.3):
Lс=5290 мм; Lр=2580 мм; Lк=1500 мм;
Hк max=6570 мм Rкс max=9150 мм Hв max=4570 мм.
В процессе экскавации грунта надземная часть рабочей зоны может быть использована полностью а подземная часть – только в пределах безопасной зоны согласно СНиП ограниченной откосом безопасности не ближе 1м (на уровне стоянки) от наиболее удаленной от оси вращения поворотной платформы точки опорного контура (рис.4.2 а).
Реализуемая по условиям безопасности рабочая зона соответствующая области IKL (рис.4.2 б) может быть использована только при отрывке выемок закрытой боковой проходкой при расположении рабочего оборудования поперек гусениц и перемещении экскаватора на новую стоянку после отработки элемента забоя по фронту выемки а также при отрывке пионерных выемок в случае работы фронтальными (лобовыми) проходками.
Рациональным режимом работы экскаватора следует считать такой при котором частость передвижек будет наименьшей а их длина lпер наибольшей. Этому условию отвечает требование получения максимального объема грунта с одной стоянки экскаватора. Задача определения длины передвижки сводится к определению глубины копания которой отвечает максимум площади параллелограмма LN0M0P0. На рис.4.2 в представлена эпюра зависимости площади S от глубины копания Hк по которой может быть определено максимальное значение Smax и соответствующее ей значение аргумента Hк опт.
По вычерченной схеме к определению реализуемой зоны и оптимальной глубины копания определены значения (см. рис. 3.4):
Оптимальная глубина копания:Hк опт=2500 мм
при передвижке:Lпер=3650 мм.
1 ПОДБОР ГИДРОЦИЛИНДРА КОВША.
Расчетным режимом для выбора гидроцилиндра ковша следует считать копание грунта поворотом ковша при фиксированных стреле и рукояти при котором предполагается наибольшее его нагружение. В этом режиме активной силой на штоке гидроцилиндра преодолеваются: сопротивление грунта копанию силы тяжести ковша и грунта в нем.
За одну операцию копания грунта поворотом ковша относительно шарнира Ок его зубья переместятся из положения А в положение В а ковш повернется на угол определяемый из условия равенства объемов грунта в отделяемой от массива грунтовой призме высотой Вк с сегментным поперечным сечением и в ковше после его заполнения:
Обозначим за c правое слагаемое.
c = 2 · 0.63 (0.89 · 1.412) = 0.71.
При первой итерации:
Находим максимальное сопротивление грунта копанию и соответствующий угол порота ковша по следующей формуле:
где =++ρ; (=51°-угол резания; =19° и ρ=19°-углы внешнего и внутреннего трения); m=075 - отношение касательной составляющей сопротивления грунта резанию к аналогичной величине сопротивления копания.
По данной формуле (4.01) получаем ряд значений и строим график представленный на рис.4.2.
По полученному графику определяем:
P01 max=11234 кН =-2625°.
Механизм поворота ковша состоит из стойки (рукояти) 1 (рис.4.4) ползунковой пары гильза гидроцилиндра – поршень со штоком 2 коромысла 3 тяги 4 и ведомого звена (ковша) 5.
Длина большого плеча коромысла:
Для определения положения шарнира А соединяющего коромысло с рукоятью предварительно очертим контур основной части рукояти. По подобию с существующими конструкциями назначим:
высота балки рукояти по ковшовому шарниру:
высота балки по шарниру соединения рукояти со стрелой:
расстояние от нижнего обреза балки рукояти до шарнира крепления стрелы и рукояти:
Шарнир А будет расположен на оси параллельной верхнему обрезу балки проходящей через ковшевой шарнир.
Усилие на штоке гидроцилиндра Ргц связано с внешним сопротивлением Рк соотношением:
где i – передаточное отношение ковшового механизма. Очевидно что максимальное усилие на штоке гидроцилиндра Ргц = Ргц max будет соответствовать максимальному сопротивлению грунта копанию Рк = Рк max и минимальному передаточному отношению i = imin. Ранее (см. рис. 4.2) было установлено что при вырезании из грунтового массива сегментного тела (см. рис. 4.1) сопротивление грунта копанию имеет максимум в точке . Интервал дуги в пределах которого была исследована функция Рк() является частью области αк. при этом указанный интервал вместе с графиком указанной функции может занимать на дуге αк любое положение крайние из которых обозначены на рис. 4.5 кривыми 1 и 2. Максимальное нагружение ковша возможно на интервале пределы которого определяются как:
Предварительным анализом установлено что наименьшее значение передаточное отношение i имеет в конце этого интервала. Для его вычисления перенесем правую границу найденного интервала на дугу описываемую ведомым звеном (точка В2 рис 4.6) отметим соответствующее положение последнего (ОкВ2) и на его основе построим положения ведомого четырехзвенника (АС2В2Ок). Передаточное отношение механизма в построенном его положении (рис. 5.6) определится как:
где h1 – плечо усилия Pгц относительно полюса А; h2 – плечо усилия в тяге относительно того же полюса; h3 – то же относительно полюса Ок.
