Экскаватор CAT 318D

2,Гидросхема САТ М318D.dwg

Пневмогидроаккумулятор поршневой
Теплообменник воздушный Г44-25
Гидровентиль В-432 УХЛ4
Гидроклапан обратный 1МКО 3232-УХЛ4
Гидроклапан обратный 1МКО 1032-УХЛ4
Гидроклапан предохранительный
Гидроклапан редукционный
Манометр показывающий МП3-У
ГОСТ2405-88; ТУ25.02.180335-84
Переключатель манометров ПМ2.2-320
Гидрораспределитель 1Р322-АИ-44-УХЛ4
Гидрораспределитель 1Р322-АЕ-574-В110Н-УХЛ4
Гидрораспределитель Р503-АИ-44-УХЛ4
Гидрораспределитель 1РЕ10. 574-В110Н-УХЛ4
Гидрораспределитель 1РЕ10. 34-В110Н-УХЛ4
Реле давления 4 ГОСТ26005-83
Реле давления 3 ГОСТ26005-83
Терморегулятор ТРЕ-104
с термометром ТСМ-1088 50м
Сапун с заливной горловиной СЗГ-3-25-УХЛ4
Фильтр напорный 2ФГМ32-10К УХЛ4
Фильтр всасывающий 40-80-2-УХЛ4
Цилиндр гидравлический
Устройство зарядное АР-0.4320.040А
ЮРГТУ (НПИ) Кафедра СДКМ СТТМиО
0603.65.Д12.906.04.00.00.СХ
Первичное применение
0205.Д11.191.02.00.00.СК
Задняя часть регулировки цилиндра
Фронтальная часть регулировки цилиндра
СТАБИЛИЗАТОР ДЖОЙСТИКА
ТОРМОЗ С УСИЛИТЕЛЬНЫМ МЕХАНИЗМОМ (КАСАТЕЛЬНО)
ПЕДАЛЬ ЛЕВОГО ТОРМОЗА
ПЕДАЛЬ ПРАВОГО ТОРМОЗА
Приведение в действие
Гидросхема Экскаватора Caterpillar M318D"

1,САТ М318D.cdw

Технические характеристики
Скорость передвижения
Давление в гидросистеме
Напряжение в электросистеме
Разрабатываемая категория грунта I-IV
Cat 318D.M.00.00.000

1,САТ М318D.dwg

Технические характеристики
Скорость передвижения
Давление в гидросистеме
Напряжение в электросистеме
Разрабатываемая категория грунта

6,2. Деталировка А3 поршень.dwg

Острые кромки притупить R = 0
Неуказанные предельные отклонения размеров
Cat 318D.M.05.04.005

6,4, Деталировка А3 Шток.cdw

Размер обеспечен инструментом
Радиусы скругления R=1
Формофочные уклоны 1
Cat 318D.M.05.06.002

6,3,Деталировка А3 втулка.dwg

Острые кромки притупить R = 0
Неуказанные предельные отклонения размеров
Сталь 40Х по ГОСТ4543-71

6,2. Деталировка А3 поршень.cdw

Острые кромки притупить R = 0
Неуказанные предельные отклонения размеров
Cat 318D.M.05.04.005

6,4, Деталировка А3 Шток.dwg

Размер обеспечен инструментом
Радиусы скругления R=1
Формофочные уклоны 1

6,3,Деталировка А3 втулка.cdw

Острые кромки притупить R = 0
Неуказанные предельные отклонения размеров
Cat 318D.M.05.06.008
Сталь 40Х по ГОСТ4543-71

6,1.Деталировка ГЦ Крышка.cdw

6,2. Деталировка А3 поршеньv13.cdw

Острые кромки притупить R = 0
Неуказанные предельные отклонения размеров
Cat 318D.M.05.04.005

3,Рабочее оборудование.dwg

ехнические требования
Внутренние не обработанные и наружние поверхности окрасить
атмосферостойкой краской ХВ 124 желтого цвета.
В собранном рабочем оборудовании проверить боковые зазоры
которые дожны соответствовать степени точности по ГОСТ3675-81.
рный шум и чрезмерное нагревание при работе рабочего
оборудования не допускается.
смазки по плоскости разьема и по контору крышек не допускается.

3,Рабочее оборудование.cdw

ехнические требования
Внутренние не обработанные и наружние поверхности окрасить
атмосферостойкой краской ХВ 124 желтого цвета.
В собранном рабочем оборудовании проверить боковые зазоры
которые дожны соответствовать степени точности по ГОСТ3675-81.
Неравномерный шум и чрезмерное нагревание при работе рабочего
оборудования не допускается.
Течь смазки по плоскости разьема и по контору крышек не допускается.
Cat 318D.M.05.00.000

8.Опер. эскизы корпус гидроцилиндра.cdw

5.1. джостик.cdw

А1 - А4. рабочие отводы
Номинальное давление Р = 1 МПа.
Номинальное расход = 3 лмин.
Обьемныек потери Q= 3 cм3мин.
Потери давления Рпк = 0
Cat 318D.M.05.04.00.000

5,2, Гидронасосv13.cdw

Технические характеристики
Рабочий объем qн= 54
Номинальная подача Qн.ном= 1
Номинальное давление Pн.ном = 28 МПа;
Номинальная частота вращения Nн.ном.= 25 обс (1500 обмин);
Cat 318D.M.05.04.00.000

5,2, Гидронасос.cdw

Технические характеристики
Рабочий объем qн= 54
Номинальная подача Qн.ном= 1
Номинальное давление Pн.ном = 28 МПа;
Номинальная частота вращения Nн.ном.= 25 обс (1500 обмин);
Cat 318D.M.05.04.00.000

5,2, Гидронасос.dwg

Технические характеристики
Рабочий объем qн= 54
Номинальная подача Qн.ном= 1
Номинальное давление Pн.ном = 28 МПа;
Номинальная частота вращения Nн.ном.= 25 обс (1500 обмин);
Cat 318D.M.05.04.00.000

5.1. джостик.dwg

А1 - А4. рабочие отводы
. Номинальное давление Р = 1 МПа.
Номинальное расход = 3 лмин.
Обьемныек потери Q= 3 cм3мин.
Потери давления Рпк = 0

3,Кондуктор.cdw

1.Корпус гц.cdw

4,Корпус кондуктор .cdw

2,Заготовка.cdw

5,Втулка.cdw

4.1 Гидроцилиндр А2.cdw

Техническая характеристика
Номинальное давление жидкости
Гидроцилиндр в сборе испытать:
1 На прочность давлением 25 МПа рабочей жидкостью с
выдержкой не менее 30 с. в двух крайних положениях.
2 Наружную герметичность проверить при давлении
не менее 20 МПа . Течь через стыки
соединения не допускается.
Чистота рабочей и промывочной жидкости должны быть
не менее чем по 12 классу ГОСТ 17216-71
Остальные технические требования по ГОСТ 10464-87
Перед сборкой все детали промыть жидкостью обеспечивающей
антикоррозионную стойкость.
Все трущиеся поверхности
манжеты и резиновые кольца перед
сборкой смочить рабочей жидкостью.
Поршень в цилиндре должен без заеданий проворачиваться и
перемещаться на заданную величину хода.
Cat 318D.M.05.04.00.000
Технические требования

