Погрузчик фронтальный

Погрузчик.dwg

Ковш.dwg

Кинематическая схема.dwg

Дорожные машины.doc

Федеральное Агентство по образованию Российской Федерации
Томский государственный
архитектурно-строительный университет
Кафедра: «Строительные и дорожные машины».
по дисциплине «Дорожные машины»
На тему: «Расчет погрузчика фронтального»
Расчёт параметров ковша .. 3
Расчёт параметров рычажной системы управления . .5
Выбор и расчёт основных параметров 9
Расчёт элементов гидропривода . 11
Техническая производительность ..14
Список использованной литературы .15
Расчёт параметров ковша
Внутренняя ширина основного ковша:
где величина режущей кромки или шина базовой машины
Высота разгрузки ковша – наибольшее расстояние от опорной поверхности до режущей кромки основного ковша при максимальном угле разгрузки и номинальном давлении в шинах. Высоту разгрузки ковша определяем по формуле:
где наибольшая высота бортов транспортных средств с которыми может работать погрузчик;
дополнительный зазор выбираемый с учётом опрокидывания ковша и работы на неподготовленном основании (300 500).
Наибольший угол разгрузки ковша – угол наклона днища ковша к горизонту он определяется так:
Внутреннюю ширину принимаем на 50 мм больше величины следа или ширины базовой машины.
Расчётный радиус поворота ковша – расстояние между осью шарнира и режущей кромкой. Расчётный радиус поворота ковша определится по формуле:
где номинальная вместимость ковша;
относительная длина днища ковша
относительная длина задней стенки
относительная высота козырька
относительный радиус сопряжения днища и задней стенки
угол между плоскостью козырька и продолжением плоскости задней
угол между задней стенки и днищем ковша
Высота шарнира крепления ковша к стреле:
Длина днища – расстояние от передней кромки ковша до его пересечения с задней стенкой. Длину днища определим по формуле:
Длина задней стенки – расстояние от верхнего края задней стенки или основания козырька до пересечения с днищем ковша. Длину задней стенки определим по формуле:
Высота козырька определяется по формуле:
Радиус сопряжения определим по формуле:
Угол наклона режущих кромок боковых стенок относительно днища Принимаем
Угол заострения режущих кромок Принимаем
Рисунок 1 – Параметры ковша.
Расчёт параметров рычажной системы управления
Размеры рычажной системы выбираем по показателям погрузочного оборудования и основного ковша а также выбранной точки под учётом обеспечения наилучшей видимости при управлении (рисунок 2).
Высота подвески шарнира стрелы:
где относительная высота шарнира подвески стрелы
Расстояние от шарнира подвески стрелы до наиболее выступающей передней части машины. Для колёсных погрузчиков принимаем:
где диаметр колеса погрузчика. Для погрузчика Д-660
Угол наклона радиуса ковша определиться по формуле:
Угол поворота стрелы обычно составляет 85 900. Принимаем
Вылет ковша L – расстояние от передних выступающих частей базовой машины до режущей кромки ковша находящегося на максимальной высоте при наибольшем угле разгрузки. Высоту ковша определяем по формуле:
где расстояние между погрузчиком и транспортным средством при разгрузке необходимое по условиям безопасности работы и равное 150 200мм.
Ориентировочно размеры элементов перекрестных рычажных систем составляют (рисунок 3);
Расстояние от шарнира подвески стрелы до шарнира подвески коромысла:
Высота установки среднего шарнира коромысла определится так:
Длина верхнего плеча коромысла:
Длина нижнего плеча коромысла:
Расстояние между шарнирами ковша:
Построение кинематической схемы рычажной системы
Сектор движения стрелы от нижнего до верхнего положения разбивают на пять равных частей выделяем положение максимального вылета. В нижнем положении ковш устанавливаем под рекомендуемым углом запрокидывания . В положении разгрузки между точкой А и линией В5Д5 обеспечивают определенное расстояние. Величину этого расстояния можно определить по формуле:
Длину тяги определяем графическим способом в положении разгрузки:
Для каждого промежуточного положения стрелы параллельно отрезку А1Д1 откладываем линии АiДi характеризующие поступательное движение запрокинутого ковша в процессе подъёма. Затем согласно принятым размерам элементов рычажного механизма определяем положение точек Сi в верхней части коромысла. Подбирая окружность проходящую через точки Сi находим координаты точки крепления гидроцилиндров поворота ХК и УК. Обеспечивают также постоянное запрокидывание ковша в процессе подъёма. Допускаемая разница углов запрокидывания в крайних положениях стрелы составляет 150.
Радиус окружности является наибольшим размером гидроцилиндра ковша с выдвинутым штоком. Для определения хода гидроцилиндра ковша из того же центра подбираем окружность проходящую через точку С5 и соответствующую положению разгрузки ковша. Верхнюю точку крепления коромысла Сi устанавливают в промежуточных положениях стрелы на максимальной и минимальной окружностях гидроцилиндра поворота и с учётом принятых размеров рычажного механизма получают действительные положения линий А1Д1 для разгруженного и запрокинутого ковшей.
Ковш в положении разгрузки на любой высоте должен иметь угол не менее 450. Точки крепления гидроцилиндра стрелы определяем конструктивно.
Грузоподъёмность по допускаемым нагрузкам Р на ходовую часть базовой машины (рисунок 4) определим по следующей формуле:
где Допускаемые нагрузки на ходовую часть базовой машины
конструктивная масса погрузочного оборудования
продольная координата центра тяжести базовой машины
горизонтальная координата центра тяжести груза в ковше
горизонтальная координата центра тяжести оборудования
Рисунок 4 – Схема сил действующих на погрузчик
для определения грузоподъемности
Выбор и расчёт основных параметров
Рациональность использования массы базовой машины и совершенство ходовой части определяем по коэффициенту удельной грузоподъёмности:
где грузоподъёмность оборудования;
масса базовой машины;
Для колёсных погрузчиков рекомендуют
Эксплуатационная масса погрузчика равна сумме эксплуатационных масс базовой машины и погрузочного оборудования:
Напорное усилие по двигателю приближенно определяем по формуле:
где наибольшая эффективная мощность двигателя;
рабочая скорость внедрения в кмч;
КПД механической трансмиссии
коэффициент сопротивления качению;
при колёсной ходовой части
расчётное буксование при колёсной ходовой части
Напорное усилие по сцепной части:
где коэффициент сцепления движителя;
для колёсных движителей.
Расчётное значение скорости кмч:
где номинальная частота вращения вала двигателя обмин;
передаточное число трансмиссии;
динамический радиус окружности колеса м.
Определим скорость запрокидывания:
где коэффициент снижения рабочей скорости в процессе внедрения за счёт падения частоты вращения вала двигателя снижения производительности гидронасосов буксования и т.д.
коэффициент смещения;
Угловая скорость запрокидывания ковша;
Скорость подъёма стрелы выбираем так чтобы подъём груза был завершен к моменту окончания операции отхода погрузчика на разгрузку:
где длина пути шарнира крепления ковша при подъёме стрелы и она определяется:
средняя длина пути рабочего хода погрузчика;
скорость обратного холостого хода погрузчика
Скорость опускания стрелы определяем по скорости подъёма с таким расчётом чтобы в полости опускания гидроцилиндров стрелы не образовался вакуум:
Величину выглубляющего усилия определяем по условию продольного опрокидывания машины относительно ребра опрокидывания проходящего под осью опорных колёс:
где эксплутационная масса базовой машины;
масса погрузочного оборудования;
плечи соответствующих сил;
Удельное напорное усилие на кромке ковша:
где наибольшее тяговое усилие по двигателю или по сцепной массе;
наружная ширина режущей кромки ковша;
Удельное выглубляющее усилие на кромке ковша:
Расчёт элементов гидропривода
Усилие на штоке одного гидроцилиндра ковша:
количество гидроцилиндров поворота ковша;
мгновенные передаточные числа механизма погрузочного оборудования определяемые соотношением плеч рычажной системы для силы и массы ковша
коэффициент запаса учитывающий потери в гидроцилиндрах и шарнирах;
Мгновенные передаточные отношения механизма вычисляем для положения ковша соответствующего внедрению в материал:
где плечи приложения сил в нагруженных элементах механизма;
При кинематической схеме механизма с перекрестной системой (рисунок 5) усилия в одном гидроцилиндре стрелы определяют по формуле:
где выглубляющее усилие;
масса погрузочного оборудования без портала;
усилие гидроцилиндра ковша без учёта коэффициента запаса;
количество гидроцилиндров подъёма стрелы;
коэффициент запаса учитывающий потери в шарнирах и гидроцилиндрах;
Скорости движения поршней гидроцилиндров ковша и стрелы определяем исходя из требуемых скоростей движения ковша и стрелы. Среднюю скорость движения поршней гидроцилиндров ковша вычисляем для положения внедрения:
где мгновенное передаточное отношение от режущей кромки ковша к гидроцилиндрам поворота;
Средняя скорость движения поршней гидроцилиндров стрелы:
где поступательная скорость движения стрелы отнесенная к шарниру ковша;
ход поршня гидроцилиндра стрелы;
угол поворота стрелы;
Рабочее давление (наибольшее давление возникающее в гидроцилиндрах в процессе равномерного подъёма ковша с номинальным грузом) для наиболее распространённых схем погрузочного оборудования определяем при верхнем положении ковша когда гидроцилиндры подъёма стрелы имеют наименьшее плечо (рисунок 6):
Максимальная грузоподъёмность – наибольшая масса груза в ковше который может быть поднят на полную высоту по показателям гидропривода. Её определяем для наименьшего плеча гидроцилиндров стрелы по давлению предохранительного клапана из условия равновесия (рисунок 6):
где диаметр гидроцилиндров стрелы;
количество гидроцилиндров стрелы;
гидравлический к.п.д. гидросистемы на участке насос-цилиндры стрелы;
масса оборудования без портала;
масса основного ковша;
мгновенное передаточное число от ковша к гидроцилиндрам поворота;
Техническая производительность
Техническая производительность одноковшового погрузчика при выполнении погрузочно – разгрузочных работ определяется по формуле:
где вместимость основного ковша;
средняя объёмная масса
расчётный коэффициент наполнения ковша
коэффициент учитывающий условия работы
глубина днища ковша;
скорости внедрения и обратного холостого хода;
диаметр гидроцилиндра поворота ковша;
ход штока гидроцилиндра ковша из положения внедрения до замкнутого положения и полный ход;
теоретическая подача насоса;
коэффициент замедления наполнения ковша
величины пути движения при отходе машины для погрузки и возвращения к штабелю;
время маневрирования транспорта;
время переключения передач и золотников распределителя;
Список использованной литературы
Расчёт основных параметров пневмоколёсных фронтальных погрузчиков: Методическое указание Сост. В.В. Домбровский А.П. Ли Томск: Изд-во Томского архитектурно-строительного университета 2004.-50с.
Васильев А.А. Дорожные машины: Учебник для автомобильно-дорожных техникумов. - 3-е изд. перераб. и доп. – М.: Машиностроение 1987. -496с.: ил.
Справочник конструктора дорожных машин. Изд. 2-е перераб. и доп. Под ред. д-ра техн. наук проф. И.П. Бородачева. М.: Машиностроение 1973. – 504с ил.
Фохт Л.Г Одноковшовый погрузчик. М.: Стройиздат 1986. – 110 с. ил.
Дорожные машины. Теория конструкция и расчёт. Учебник для вузов. Изд. 2-е перераб. Л.: Машиностроение (Ленинградское отделение) 1976. -427 с. ил.