Для первого расчетного положения передаточное отношение определится как (см. рис. 4.10):
Максимальное усилие на штоке гидроцилиндра
[рр ma D (м) – диаметр поршня] должно быть достаточным для преодоления максимального сопротивления Рк max:
; условие выполняется.
Из зависимости (4.02) с использованием соотношения (4.03) получаем максимальное рабочее давление в гидроцилиндре:
Гидроцилиндр удовлетворяет всем условиям проверки если
рр max ≤ 09 ·рн max где рн max (МПа) – максимальное давление развиваемое насосом. Коэффициент 09 учитывает потери давления в гидролиниях.
5 ≤ 288; условие выполняется.
Выбираем по каталогу гидроцилиндр ГЦ-125.80х1250.
2 ПОДБОР ГИДРОЦИЛИНДРА РУКОЯТИ:
Объём гидроцилиндра стрелы:
Полная работа затрачиваемая на преодоление сопротивлений грунта копанию и подъему рабочего оборудования с грунтом определится суммой:
Работа затрачиваемая на преодоление сопротивлений грунта копания рукоятью:
Работа затрачиваемая на преодоление сопротивления сил тяжести элементов рабочего оборудования и грунта в ковше:
Выбираем по каталогу гидроцилиндр ГЦ-180.110х1250.
3 ПОДБОР ГИДРОЦИЛИНДРА СТРЕЛЫ.
В приводе стрелы в данном случае участвуют два гидроцилиндра. Гидроцилиндры привязываются к стреле и поворотной платформе таким образом чтобы при максимально поднятой стреле шток гидроцилиндра был максимально выдвинут а при максимально опущенной стреле чтобы гидроцилиндр максимально сжат. Для выполнения этих условий корректируется точка закрепления гидроцилиндра к стреле. Затем подобранные и привязанные гидроцилиндры проверяют в активном режиме работы на возможность преодоления внешних сопротивлений в крайних положениях (с предельно опущенной и предельно поднятой стрелой). А также проверяется способность удержания ими рабочего оборудования с загруженным подвернутым ковшом и отвернутым ковшом с залипшим грунтом на максимальном вылете. При невыполнении этих условий необходимо подбирать другой типоразмер гидроцилиндров.
При подъеме рабочего оборудования стреловыми гидроцилиндрами преодолеваются силы тяжести стрелы рукояти ковша грунта в нем гидроцилиндров привода рукояти и ковша коромысла и тяги.
Проверка стрелоподъемных гидроцилиндров в активном режиме работы.
Первое расчетное положение принимают с учетом наклона уровня стоянки экскаватора на угол = 3 4° в сторону противоположную рабочему оборудованию. Используется схема на рис. 4.7. суммарный момент сил тяжести относительно оси пяты стрелы определится как:
где xi и yi (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. 4.7). Gi – вес i-го элемента.
Массы элементов были найдены ранее
Второе расчетное положение характеризуется наклоном уровня стоянки экскаватора на угол = 3 4° в сторону рабочего оборудования стрела максимально поднята рукоять предельно отвернута от стрелы а ковш от рукояти ковш загружен залипшим грунтом примерно на половину (см. рис 4.7). Положение соответствует концу разгона поворотной платформы.
Кроме сил тяжести элементы рабочего оборудования и залипший в ковше грунт загружены также центробежными силами:
где m – угловая скорость поворотной платформы в конце разгона. Ориентировочно:
Момент сил тяжести и центробежных сил относительно оси пяты стрелы в верхнем положении рабочего оборудования определяется как:
Этот момент не должен превышать допустимого момента
([М] =) по условиям устойчивости экскаватора.
[М] = 383 кНм. Так как это условие выполняется противовес не нужен.