4,2,Гидрозамок А2.cdw

Номинальное давление Рпк = 28 МПа.
Номинальное расход = 160 лмин.
Потери давления Рпк = 0
Диапазон регулирования 420-5 МПа.
Cat 318D.M.05.04.00.000
Условное графическое обозначение

4,2,Гидрозамок А2.dwg

Номинальное давление Рпк = 28 МПа.
Номинальное расход = 160 лмин.
Потери давления Рпк = 0
Диапазон регулирования 420-5 МПа.
Условное графическое обозначение

4.1 Гидроцилиндр А2.dwg

Техническая характеристика
Номинальное давление жидкости
Гидроцилиндр в сборе испытать:
1 На прочность давлением 25 МПа рабочей жидкостью с
выдержкой не менее 30 с. в двух крайних положениях.
2 Наружную герметичность проверить при давлении
не менее 20 МПа . Течь через стыки
соединения не допускается.
Чистота рабочей и промывочной жидкости должны быть
не менее чем по 12 классу ГОСТ 17216-71
Остальные технические требования по ГОСТ 10464-87
Перед сборкой все детали промыть жидкостью обеспечивающей
антикоррозионную стойкость.
Все трущиеся поверхности
манжеты и резиновые кольца перед
сборкой смочить рабочей жидкостью.
Поршень в цилиндре должен без заеданий проворачиваться и
перемещаться на заданную величину хода.
Технические требования

Спец.ВО..dwg

Поворотная платформа
Узел перелома стрелы
Опорно-поворотное устройство

6. Спец. Гидроцил. Обор cdw.cdw

Cat 318D.M.05.06.000
Cat 318D.M.05.06.000 СБ
Cat 318D.M.05.06.001
Cat 318D.M.05.06.003.
Cat 318D.M.05.06.008
Уплотнительное кольцо
Уплотнительная манжета
Cat 318D.M.05.06.002
Cat 318D.M.05.06.004
Cat 318D.M.05.06.005
Cat 318D.M.05.06.006
Cat 318D.M.05.06.007
Cat 318D.M.05.06.009
Cat 318D.M.05.06.010
Cat 318D.M.05.06.011
Cat 318D.M.05.06.012
Cat 318D.M.05.06.013

ведомость д-пр.spw

0603.65.Д12.906.00.00.ДЗ
Ведомость дипломного
0603.65.Д12.906.00.00.
Пояснительная записка
0603.65.Д12.906.01.00.00.
Экскаватор Сaterpillar M318D
0603.65.Д12.906.01.04.00.СХ
Гидросхема Экскаватора
0603.65.Д12.906.02.00.00.
Рабочее оборудование
Экскаватора Сaterpillar M318D
0603.65.Д12.906.01.11.00..
Гидроцилиндр перелома
0603.65.Д12.906.01.15.01..
0603.65.Д12.906.01.13.05.
0603.65.Д12.906.01.15.04.
0603.65.Д12.906.01.11.09
Крышка гидроцилиндра
0205.65.К12.116.01.01.03
Поршень гидроцилиндра
0205.65.К12.116.01.01.04
0603.65.Д12.906.01.11.02
0603.65.Д12.906.01.15.04.01
0603.65.Д12.906.01.15.04.02
0603.65.Д12.906.01.15.04.03
0603.65.Д12.906.03.02.00
Корпус гидроцилиндра
0603.65.Д12.906.03.01.00.З
Заготовка (трубный прокат)
0603.65.Д12.906.03.01.00
0603.65.Д12.906.03.01.03
0603.65.Д12.906.03.01.01
0603.65.Д12.906.03.00.00.ЭО

Спец.Гидрозамок.spw

0603.65.Д12.906.01.15.08.
0603.65.Д12.906.01.15.08.01
0603.65.Д12.906.01.15.08.02
0603.65.Д12.906.01.15.08.05
0603.65.Д12.906.01.15.08.06
0603.65.Д12.906.01.15.08.07
0603.65.Д12.906.01.15.08.08
0603.65.Д12.906.01.15.08.09
0603.65.Д12.906.01.15.08.10
0603.65.Д12.906.01.15.08.11
0603.65.Д12.906.01.15.08.12

Спец.рабочего оборудования.spw

Спец.ВО..spw

Cat 318D.М.00.00.000
Cat 318D.М.01.00.000
Cat 318D.М.02.00.000
Поворотная платформа
Cat 318D.М.03.00.000
Cat 318D.М.04.00.000
Cat 318D.М.05.00.000
Узел перелома стрелы
Cat 318D.М.06.00.000
Cat 318D.М.07.00.000
Cat 318D.М.08.00.000
Cat 318D.М.09.00.000
Cat 318D.М.10.00.000
Опорно-поворотное устройство
Cat 318D.М.11.00.000
Cat 318D.М.12.00.000

Спец.рабочего оборудования.dwg

Гидроцилиндр рукояти
Гидроцилиндр перелома стрелы
Шарнир гидроцилиндра стрелы
Палец гидроцилиндра рукояти
Палец шарнира в сборе
Палец гидроцилиндра

ведомость д-пр.dwg

0603.65.Д12.906.00.00.ДЗ
Ведомость дипломного
0603.65.Д12.906.00.00.ПЗ
Пояснительная записка
0603.65.Д12.906.01.00.00.ВО
Гидросхема Экскаватора
0603.65.Д12.906.02.00.00.СБ
Рабочее оборудование
0603.65.Д12.906.01.11.00..СБ
Гидроцилиндр перелома
0603.65.Д12.906.01.15.01..СБ
0603.65.Д12.906.01.13.05.СБ
0603.65.Д12.906.01.15.04.СБ
0603.65.Д12.906.01.11.09
Крышка гидроцилиндра
0205.65.К12.116.01.01.03
Поршень гидроцилиндра
0205.65.К12.116.01.01.04
0603.65.Д12.906.01.11.02
0603.65.Д12.906.01.15.04.01
0603.65.Д12.906.01.15.04.02
0603.65.Д12.906.01.15.04.03
0603.65.Д12.906.03.02.00
Корпус гидроцилиндра
0603.65.Д12.906.03.01.00.З
Заготовка (трубный прокат)
0603.65.Д12.906.03.01.00
0603.65.Д12.906.03.01.03
0603.65.Д12.906.03.00.00.ЭО

Спец.Гидрозамок.dwg

0603.65.Д12.906.01.15.08.СБ
0603.65.Д12.906.01.15.08.01
0603.65.Д12.906.01.15.08.02
0603.65.Д12.906.01.15.08.05
0603.65.Д12.906.01.15.08.06
0603.65.Д12.906.01.15.08.07
0603.65.Д12.906.01.15.08.08
0603.65.Д12.906.01.15.08.09
0603.65.Д12.906.01.15.08.10
0603.65.Д12.906.01.15.08.11
0603.65.Д12.906.01.15.08.12

