Экскаватор ЭО-4121

Пояснительная записка.doc

Федеральное агентство по образованию Р.Ф.
Государственное образовательное учреждение
высшего профессионального образования
Ижевский государственный технический университет
Пояснительная записка
по дисциплине "Машины для земляных работ
на тему "Общий расчёт одноковшового экскаватора ЭО-4121
Общий расчёт экскаватора ЭО-4121 4
Расчёт гидроцилиндра стрелы 6
Экскаватор ЭО-4121 полноповоротный универсальный строительный экскаватор на гусеничном ходу с гидравлическим объемным приводом. Он предназначен для выполнения земляных работ на грунтах I—IV категорий и предварительно разрыхленных скальных и мерзлых грунтах с кусками размерами не более 400 мм при температуре окружающей среды от —40 до +40° С а в тропическом исполнении до +55° С. Экскаватор применяют для разработки карьеров рытья котлованов траншей каналов погрузки грунта и сыпучих материалов. С помощью экскаватора можно рыхлить скальные породы мерзлый грунт специальным сменным органом—рыхлителем.
Конструкция экскаватора предусматривает возможность использования сменного рабочего оборудования следующих видов: обратной лопаты обратной лопаты с удлиненной рукоятью прямой лопаты прямой лопаты с поворотным ковшом погрузочного оборудования грейфера грейфера с удлинителем рыхлителя. В зависимости от вида выполняемой работы и характеристики разрабатываемых грунтов экскаватор имеет ковши различных объемов 03—15 м .
Конструкция ходовой части экскаватора предусматривает возможность установки уширенных звеньев что снизит давление на грунт до 04 кгсм и улучшит условия передвижения и работы экскаватора на слабых и переувлажненных грунтах.
Технологические возможности гидравлического экскаватора ЭО-4121 с «жесткой» подвеской рабочего оборудования значительно шире технологических возможностей экскаватора Э-652Б с «гибкой» подвеской рабочего оборудования.
Экскаваторы ЭО-4121 с рабочим оборудованием обратная лопата применяют для выемки грунта расположенного ниже уровня стоянки экскаватора. Этот вид оборудования используют в основном для отрыва траншей под канализационные водопроводные теплофикационные нефтегазопроводные и другие трубопроводы а также котлованов в гражданском и промышленном строительстве и каналов. При использовании рабочего оборудования обратная лопата на экскаваторе ЭО-4121 в сравнении с экскаватором Э-652Б:
увеличивается заполнение ковша при копании на большей глубине реализацией больших усилий копания и производительности экскаватора;
достигается возможность копания посредством только поворота ковша при неподвижной относительно стрелы рукояти что позволяет выполнять работы в стеснённых условиях в непосредственной близости от подземных коммуникаций где обычно использовали ручной труд;
увеличиваются глубина и радиус копания применением удлинённой рукояти.
При модернизации экскаватора в рабочем оборудовании обратная лопата разработаны и введены: ковш увеличенного объема (125 м ) для слабых грунтов; узкий ковш (03 м ) для специальных работ преимущественно для траншей под кабели; моноблочная стрела и рукоять с увеличенным углом поворота они обеспечивают без разборки транспортный габарит экскаватора 315 м. Уменьшен транспортный габарит экскаватора с универсальной (составной) стрелой до 338 м путем монтажа рабочего оборудования.
Общий расчёт экскаватора ЭО-4121.
Определяем радиус описываемый при повороте ковша режущими кромками зубьев.
R = 125 q+ 025 = 125 1 + 025 = 15 м
где q - объём ковша экскаватора (q = 1 м )
Определяем кинематическую длину ковша.
l = 095R = 095 15 = 143 м
Длина вставки стрелы: l = 331 м
Длина рукояти: l = 299 м
Длина стрелы: l = 322 м
Определяем ширину ковша.
B = 151 q- 026 = 151 1- 026 = 125 м
Определяем расчётную толщину стружки
где В - ширина ковша м
- угловое перемещение рукояти за одну операцию копания
= = 110 = 73 = 12775 рад
- угол поворота рукояти (принимаем = 110 )
Определяем максимальное сопротивление копанию
Р = k B c y = 400 125 0142 12 = 852 кН
где k - удельное сопротивление копанию грунта категории кПа
c - расчётная толщина стружки м
y - поправочный коэффициент (справочная величина)
Определяем работу затрачиваемую на преодоление сопротивления копанию грунта.
А = k q а = 400 1 12 = 480 кДж
а - поправочный коэффициент (справочная величина)
Определяем требуемую мощность насосной установки
N = = = 9337 кВт = 12695 л. с.
где А - работа затрачиваемая на преодоление сопротивления копанию грунта кДж
t - продолжительность копания с
t = 63 q = 63 1 = 63 с
m - полный КПД насосов и гидравлической системы включающей трубопроводы и распределительные устройства.
k - коэффициент использования мощности насосной установки.
Определяем минимальную подачу насосов.
где N - требуемая мощность насосной установки Вт
n - полный КПД насосов
p - максимальное давление в гидросистеме Па (320 = 31381280 Па)
Определяем максимальную подачу насосов.
где F - площадь поршня в гидроцилиндре м
v - максимально допустимая скорость выдвижения штоков гидроцилиндров мс
n - КПД утечки в насосе и нагнетательной линии гидравлической системы
Определяем диапазон регулирования подачи насосов.
Определяем номинальную частоту вращения вала насоса.
где V - рабочий объём насоса м
Определяем мощность двигателя.
N = = = 10695 кВт = 14541 л. с.
где N - требуемая мощность насосной установки
n - КПД раздаточного редуктора
k - коэффициент снижения выходной мощности двигателя из-за колебания внешней нагрузки.
Расчёт гидроцилиндра стрелы.
Определяем толщину стенки гидроцилиндра.
= ( - 1) = ( - 1) = 273 мм
где D - внутренний диаметр цилиндра мм
[G] - допускаемое напряжение для материала цилиндра по окружности кгссм
Р - максимальное давление в гидроцилиндре кгссм
m - коэффициент поперечной деформации (для стали m = 03)
К определенной по формулам толщине стенки цилиндра прибавляется припуск на обработку материала. Припуск принимаем 1 мм.
Определяем площадь поршня в поршневой полости и в штоковой полости соответственно.
где D - внутренний диаметр цилиндра cм
d - диаметр штока cм
Определяем усилие развиваемое штоком гидроцилиндра при его выдвижении и втягивании соответственно.
R = F P k = 15386 320 098 = 4825050 кгс
R = F P k = 9028 320 098 = 2831181 кгс
где Р - давление в гидроцилиндре кгссм
k - коэффициент учитывающий потери на трение.
Гидравлический экскаватор ЭО-4121 [Н. И. Гаврилов А. Е. Литвак Ю. Н. Игошин и др.] 231 с. ил. 22 см. М. Машиностроение 1980 г.

Экскаватор.dwg

КП 270113 052816 2009 ВО
Технические характеристики
Вместимость основного ковша обратной лопаты
Скорость передвижения
Частота вращения поворотной части
Наибольший угол подъема
Наибольшая глубина копания траншеи
Минимальная продолжительность цикла при угле поворота 90

деталировка 4.dwg

КП 270113 052816 2009
Сталь 10 ГОСТ 1050-88
Неуказанные предельные отклонения - IT142
Позиция детали на сборочном чертеже - 28

деталировка 2.dwg

КП 270113 052816 2009
Сталь 10 ГОСТ 1050-88
Неуказанные предельные отклонения - IT142
Позиция детали на сборочном чертеже - 4

Спецификация.dwg

КП 270113 052816 2009 ВО
КП 270113 052816 2009
Гидроцилиндр рукояти
Гусеничная ходовая рама
Поворотная платформа

Гидросистема.dwg

КП 270113 052816 2009 Г6
Схема гидравлическая общая
Крановые гидроаппараты
Предохранительные клапаны
Трёх- и четырёхсекционные блоки гидрораспределителя
Крановые гидроаппараты управления
Центральный коллектор
Промежуточная секция
Радиатор охлаждения рабочей жидкости

деталировка 3.dwg

КП 270113 052816 2009
Сталь 10 ГОСТ 1050-88
Неуказанные предельные отклонения - IT142
Позиция детали на сборочном чертеже - 8

деталировка 1.dwg

КП 270113 052816 2009
Сталь 10 ГОСТ 1050-88
Неуказанные предельные отклонения - IT142
Позиция детали на сборочном чертеже - 27

Гидроцилиндр.dwg

КП 270113 052816 2009 СБ
КП 270113 052816 2009
Болт М10х25 ГОСТ 7798-70
Гайка М10 ГОСТ 5915-70