Объём стреловых гидроцилиндров:
Для случая с одним ГЦ:
Принимаю ГЦ-125.80х1250.
ПАРАМЕТРЫ НАСОСНО-СИЛОВОЙ УСТАНОВКИ. ВЫБОР ТИПОРАЗМЕРОВ НАСОСОВ И ПЕРВИЧНОГО ДВИГАТЕЛЯ.
Типоразмеры насосов выбирают по наиболее энергоемкой операции копания продолжительность которой определим по эмпирической зависимости:
где q02 – вместимость основного ковша;
Приведенная к насосу регуляторная мощность:
где A - работа сил сопротивления копанию грунта поворотом рукояти кДж; kи – коэффициент использования мощности насосной установки kи =085 - суммарный КПД рабочего оборудования и гидропривода =06;
При номинальном давлении для двухпоточных аксиально-поршневых насосов номинальная подача составит:
Выбираем регулируемый двухпоточный насос 223.20.
Рабочий объем Vmax см3:
Давление номинальное P МПа:
Давление максимальное P МПа:
Частота вращения вала номинальная nном обмин:
Частота вращения вала максимальная nмакс обмин:
Подача номинальная Qном лмин:
Мощность номинальная Nном кВт:
Требуемая частота вращения вала:
Требуемая мощность двигателя для гусеничного экскаватора:
где kсн – коэффициент учитывающий потребление мощности на собственные нужды (обогрев кабины кондиционирование воздуха электроосвещение и т.д.)
kсн =112 ред – КПД редуктора ред=097 kвых – коэффициент снижения выходной мощности двигателя вследствие колебания нагрузки kвых=09;
Выбираем двигатель А-41:
Мощность Nдв = 882 кВт;
Частота вращения nдв = 1750 обмин;
Необходимо использовать дополнительный редуктор с передаточным числом;
Поворотные движения платформы с рабочим оборудованием выполняются в составе транспортных операций для перемещения грунта к месту выгрузки после заполнения им ковша а также для возврата рабочего оборудования после выгрузки грунта на исходную позицию следующего рабочего цикла. Каждое из этих движений состоит из этапов разгона и торможения а при больших углах поворота кроме того еще и равномерного движения. За расчетный принимают двухэтапный режим поворота на 90° с разгрузкой грунта в отвал.
Поскольку одновременно с поворотными движениями происходит перемещение рабочего оборудования то в общем случае момент инерции является величиной переменной. Однако из-за многообразия возможных вариантов этих перемещений точно описать момент инерции в функции времени или другого аргумента практически невозможно. В расчетной практике его заменяют постоянным средним моментом инерции для некоторого среднего положения рабочего оборудования с груженым ковшом.
Постоянный средний момент инерции:
Приведенный к поворотной платформе движущий момент обеспечиваемый мощностью ее привода:
где Nгм max-расчетная мощность приведенная к гидромотору п - КПД поворотного механизма с планетарным редуктором п=08.
где kп - коэффициент использования мощности для привода поворотной платформы для гусеничных машин kп=05;
Максимальная угловая скорость:
Угловую скорость проверяют по физиологическим условиям согласно которым линейное ускорение на месте машиниста не должно превышать
Линейное ускорение на месте машиниста:
- условие выполняется
По окончательно принятым максимальном движущем моменте и максимальной угловой скорости определяют продолжительности движений поворотной платформы на этапах разгона и торможения как в прямом так и в возвратном направлениях.
Общая продолжительность вращательного движения на разгрузку:
Продолжительность возвратного движения определим по аналогичной формуле в которой следует заменить момент инерции на:
Для привода поворотной платформы обычно применяют нерегулируемые гидромоторы.
Максимальная мощность гидромотора:
Номинальная мощность гидромотора:
Выбираем гидромотор аксиально-поршневой нерегулируемый с наклонным блоком 210.12:
Частота вращения номинальная nном обмин
Частота вращения максимальная nмакс обмин
Давление номинальное Рном МПа
Давление максимальное Рмакс МПа
Расход номинальный Q лмин
Мощность номинальная N кВт
Давление настройки клапана вторичной защиты:
Соответствующее этому значению давление развиваемое насосом:
Частота вращения вала гидромотора:
Передаточное число трансмиссии привода поворотной платформы:
Ходовые устройства одноковшовых экскаваторов служат для передвижения последних на новую позицию после отработки элемента забоя в пределах досягаемости рабочего оборудования а также для передвижения при смене строительного объекта. Гусеничные ходовые устройства кроме того передают внешнюю нагрузку на основание в процессе экскавации грунта.