Спец. Гидронасоса.dwg

0603.65.Д12.906.01.15.04.СБ
0603.65.Д12.906.01.15.04.01
0603.65.Д12.906.01.15.04.02
0603.65.Д12.906.01.15.04.05
0603.65.Д12.906.01.15.04.06
Кольцо дистанционное
0603.65.Д12.906.01.15.04.08
0603.65.Д12.906.01.15.04.10
0603.65.Д12.906.01.15.04.12
0603.65.Д12.906.01.15.04.13
0603.65.Д12.906.01.15.04.14
0603.65.Д12.906.01.15.04.15
Подшипник ГОСТ 7790-70 205
Подшипник ГОСТ 7790-70 180

Спец.БДУ.dwg

0603.65.Д12.906.01.03.05.СБ
0603.65.Д12.906.01.03.05.01
0603.65.Д12.906.01.03.05.02
0603.65.Д12.906.01.03.05.03
0603.65.Д12.906.01.03.05.04
0603.65.Д12.906.01.03.05.05
0603.65.Д12.906.01.03.05.06
0603.65.Д12.906.01.03.05.07
0603.65.Д12.906.01.03.05.08
0603.65.Д12.906.01.03.05.09
0603.65.Д12.906.01.03.05.11
0603.65.Д12.906.01.03.05.12
0603.65.Д12.906.01.03.05.13
0603.65.Д12.906.01.03.05.14
0603.65.Д12.906.01.03.05.15
0603.65.Д12.906.01.03.05.16

Спец. Гидронасоса.spw

0603.65.Д12.906.01.15.04.
0603.65.Д12.906.01.15.04.01
0603.65.Д12.906.01.15.04.02
0603.65.Д12.906.01.15.04.05
0603.65.Д12.906.01.15.04.06
Кольцо дистанционное
0603.65.Д12.906.01.15.04.08
0603.65.Д12.906.01.15.04.10
0603.65.Д12.906.01.15.04.12
0603.65.Д12.906.01.15.04.13
0603.65.Д12.906.01.15.04.14
0603.65.Д12.906.01.15.04.15
Подшипник ГОСТ 7790-70 205
Подшипник ГОСТ 7790-70 180

Спец.БДУ.spw

0603.65.Д12.906.01.03.05.
0603.65.Д12.906.01.03.05.01
0603.65.Д12.906.01.03.05.02
0603.65.Д12.906.01.03.05.03
0603.65.Д12.906.01.03.05.04
0603.65.Д12.906.01.03.05.05
0603.65.Д12.906.01.03.05.06
0603.65.Д12.906.01.03.05.07
0603.65.Д12.906.01.03.05.08
0603.65.Д12.906.01.03.05.09
0603.65.Д12.906.01.03.05.11
0603.65.Д12.906.01.03.05.12
0603.65.Д12.906.01.03.05.13
0603.65.Д12.906.01.03.05.14
0603.65.Д12.906.01.03.05.15
0603.65.Д12.906.01.03.05.16

7,1.Деталировка А3 крышка.cdw

Размер обеспечен инструментом
Радиусы скругления R=1
Формофочные уклоны 1
Cat 318D.M.00.00.000

7,1.Деталировка А3 крышка.dwg

Размер обеспечен инструментом
Радиусы скругления R=1
Формофочные уклоны 1

7,2. Деталировка А3 центральный шип.dwg

Размер обеспечен инструментом
Радиусы скругления R=1
Формофочные уклоны 1

Черт7,3.Деталировка А2 вал.cdw

h 0.8 1.03; 48 56HRC
Размер обеспечен инструментом
Радиусы скругления R=1
Формофочные уклоны 1
Cat 318D.M.00.00.000

Черт7,3.Деталировка А2 вал.dwg

h 0.8 1.03; 48 56HRC
Размер обеспечен инструментом
Радиусы скругления R=1
Формофочные уклоны 1

7,2. Деталировка А3 центральный шип.cdw

Размер обеспечен инструментом
Радиусы скругления R=1
Формофочные уклоны 1
Cat 318D.M.00.00.000

МЗР.doc

Основной задачей капитального строительства есть образование и обновление основных фондов предназначенных для развития производства решение социальных задач и повышения эффективности строительного комплекса.
Особое внимание в этой связи должно отводиться оснащению областей строительного комплекса передовой техникой и образование на этой основе строительных машин и оборудования значительно повещающих технический уровень строительства позволяя резко сократить использование ручной работы и обеспечить комплексную механизацию всех стадий строительного процесса. Указанные мероприятия позволяют существенно понизить стоимость строительства и поднять его качество.
Одноковшовые экскаваторы продолжают занимать ведущие места среди машин для земельных работ и их технико-эксплуатационные показатели в значительной мере определяются типом привода усовершенствованием конструкции качеством изготовления и организационно-техническим уровнем эксплуатации.
В настоящее время выпускают широкую гамму одноковшовых экскаваторов -V размерных групп с гидравлическими механическими гидромеханическими и электромеханическими приводами. Широкое использование гидропривода главным образом изменяет конструктивные и эксплуатационные показатели одноковшовых экскаваторов и существенно повышает их уровень поэтому в последнее время внимание отводится развития производства экскаваторов с гидроприводом.
К основным тенденциям развития гидравлических экскаваторов следует отнести [ ]:
повышение в производительности новых экскаваторов понижение удельной материалоемкости и удельной энергоемкости машин;
значительное улучшение показателей надежности и технического обслуживания;
повышение универсальности за счет увеличения видов сменного рабочего оборудования и номенклатуры сменных рабочих органов до 40 наименований;
разработка и применения унифицированных составляющих частей и комплектующих изделий для их использования в новых машинах;
создание машин нового типа - экскаваторов-манипуляторов с комплектом быстросъемных рабочих органов для комплексной механизации работ в строительстве;
автоматизация рабочих операций и управления силовой установкой;
усовершенствование систем управления и образования комфортных условий для работы машиниста;
внедрение микропроцессорной техники и диагностических средств с соответствующим устройством отображения информации.
Обоснование темы курсового проекта
1. Общие сведения об экскаваторе
Одним из распространенных видов сменного рабочего оборудования (РО) одноковшового гидравлического экскаватора предназначенного для разработки грунта выше и ниже уровня стоянки и погрузочно-разгрузочных работ с различными материалами является оборудование-обратная лопата (рис. 1.1).
Рис. 1.1 - Экскаватор с РО обратная лопата
Все виды рабочего оборудования должны обеспечивать выполнение самых разнообразных земляных и погрузочно-разгрузочных работ в строительстве сельском и коммунальном хозяйстве. При этом стараются максимально унифицировать элементы для легкого переоборудования с одного вида на другой.
Рабочее оборудование экскаватора применяемое для разных видов земляных работ и климатических условий систематизируются по следующим основным классификационным признакам:
) назначению (для основных отделочных или подготовительных работ)
) сложности (элементарные или сложные);
) типу (ножевой отвальный ковшовый шнековый);
)форме режущей части поперечного сечения (прямоугольная криволинейная);
) числу открытых поверхностей (одна две и т.д.);
) схеме взаимодействия с грунтом (по числу открытых поверхностей у грунтового массива);
) траектория движения (прямолинейная криволинейная);
) непрерывности взаимодействия с грунтом (цикличное непрерывное);
) принципу воздействия на грунт (статическое ударное вибрационное смешанное);
) виду случайного процесса нагружения (случайный стационарный нестационарный процесс).
Рис. 1.2 - Экскаватор с РО:
а – обратная лопата; б – прямая лопата.
По назначению рабочее оборудование бывает: экскавационное (прямая и обратная лопаты) (рис.1.2); погрузочное; планировочное (шарнирно-сочленен-ное и телескопическое); грузоподъемное; специальные виды (со смещенной осью копания сваебойное рыхлитель и др.) (рис. 1.3).
Рис. 1.3 - РО специального
а – с рыхлительным устройством;
б – со смещенной осью копания.
Основные преимущества гидропривода позволяют значительно расширить сферу использования экскаваторов с гидроприводом за счет применения различных видов сменного рабочего оборудования число которых для одной машины достигает 30-35.
2. Конструкции рабочего оборудования гидравлических
Как правило ковши для земляных работ сварной конструкции с зубьями. Количество зубьев зависит от ширины ковша и вида работ для которых ковши предназначены. Ковши для рытья траншей часто снабжаются дополнительными боковыми зубьями. Зубья как правило крепятся в специальных; гнездах при помощи чеки.
В зависимости от выполняемых работ и с целью наибольшего использования экскаватора в данных условиях любой из видов рабочего оборудования (рис. 1.4) может оснащаться различными сменными рабочими органами (табл. 1.1): ковшами увеличенной емкости с сетчатым дном профильными; разнообразными захватами и приспособлениями для погрузки штучных (труб бревен и т. п.) или сыпучих грузов сена и т. д.; планирующими ковшами ножами и отвалами; зубьями для рыхления Дорожных покрытий и корчевания пней и др.
Кроме того для изменения параметров рабочего оборудования широко применяют дополнительные вставки и сменные элементы его например рукояти различной длины а также стрелы составной конструкции.
Многие фирмы выпускают ковши для работы в липких и влажных грунтах. Эти ковши снабжаются автоматическими выталкивателями – «эжекторами» очищающими внутреннюю поверхность ковша 4 при разгрузке.
По общей конструктивной схеме рабочее оборудование гидравлических экскаваторов может быть шарнирно-рычажным и телескопическим.
Шарнирно-рычажное (или шарнирно-сочлененное) рабочее оборудование применяется в основном для землеройных работ (рытье траншей разработка котлованов и т. д.) и состоит из стрелы рукояти рабочего органа гидроцилиндров и вспомогательных деталей (тяг кронштейнов и ряда приспособлений для установки сменных рабочих органов).
Рис. 1.4 - Основные виды рабочего оборудования гидравлических экскаваторов:
2 - моноблочные стрелы длиной; 3 4 5 - сменные рукояти обратной лопаты длиной 2.2 3 и 3.8 м; 6 7 - рукояти грейферного оборудования длиной 285 м
и 3.5 м: 8 - стрела прямой лопаты длиной 3.5 м; 9 - рукоять прямой лопаты
оборудуемой ковшом с открывающимся днищем длиной 2.5 м; 10 - рукоять прямой лопаты с поворотным ковшом длиной 3.5 м: 11 - ковш обратной
лопаты; 12 - серьга для установки грейфера на рукояти обратной лопаты;
- грейфер; 14 - ковш прямой лопаты с открывающимся днищем;
- поворотный ковш прямой лопаты.
На рис. 1.5 показаны основные схемы привода элементов шарнирно-сочлененного РО экскаваторов.
Рис. 1.5 - Схемы соединения элементов шарнирно-сочлененного РО:
- стрела; 2 - рукоять; 3 – ковш.
а в - привод стрелы; г и д - привод рукояти; е з - привод ковша.
Для привода стрелы применяют три схемы расположения стрелы и гидроцилиндра: гидроцилиндр расположен под стрелой перед ее пятой (рис.1.5 а) эта схема наиболее распространена; гидроцилиндр расположен над стрелой (рис. 1.5 б); гидроцилиндр расположен за пятой стрелы (рис. 1.5 в).
Цилиндр привода рукояти располагается над стрелой (рис. 1.5 г) либо под нею (рис. 1.5 д) первая схема используется при оборудовании экскаватора обратной лопатой а вторая - прямой.
При определении энергоемкости процесса копания грунта величин и характера изменения составляющих усилия резания действующих на рабочий орган необходим учет схемы его взаимодействия с грунтом как при анализе работы существующих землеройных машин так и при создании новых.
Одним из характерных примеров эффективного учета схем взаимодействия рабочих органов с грунтом служат исследования проведенные в научно-производственном объединении «ВНИИЗеммаш» и разработанные на их основе предложения по возможным типам рабочих органов и схемам их взаимодействия с грунтом.
Рабочие органы землеройных машин в процессе взаимодействия с грунтом испытывают случайные нагрузки изменяющиеся во времени. В зависимости от типа рабочего органа грунтовых и других условий случайные процессы изменения нагрузок различны. Поэтому важным является классификация как этих процессов так и рабочих органов землеройных машин в зависимости от вида случайного процесса.
Сменное РО экскаватора
Продолжение табл. 1.1
Общую классификацию случайных процессов изменения нагрузок действующих на рабочие органы землеройных машин можно провести по следующим основным классификационным признакам: стационарности -стационарные нестационарные; эргономичности-эргономические не эргономические; виду закона распределения мгновенных значений исследуемого параметра; дифференцируемости - дифференцируемые недифференцируемые.
Классификация подобного рода позволяет использовать основные статистические характеристики и статистические свойства однотипных случайных процессов нагружения для анализа и оценки не только каждого рабочего органа землеройной машины но и групп рабочих органов подвергающихся режимам нагружения одного типа.
Рис. 1.6 позволяет визуально оценить и проанализировать схему работы экскаватора с оборудованием обратная лопата при выполнении малообъемных и рассредоточенных работ.
Рис. 1.6 - Кинематическая схема работы экскаватора оборудованного
На таких видах земляных работ как разработка глубоких выемок (котлованов траншей и т. п.) применение оборудования обратная лопата оказывается наиболее эффективным и целесообразным по сравнению с другими сменными видами рабочего оборудования. Поэтому данное РО получило широкое распространение и позволяет механизировать выполнение ряда работ.
3. Основные направления и общие тенденции развития рабочего
оборудования экскаватора и принцип создания его новых конструкций
Анализ развития землеройных машин и патентных материалов позволяет установить следующие основные тенденции в развитии рабочих органов:
– увеличение размеров соответственно повышению мощности машин;
– разделение на функциональные элементы и узлы в соответствии с особенностями процессов взаимодействия с грунтом;
–применение устройств интенсифицирующих копание транспортирование и разгрузку грунта;
–применение устройств обеспечивающих оптимизацию параметров в процессе работы в зависимости от выполняемых операций; применение новых физических методов разрушения грунтов.
Общие тенденции развития конструкции экскаватора связаны с совершенствованием конструкции базовых машин экскаватора и РО. Наиболее важными из них являются:
–расширение типоразмерного ряда в направлении создания малогабаритных и тяжёлых машин;
–повышение удельной мощности при сравнительно небольшом увеличении массы;
–применение более прочных материалов введение смазки защитных устройств;
– снижение трудоёмкости технического обслуживания;
– улучшение условий труда за счёт снижения трудоёмкости управления машиной уменьшение шума вибраций загазованности запылённости;
–повышения безопасности работы оператора благодаря внедрению защиты;
– создание тяжёлых экскаваторов на базе спаренных платформ;
–расширение номенклатуры экскаваторного оборудования (ковш с рыхлителем сферические и полусферические РО);
–использование автоматических (дистанционных) систем управления РО;
–расширение области применения экскаватора путём использования сменного РО.
Придавая элементам рабочих органов экскавационных машин различные геометрические формы и размеры можно получить у них одинаковую емкость; работая на одинаковых по свойствам грунтам они будут давать различные величины усилий резания или усилий соответствующих концу заполнения ковша. Естественно что практическое значение имеет установление такого сочетания всех влияющих факторов при котором достигаются минимальные усилия резания и усилия при заполнении ковшей.
Принцип конструирования основных элементов рабочих органов землеройных машин заключается в достижении ими большей производительности при минимальной удельной энергоемкости. Основным типом рабочих органов являются ковши различных размеров и конфигураций осуществляющие разработку грунтов по принципу лобового резания.
Принцип конструирования основных элементов рабочих органов относится ко всем видам экскавационных машин (ковшам механических лопат стругов обратных лопат прицепных скреперов экскаваторов и т. п.) независимо от емкости или формы рабочего органа.
4. Обзор и анализ существующих и одноковшовых экскаваторов со смещенной осью копания
Экскаватор-погрузчик ЭО-2626-01 со смещаемой осью копания производится на базе трактора Беларус 92П (4x4). Экскаватор относится к классу CityMaster разработан с учетом лучших достижений отечественного и зарубежного машиностроения. Экскаватор-погрузчик ЭО-2626-01 предназначен для проведения работ в стесненных городских условиях. смещаемая ось копания при которой максимальное смещение каретки достигает +600 мм от продольной оси при этом максимальная глубина копания достигает 39 м. Повышена устойчивость экскаватора-погрузчика ЭО-2626-01 при копании увеличена прочность стрелы и рукояти за счет изменения конструкции. Экскаваторное оборудование складывается в направлении перпендикулярном движению экскаватора. В связи с этим существенно уменьшаются габаритные размеры машины по длине что повышает её маневренность во время перемещения на строительную площадку. Экскаватор-погрузчик ЭО-2626-01 комплектуется современным гидрораспределителем со встроенными предохранительными и антикавитационными клапанами. Гидрораспределитель Hydrocontrol (Италия) обеспечивает плавность и точность работы экскаваторного оборудования совмещение операций предохраняет оборудование от механических повреждений при ошибках оператора. Возможна быстрая установка секций для дополнительного оборудования. Органы управления расположены эргономично на расстоянии вытянутой руки. Оборудование экскаватора-погрузчика челюстным ковшом позволяет производить выгрузку без значительного опрокидывания путем раскрытия ковша (что увеличивает максимальную высоту разгрузки) и дает возможность работать им как отвалом. Привод раскрытия ковша осуществляется двумя гидроцилиндрами установленными непосредственно на ковше. Базовая машина - трактор «Беларус 92П».
Рис. 1.7 - Модернизированный экскаватор Caterpillar M318D
Большой ряд аналогов неполоноповоротному ЭО 2626-01 со смещенной осью копания представлен на рынке экскаваторов. Однако исполнения рабочего органа полноповоротных экскаваторов со смещением оси копания практически не встречается. Подобного рода модернизации полноповоротного экскаватора Caterpillar M318D позволяет выполнять разработку грунта в непосредственной близости от заборов и стен зданий позволит проводить работы в стесненных городских условиях. Конструктивно модернизация реализуется через установку шарнира в стрелу разделив ее в районе монтажного крепления гидроцилиндра рукояти (рис. 1.7).
5. Характеристика среды взаимодействия
Грунт - это поверхностный слой земли образованный в результате выветривания горных пород.
По происхождению состоянию и механической прочности фунты делятся на скальные полускальные крупнообломочные песчаные и глинистые.
Основными параметрами характеризующие состояние грунта являются его физико-механические свойства а именно: гранулометрический состав плотность пористость влажность разрыхляемость сжимаемость прочность сопротивление трению абразивность липкость скорость распространения деформационных волн.
Плотность ρ (кгм3) - отношение массы грунта к его объему.
Пористость - отношение объема пор ко всему объему грунта.
Влажность - отношение массы воды заключенной в порах грунта к массе твердых частиц грунта.
Разрыхляемость - способность грунта увеличиваться в объеме в процессе его разработки и определяется коэффициентом:
где Vр - объем разрыхленного грунта в процессе разработки
V - объем грунта в естественном его состоянии.
Сжимаемость - способность под воздействием внешних нагрузок изменять свое строение на более компактное. Определяется модулем деформации.
Прочность - способность сопротивляться сжатию сдвигу и разрыву.
Абразивность - свойство грунтов с частицами большей твердости изнашивать рабочие органы элементы ходовых устройств землеройных машин.
Липкость - свойство грунтов прилипать к рабочим поверхностям элементов машин взаимодействующих с ним.
Скорость распространения деформационных волн - определяет сопротивление динамическому разрушению.
Грунты разделяются па категории в зависимости от трудности их разработки т.е. плотности и наименованию.
Существует несколько видов классификаций грунтов но наиболее распространенным является классификация предложенная Л.П. Зелениным основанная на использовании плотномера ДорНИИ.
Рис. 1.8 - Разновидности резания с отделением стружки
а - прямоугольное плоским клином; б - косоугольное плоским клином;
в - прямоугольное плоским клином с режущей кромкой очерченной по
ломаной линии; г - то же но по выпуклой кривой; д е - двух- и трёхгранным клином; ж з к - косое резание криволинейным клином; и - прямоугольное
резание криволинейным клином; л - блокированное резание; м - резание с
одной поверхностью бокового среза; н - резание с двумя поверхностями
бокового среза; о - полусвободное резание; п - свободное резание.
Главная практическая цель изучения процесса резания грунтов отыскать способы наименее энергоёмкого и наиболее производительного отделения грунтов от массива.
Во время резания грунтов с существенной анизотропией особенно слоистых по направлению резания при малых величинах угла резания инструмента стружка отделяется обычно путём отрыва. Вместе с тем в обычных для землеройных машин условиях процесса резания грунтов в большинстве случаев образуется элементная стружка. Элементы стружки принимают в сечении закономерную форму включая четко выраженную площадку смятия передней гранью ножа и остроугольное сопряжение поверхности отделения с их верхней поверхностью.
Преобладание у грунтов стружкоотделения свидетельствует о том что деформации и напряжения которые ему соответствуют наиболее характерны.
Но наряду с преобладанием у грунтов элементного стружкообразования зафиксированы также ступенчатые и сливные стружки.
Стружка надлома или отрыва (второе название наиболее близко условиям резания грунтов) образуется в виде несвязных между собой кусков материала неправильной формы. Резец отделяет эти куски главным образом отрывом оставляя после себя неровную поверхность.
Элементная стружка также состоит из отдельных кусков материала. Но их форма более закономерна. Со стороны резца они ограничены плоскостью образовавшейся от смятия материала.
Ступенчатую стружку можно рассматривать как видоизменение элементной. Отличие заключается лишь в том что последовательные элементы стружки после отделения от массива соединяются вновь. В результате этого стружка получает гладкую поверхность со стороны резца и ступенчатую снаружи.
Рис. 1.9. Виды стружек при резании грунтов:
а - сливная; б - ступенчатая; в - элементная; г- отрыва
Наконец сливная стружка отличается формой сплошной ленты гладкой со стороны резца и шероховатой но почти без существенных неровностей на внешней поверхности.
В процессе блокированного резания грунт разрушается в пределах прорези ширина которой на поверхности существенно больше ширины b ножа на некоторой глубине. Прорезь расширяется и ее боковые поверхности образуют с поверхностью массива определенный угол зависящий от вида грунта и его состояния. Расширение грунтовой прорези в ее верхней части уменьшается по мере увеличения их пластичности.
При резании грунт разрушается в результате развития в нем сложного напряженного состояния и этот процесс перед лобовой гранью ножа и по боковым расширениям прорези протекает по-разному. Сопротивление грунта разрушению в боковых расширениях прорези (здесь преобладают деформации отрыва и сдвига) отнесенное к единице площади их сечений в 2-4 раза меньше чем соответственное удельное лобовое сопротивление по ширине b ножа где преобладают деформации сжатия и сдвига грунта.
Рис. 1.10 - Образование прорези зоны действия составляющих сил резания при копании острым ножом
Ю.А.Ветровым было установлено что при резании грунта форма поперечного реза грунта принимает трапецеидальную форму (рис. 1.10) после чего он предложил учитывать при определении силы резания фактор пространственности.
Сила сопротивления при блокированном резании ножом простой формы выведенная ученым имеет вид:
=γmсвbh+2mбокh2+2 mбок.срh
где γ– коэффициент учитывающий угол резания;
mсв – удельная сила резания образующаяся в лобовой части прорези при угле резания α = 45;
b и h – ширина и глубина резания;
mбок–коэффициент характеризующий силу возникающую при разрушении грунта в боковых частях прорези;
mбок.ср– коэффициент характеризующий удельную силу возникающую при срезе одним из боковых ножей грунта.
При резании грунт разрушается в результате развития в нем сложного напряженного состояния и этот процесс перед лобовой гранью ножа и по боковым расширениям прорези протекает по-разному. Сопротивление грунта разрушению в боковых расширениях прорези (здесь преобладают деформации отрыва и сдвига) отнесенное к единице площади их сечений в 2 - 4 раза меньше чем соответственное удельное лобовое сопротивление по ширине b ножа где преобладают деформации сжатия и сдвига грунта.
Такие закономерности как показывает опыт сохраняются лишь до определенного соотношения между шириной и толщиной среза соответствующего критической глубине hкр резания. При h > hкр (например форма прорези АВС1D1ЕР) изменяется в основном только глубина центральной части прорези а АВ и ЕF по верхней части практически не изменяются. Критической глубине резания как правило соответствует наименьшая энергоемкость резания что должно учитываться при создании и эксплуатации
– боковые расширения прорези возрастают пропорционально увеличению ширины ножа но до определенных его размеров и последующее увеличение не приводит к увеличению боковых расширений прорези (рис. 1.11 а);
– объем грунта или зона разрушения отделяемая от массива при резании ножом увеличивается до определенной глубины и дальнейшее заглубление ножа является не целесообразным т. к. не приводит к увеличению отделяемой зоны (рис.1.11 б).
Рис. 1.11 -прорези и размеров боковых ее расширение:
а – при увеличении ширины ножа; б – при увеличении глубины резания.
Большое влияние на сопротивление грунта резанию оказывают изнашивание режущего инструмента рабочих органов и затупление его. При разработке грунта изношенными рабочими органами на поверхности его затупления форма и размеры которой обычно характеризуются размерами z у и радиусом r образуется нарост уплотненного грунта - ядро 1. Это ядро грунта перемещается вместе с рабочим органом увеличивая радиус затупления смятия грунта и сопротивление движению рабочего органа. Поверхность износа по задней грани режущего клина характеризуемая размером у составляет к траектории резания обычно отрицательный задний угол 1 который может достигать 7 10°. Поэтому на площадке износа задней грани при движении режущего элемента возникают значительные дополнительные сопротивления на смятие и уплотнение грунта по следу его движения.
Следует отметить что влияние затупления и образования площадки износа по задней грани может быть весьма велико и преобладать в общем сопротивлении резанию. Допускаемый на практике большой износ зубьев и режущих кромок ножей отвалов и ковшей вызывает иногда увеличение сопротивления резанию до 150 200% и ведет к большому повышению энергоемкости копания и снижению производительности машин вследствие увеличения длительности копания и ухудшения наполнения ковшей и призмы волочения у отвальных машин. Поэтому при создании машин необходимо учитывать при определении расчетных сопротивлений износ режущих элементов рабочих органов а при эксплуатации не допускать работу с чрезмерно изношенными рабочими органами. Обычно износ рабочих органов у землеройных машин в зависимости от их размеров допускают в пределах: z = 7 12мм; у = (3 7)z; r = 3 10 мм.
Первым кто систематически исследовал вопрос отделения грунта от массива рабочим органом был академик В.П. Горячкин. Предложенная им формула стала основой теории резания она определяла силы сопротивления резанию грунта плугом полностью отображая физику процесса и была удобным аналитическим основанием для расчета сельскохозяйственных машин:
где f – коэффициент трения плуга о грунт;
K – коэффициент сопротивления деформации среза;
–коэффициент учитывающий сопротивления возникающие при отбрасывании вырезаемого пласта грунта;
– скорость движения плуга.
Формула Н.Г.Домбровского в расчете которой учитывается не толькорезаниегрунтаавесьпроцесскопанияв целом:
где k – удельное сопротивление копанию грунта РО;
b – ширина копания;
h – глубина копания;
F – площадь резания.
А.Н.Зеленин первый кто предложил ввести в расчет определения силы резания коэффициент плотности грунта который определялась при помощи ударника ДорНИИ.
Сила резания возникает при копании элементарными профилями:
где число ударов ударником ДорНИИ для расчетного грунта
Z – коэффициент учитывающий наличие зубьев;
Определение усилия резания на кромке ковша при работе в грунтах III категории.
Р = bh k = 104018 = 100 кН
где h – глубина резания равная 40 см;
k – удельное сопротивление грунта копанию 250 кПа;
Здесь для ковшей с зубьями
максимальная толщина стружки.
Z – коэффициент учитывающий наличие зубьев Z=06 08;
Rk – радиус копания м
угол поворота отвечающий срезанию стружки максимальной толщины.
При копании рукоятью
При копании рукоятью рис. 1.12.
Рис. 1.12 - Копание рукоятью
8. Цели и задачи курсового проектирования
Целью работы является повышение потребительских свойств экскаватора Caterpillar M318D. Разработка специального рабочего оборудования со смещенной осью копания (рис. 1.3 б). Данная модернизация позволяет выполнять разработку грунта в непосредственной близости от заборов и стен зданий позволит проводить работы в стесненных городских условиях.
Задачи которые необходимо решить для достижения данной цели:
-просмотреть научные труды которые были сделаны в этой области;
-изучение среды взаимодействия;
-произвести анализ существующих конструкций.
Общий расчет рабочего оборудования
1. Расчет усилие в гидроцилиндре поворота рукояти
Необходимое усилие на штоке гидроцилиндра поворота рукояти для возможности получения величины . Расчетное положение в начале копания стрела наклонена ниже линии горизонта ковш в положении наибольшей глубины копания (рис. 2.1).
Рис. 2.1 - Расчетная схема необходимого усилия на шток гидроцилиндра
По уравнению моментов относительно точки О с учетом величины плеч по чертежу общего вида и весов узлов по каталожным данным:
2. Определение необходимой толщины стальных листов рамы
Усилие в шарнире сочленения стрелы равно усилию развиваемому гидроцилиндром .
Рис. 2.2 - Схема кронштейна шарнира стрелы
Проведем расчет опасного сечения II-II проушины (кронштейна шарнира) на изгиб от наибольшей силы (рис. 2.2). Изгибающий момент в сечении определится по формуле
Принимая это нагружение за случайное берем значение коэффициента запаса равное 14. Материал Ст. 3 допустимое напряжение
Необходимый момент сопротивления
Соответственно момент инерции равняется
Сечение II-II коробчатое равностенное размеры показаны на рис. 1.13.
тогда толщина листа стенки
Проверим сечение II:
где – площадь сечения без учета наваренных шайб равная примерно 54 см2
Из условий наибольшего возможного нагружения металла на смятие в нижнем отверстии крепления зуба определим диаметр этого отверстия (диаметр пальца).
Допустимое напряжение принимаем
В месте крепления пальца щеки проушин усилены приваренным стальным листом ( Таким образом суммарная толщина металла в отверстии Определим
Принимая = 12 см проверим напряжение на срез в металле пальца:
Напряжение на изгиб при расстоянии между опорами (парными проушинами) равном примерно 10 см определится
Предел текучести металла пальца должен быть не меньше
Выбираем сталь 40Х с пределом текучести
Расчет гидросистемы механизма стрелы
1. Исходные данные для расчета гидропривода
Усиление на штоке гидроцилиндра
Скорость поршня гидроцилиндра:
Время работы гидропривода без нагрузки
2. Выбор основных элементов гидросистемы
2.1. Выбор управляющего устройства
Учитывая что скорости поршня гидроцилиндра Vп1 отличаются друг от друга не более 15% то для регулирования скорости будем использовать регулируемый дроссель установленный параллельно гидроцилиндру.
Выбираем из номинального ряда давление для гидропривода Рном = 28 мПа.
2.2. Выбор объемных гидромашин
Расчет и выбор гидроцилиндра.
Диаметр поршня гидроцилиндра определяем по формуле
К = 115 - коэффициент запаса;
По диаметру D = 0124 м давлению Рном =28 Мпа и ходу поршня
Lп = 065 м выбираем из прил. 1[ ] гидроцилиндр с параметрами: D1 = 0125 м диаметр штока dшт = 0075 м ход поршня Lп = 065 м давление Рном = 28 Мпа.
Уточняем давление в гидроцилиндре по формуле
Определяем расход жидкости в гидроцилиндре для двух режимов:
где о.ц. - объемный КПД гидроцилиндра принимаем для новых резиновых уплотнений гидроцилиндра о.ц = 1
2.3. Расчет и выбор гидронасоса
Определяем ориентировочное давление гидронасоса
где Рг – максимальное давление в гидроцилиндре Рг = 28 МПа;
ΣΔР – суммарные потери давления в гидроцилиндре ΣΔР = 01 Рг = 145 МПа.
Подставляя числовые значения получим
Рн = 28 + 145 =2945 МПа.
Определяем ориентировочную подачу насоса:
где Qг1 = 095 10-3 м3с;
ΣΔQ – суммарные объемные потери в гидроприводе ΣΔQ = 01 Qг1 = 095 10-4 м3с таким образом
Qн = 095 10-3 + 095 10-4 = 1045 10-3 м3с .
По давлению Рн = 2945 МПа и подаче Qн = 1045 10-3 м3с выбираем регулируемый аксиально-поршневой гидронасос типа 210.20 с наклонным блоком цилиндров (см. прил. 6). Его параметры:
- номинальная подача
Qн.ном = 1301 10-3 м3с;
- номинальное давление
- номинальная частота вращения
Nн.ном.= 25 обс (1500 обмин);
2.4. Расчет и выбор трубопроводов
Рассмотрен наиболее общий случай с необходимостью проверки всех трех условий при определении диаметров.
Расчет выполняем отдельно для всасывающего напорного и сливного трубопроводов используя одни и те же формулы. Внутренний диаметр трубопровода определяем по трем условиям обеспечения:
)допустимой скорости рабочей жидкости в трубопроводе;
)ламинарного режима движения рабочей жидкости;
)допустимых потерь давления в трубопроводе.
Принимаем допустимую скорость движения рабочей жидкости в трубопроводах: всасывающем Vтр.в = 1 мс; напорном Vтр.н = 45 мс; сливном Vтр.с = 15 мс.
Определим внутренний диаметр всасывающего трубопровода по условиям:
здесь – кинематическая вязкость масла МГ-30 при температуре 50°С = 3010-6 м2с;
где – кинематическая вязкость масла МГ-30 при температуре 20°С = 15010-6 м2с;
Lтр.в.- длина всасывающего трубопровода Lтр.в = 1м;
- допускаемые потери давления в трубопроводе = 02 МПа.
Из трех значений dтр.в1 dтр.в2 dтр.в3 принимаем большее значение dтр.в = 00407м.
Определяем внутренний диаметр напорного трубопровода по условиям:
второму как и для всасывающего трубопровода
Здесь длину напорного трубопровода принимаем Lтр.н = 3м.
Из трех значений dтр.н1 dтр.н2 dтр.н3 выбираем большее dтр.н = 0026м.
Определяем внутренний диаметр сливного трубопровода по условиям:
Здесь длину сливного трубопровода принимаем Lтр.с = 25м.
Из трех значений dтр.с1 dтр.с2 dтр.с3 выбираем большее dтр.с = 00332м.
Определяем толщину стенки трубопровода:
где Р – давление в трубопроводе принимаем для всасывающего и сливного Р = 02 МПа а для напорного трубопровода Р = Рн = 1595 МПа;
бВР – предел прочности на растяжение материала трубопровода принимаем трубопровод из стали Ст. 3 тогда бВР = 400 МПа;
Кб – коэффициент безопасности принимаем для всасывающего и сливного трубопроводов Кб = 2 т.к. давление в них близко к нулю а для напорного трубопровода принимаем Кб = 3 т.к. считаем что у гидропривода будет ненапряженный режим работы.
Далее определяем толщину стенки трубопроводов
По внутреннему диаметру dтр.в dтр.н и dтр.с а также по толщине S трубопровода выбираем из прил. 55 сортамент труб для трубопроводов:
внутренний диаметр dтр.н = 26 мм
толщина стенки трубопровода Sв = 2 мм
внутренний диаметр dтр.в = 41 мм
толщина стенки трубопровода Sн = 2мм
внутренний диаметр dтр.с = 33 мм
толщина стенки трубопровода Sс = 15 мм
Толщина стенок всасывающего и сливного трубопроводов увеличена из условий жесткости и соответствует стандартному ряду.
Уточняем скорость движения мс рабочей жидкости в трубопроводе по формуле:
Всасывающий трубопровод
Напорный трубопровод
3. Расчет технологических параметров гидропривода
3.1. Выбор гидроаппаратов и кондиционеров рабочей жидкости
Согласно гидросхеме выбираем гидроаппараты: распределитель жидкости предохранительный клапан дроссель по Рн и Qн.ном а фильтр только по Qн так как он установлен в сливном трубопроводе.
Выбираем из прил. 30 секционный распределитель жидкости типа РС с ручным управлением и условным проходом 20 мм выписываем его паспортные данные:
- номинальный расход
Qр.ном = 166 10-3 м3с (100лмин);
Выбираем из прил. 37 первичный предохранительный клапан непрямого действия типа УИ 79015 и выписываем его паспортные данные:
Qп.к..ном = 266 10-3 м3с (160лмин);
Выбираем из прил. 39 блок вторичных предохранительных клапанов непрямого действия типа КЗ.10.01 и выписываем его паспортные данные:
- максимальный расход
Qп.к..мак. = 2 10-3 м3с (120лмин);
- диапазон регулирования давления
Для регулирования скорости поршня гидроцилиндра выбираем из прил. 45 дроссель типа ПГ 55-24 и выписываем его паспортные данные:
Qдр..ном = 166 10-3 м3с (100лмин);
Для аксиально-поршневых насосов тонкость фильтрации рабочей жидкости должна быть 16 -25 мкм. Так как установку фильтра предусматриваем в сливном трубопроводе то выбираем фильтр типа 1.1.32-25 из прил. 51 выписываем его паспортные данные:
Qф..ном = 166 10-3 м3с (100лмин);
- тонкость фильтрации
- материал фильтрующей шторы
3.2. Определение потерь мощности в гидроприводе
Средние потери мощности переходящие в тепло определяем по формуле
где ΔN1 ΔN2 – потери мощности в гидроприводе когда шток гидропривода толкает и тянет;
ΔN3 – и когда шток гидроцилиндра неподвижен;
t1 t2 t3 - время работы гидропривода когда шток гидроцилиндра толкает тянет и неподвижен.
Согласно заданию время t3 = 10 с а время t1 и t2 находим по формулам:
Потери мощности определяем для следующих случаев:
ΔN1 = ΔNпотр.н.1(1 – общ.гп.1);
ΔN2 = ΔNпотр.н.2(1 – общ.гп.2).
Потребляемую насосом мощность в первом и во втором случаях находим по формулам:
где Qн.ном = 1301 10-3м3с – номинальная подача насоса;
н = 091 - полный КПД насоса;
Рн.1 и Рн.2 - уточненное давление насоса в первом и во втором случаях которое определяется с учетом суммарных потерь давления в трубопроводе ΣΔР = 0995 106 Па
Рн.1= Рг.1 + ΣΔР;Рн.2= Рг.2 + ΣΔР
где Рг.1 и Рг.2 – давление в полости гидроцилиндра когда шток толкает и тянет соответственно
Рн.1.= 145 106 + 0955 106 = 15 455 106 Па;
Рн.2.= 1145 106 + 0955 106 = 12 405 106 Па;
Общий КПД привода для первого и второго случаев рассчитывается следующим образом:
где Nпол.1 и Nпол.2 – полезная мощность гидроцилиндра
Nпол.1= R V = 480000 025 = 12000 Вт;
Nпол.2= R V = 300000 003 = 9000 Вт;
Потери мощности в гидроприводе
ΔN1 = 22095 (1 - 0543) = 10097 Вт;
ΔN2 = 177335 (1 - 0507) = 8743 Вт.
Для случаев когда поршень гидроцилиндра неподвижен а рабочая жидкость от насоса проходит на слив в маслоблок потери мощности определяем по формуле
ΔN3 = Qн.ном ΣΔР = 1301 10-3 0955 106 = 1242 Вт.
Средние потери мощности составляют
3.3. Определение теплового режима и емкости маслобака
Определяем необходимую площадь поверхности м2 теплообмена формуле
Sтреб.= ΔNср(Ктп ΔТдоп)
где Ктп = 25 Вт(м2°С) – коэффициент теплопередачи для естественного охлаждения;
ΔТдоп – допустимый перепад температур °С
ΔТдоп = Тж.max – Тв.max = 50 – 20 = 30°С.
Здесь Тв.max = 20°С – температура воздуха.
Поскольку в теплообмене участвуют маслобак трубопроводы гидронасос распределитель жидкости фильтр и другие гидроаппараты то площадь теплоотдающей поверхности маслобака
где Sго – площадь поверхности теплообмена гидрооборудования.
В нашем случае будем учитывать только площадь поверхности трубопроводов и гидроцилиндра т.к. остальное гидрооборудование находится в кожухе:
Sтр = dнLтр;Sц = DнLц;
где dн Dн – наружные диаметры трубопровода и гидроцилиндра;
Lтр и Lц – длины трубопроводов и гидроцилиндра.
Площади всасывающего напорного и сливного трубопроводов:
Sтр.в = 0045 1 = 0141 м2;
Sтр.н = 003 3 = 0283 м2;
Sтр.с = 0036 25 = 0282 м2;
Sтр = 0141 +0283+0282=0706 м2;
Площадь гидроцилиндра:
Sц = 025 063 = 0494 м2.
Определяем площадь Sго
Sго = Sтр + Sц = 0706+0494 = 12м2.
Площадь теплоотражающей поверхности маслобака будет равна
Определяем объем маслобака по его теплоотдающей поверхности с соотношением сторон
Vб= 6А3 Vб=60553 = 0998 м3 .
Определяем объем маслобака при условии вместимости в него всей рабочей жидкости гидросистемы по формуле
где Vгс – внутренний объем гидросистемы.
Будем учитывать только объем гидроцилиндра и трубопроводов:
Объем гидросистемы составит
Vгс = 0019 + 00013 + 00016 + 00019 = 00238 м3 .
Получим объем маслобака по условию вместимости
Vб=2Vгс = 200238 = 00476 м3 .
Сравнивая Vб и Vб принимаем большее значение т.е. Vб> Vб тогда Vб = Vб = 0998 м3 . Окончательно принимаем объем маслобака Vб = 1 м3 .