Сопротивление движению по прямолинейной горизонтальной траектории:
где f=005 – коэффициент сопротивления движению по влажному песку;
Сопротивление движению машины на подъеме с минимальным уклоном (α=αmin):
Номинальное тяговое усилие:
Сопротивление повороту машины:
где fп=06 – коэффициент сопротивления повороту по рыхлому суглинистому грунту;
Максимальное тяговое усилие определяют для наиболее невыгодных условий которыми являются передвижение на максимальных подъемах () или развороты экскаватора ().
Максимальное тяговое усилие на максимальном подъеме:
Максимальное тяговое усилие при повороте:
Для дальнейших расчетов принимаем наибольшее значение Pд ma
Предельное значение тягового усилия по условиям сцепления с поверхностью передвижения:
где =07 – коэффициент сцепления движителя с основанием;
Ходовое устройство способно к функционированию если выполняется условие:
Условие выполняется.
По номинальному тяговому усилию определяют максимальную скорость передвижения. Для этого сначала определяют мощность которая может быть реализована ходовым устройством:
где х – КПД привода ходового устройства х=072.
Максимальная теоретическая скорость передвижения определится как
Фактическую скорость передвижения определяют с учетом буксования % по формуле:
В приводе ходовых устройств гусеничных экскаваторов устанавливают два гидромотора по одному на каждую гусеницу. Суммарную мощность двух гидромоторов определяют по формуле:
По этой мощности подбираем гидромоторы с допускаемой перегрузкой 25% за счет повышения рабочего давления.
Выбираем гидромотор аксиально-поршневой нерегулируемый с наклонным блоком 21020:
Максимальный момент на ведущем колесе:
Передаточное число привода:
где Mгм max – максимальный момент гидромотора.
Расчетом определяют теоретическую производительность экскаватора при непрерывной его работе при следующих расчетных условиях: режим копания – поворотом рукояти заполнение ковша грунтом при kн=kр поворот на выгрузку и возврат в забой с угловым перемещением 90° в каждом направлении разгрузка в отвал все вспомогательные операции перемещения совмещаются с основными.
В качестве основных операций учитываемых при определении продолжительности рабочего цикла принимаем: копание (tк) поворот платформы на выгрузку грунта (tпр) и в забой (tвозвр) опускание рабочего оборудования от уровня стоянки экскаватора на исходную позицию следующего рабочего цикла (tоп).
Продолжительность рабочего цикла определяется суммой:
Предполагая что заключительная стадия опускания рабочего оборудования ниже уровня стоянки составляет примерно половину указанного времени примем tоп=015tц после чего преобразуем формулу к виду:
Теоретическую производительность экскаватора при заданных выше условиях определяют по формуле:
Крикун В.Я. Манасян В.Г. Расчет основных параметров гидравлических экскаваторов с рабочим оборудованием обратная лопата 2001 103 с.
Ветров Ю.А. Резание грунтов землеройными машинами. М.: Машиностроение 1971. – 357 с.: ил.
Домбровский Н.Г. Экскаваторы. Ч1 и 2. М.: Машгиз 1940;
Домбровский Н.Г. Панкратов С. А. Землеройные машины: Учеб. Пособие. М.: Госстройиздат 1961. – 652 с.: ил.
Машины для земляных работ: Учеб. для вузов Д.П. Волков В.Я. Крикун П.Е. Тотолин и др.; Под ред. Д.П. Волкова. – М.: Машиностроение 1992. – 448 с.: ил.

Спецификация Общий Вид 0.spw

Палец пяты ГЦ стрелы
Износостойкое кольцо
Износостойкая втулка
Болт с шестигранной головкой ГОСТ Р ИСО 4014-М10 x 170
Гайка М10-6H(S16) ГОСТ 5915-70
Шайба 10Л ГОСТ 6402-70

Общий вид Машины с РО.cdw

Технические характеристики
Максимальное давление гидросистемы
Номинальное давление гидросистемы
Мощность насосной установки
Подача насосной установки
Обозначения поворотной платформы
Кинематическая схема привода насоса:
*на виде ковш не показан
Кинематическая схема механизма поворота:
Кинематическая схема механизма передвижения: