Расчет гидравлического одноковшового экскаватора с обратной лопатой

Skhema_Moroz_A3.cdw

‘¯¥æ¨ä¨ª æ¨ï 11.dwg

Гидроцилиндр 1.2-200х1600
Корпус цилиндра в сборе
Гидроцилиндр 1.2-160х1600
КП.РГОЭ.049.00.00.00
КП.РГОЭ.049.00.00 СБ

¬¥å ­¨§¬ ¯à¨¢®¤ .cdw

§ ¯¨áª .docx

ВЫБОР ГИДРАВЛИЧЕСКОЙ СХЕМЫ5
ОПРЕДЕЛЕНИЕ МОЩНОСТИ ПЕРВИЧНОГО ДВИГАТЕЛЯ7
ОПРЕДЕЛЕНИЕ ПАРАМЕТРОВ НАСОСНОЙ УСТАНОВКИ9
ОПРЕДЕЛЕНИЕ ГЕОМЕТРИЧЕСКИХ ПАРАМЕТРОВ РАБОЧЕГО ОБОРУДОВАНИЯ11
ОПРЕДЕЛЕНИЕ ЭНЕРГОЕМКОСТИ ОПЕРАЦИЙ И ПОДБОР ГИДРОЦИЛИНДРОВ13
РАСЧЕТ МЕХАНИЗМА ПОВОРОТА21
СПИСОК ИСПОЛЬЗУЕМЫХ ИСТОЧНИКОВ30
Основным типом машин для производства земляных работ и перемещению грузов являются одноковшовые экскаваторы и краны с гидравлическим приводом. По сравнению с канатным приводом они имеют ряд преимуществ конструктивного технологического и экономического характера.
С конструктивной точки зрения гидропривод позволяет реализовать большие передаточные числа от ведущего звена источника энергии к рабочим механизмам и органам машин без применения громоздких и сложных по кинематике устройств; обеспечить простое преобразование вращательного движения в поступательное; иметь независимое расположение источника энергии и рабочих механизмов а также осуществлять удобное и независимое регулирование скоростей рабочих движений в широком диапазоне.
С технологической точки зрения улучшаются условия заполнения ковша при копании на большой глубине за счёт возможности реализовать большие усилия копания а также за счет поворота ковша относительно рукояти в конце процесса копания. Это способствует повышению производительности экскаватора.
Экономические преимущества являются следствием конструктивных и технологических преимуществ которые позволяют в конечном итоге повысить темпы строительных и других видов работ и снизить стоимость разработки грунта или перемещения груза.
Указанные преимущества гидравлического привода обусловили широкое его распространение в машинах различного назначения и в первую очередь в землеройных. Поэтому успешная эксплуатация таких машин требует достаточно высокого уровня подготовки по гидравлическим приводам. Этой цели и служит предусмотренная учебным планом курсовая работа по проектированию гидравлической системы одноковшового экскаватора.
Исходные данные для расчета:
-вместимость ковша – q=10 м3;
-вид рабочего оборудования – обратная лопата.
ВЫБОР ГИДРАВЛИЧЕСКОЙ СХЕМЫ
Применяемые схемы подразделяются на одно- и многопоточные. Однопоточные схемы находят применение только на неполноповоротных экскаваторах вместимостью ковша до 03 м3.
С целью сокращения продолжительности цикла путём совмещения рабочих операций принимаем двухпоточную систему [1 рисунок 7.1 стр. 35].
Схемой предусматривается возможность работы с обратной лопатой погрузчиком и грейфером. В состав её входят два насоса 1 и 13 два гидрораспределительных блока 17 и 20 гидромоторы поворота платформы 3 и передвижения экскаватора 6 а также гидроцилиндры: рукояти 5 стрелы 7 ковша обратной лопаты 8 поворота грейфера 9. Помимо указанных имеются также не показанные на схеме гидроцилиндры ковша погрузчика и гидроцилиндр челюстей грейфера.
Основные механизмы приводятся в движение от двухсекционного автоматически совместно регулируемого аксиально-поршневого насоса 1. Второй насос 13 (шестеренный нерегулируемый) используется для питания гидроцилиндров поворота грейфера 9 и поворота колес 10.
От секций А и Б насоса 1 рабочая жидкость параллельными потоками подается в гидрораспределительные блоки соответственно 20 и 17 и от них на питание гидродвигателей. Исключение составляет рабочая секция P7 имеющая раздельное от всех остальных секций питание за счет использования промежуточной секции 16.
Включение в действие того или иного механизма экскаватора производится с помощью соответствующих трехпозиционных золотников. В положении показанном на рисунке все золотники находятся в нейтральном положении. В этом случае обе секции насоса подают полный поток к гидрораспределительному блоку 17. При включении любого из золотников гидрораспределительного блока 20 потоки жидкостей от секций А и Б разъединяются и питание блока 17 производится только от насоса Б.
Полный поток может подаваться также и в гидроцилиндр рукояти при приведении его в действие от гидрораспределительной секции P7. Но при необходимости совмещения операций он может быть включен и через золотник секции PЗ. В этом случае потоки разъединяются и это дает возможность совмещать движение рукояти (гидроцилиндр 5) с движением стрелы (гидроцилиндр 7) или же ковша обратной лопаты.
При работе с грейфером рабочие гидролинии 4 резервной секции P2 используются для управления гидроцилиндром подъема (опускания) верхней части составной стрелы секция P6 – для управления гидроцилиндром челюстей грейфера а гидрораспределитель 11 – для управления гидроцилиндром поворота грейфера 9.
Слив рабочей жидкости в бак от всех гидродвигателей производится через золотник 18. С помощью этого золотника поток может направляться либо в охладитель 15 если в этом имеется надобность либо минуя его на параллельно установленные фильтры 14. При их засорении поток может перепускаться через предохранительные клапаны в бак мимо фильтров.
Число фильтров установленных в сливной линии определяется необходимостью обеспечить минимальное сопротивление движению жидкости.
Напорные гидролинии обеих секций насоса 1 и насоса 13 защищены от давлений превышающих допускаемые с помощью предохранительных клапанов. Кроме того в напорных гидролиниях секций А и Б насоса 1 установлены еще и обратные клапаны.
В рабочих гидролиниях гидромоторов 3 и 6 а также гидроцилиндров 5 и 7 установлены предохранительные и обратные клапаны. Первые из них служат для защиты по допускаемому давлению. Через вторые может осуществляться подпитка или же перепуск рабочей жидкости из одной гидролинии в другую при срабатывании предохранительного клапана.
Для контроля настройки предохранительных клапанов в напорных гидролиниях установлен манометр 2 который поочередно может подключаться к напорным линиям секций А и Б насоса 1 и насоса 13. В сливной гидролинии давление может контролироваться с помощью манометра 19.
ОПРЕДЕЛЕНИЕ МОЩНОСТИ ПЕРВИЧНОГО ДВИГАТЕЛЯ
Расчет ведем в соответствии с методическими указаниями [1].
Максимальная продолжительность копания
где q – вместимость ковша м3; согласно заданию q = 10 м3.
Удельная энергоемкость процесса копания расчетного грунта с константой С = 12 (С – число ударов плотномера ДорНИИ) при копании совмещенным способом (поворотом рукояти и ковша) равна
где kнkp – отношение коэффициента наполнения к коэффициенту разрыхления (kнkp= 1);
сум – расчётный суммарный коэффициент полезного действия привода и рабочего оборудования (сум=045 056 – при использовании насосов постоянной подачи; сум = 052 064 – при использовании насосов с регуляторами мощности) сум=055;
kвых – коэффициент снижения выходной мощности двигателя ( kвых= = 075 – при использовании насосов постоянной подачи; kвых = 09 и более – при использовании насосов с регуляторами мощности) kвых = 09;
kи – коэффициент использования мощности насосной установкой kи = 085.
В зависимости от задания могут быть известны либо масса экскаватора либо вместимость его ковша. В данном случае известна вместимость ковша экскаватора. Тогда масса проектируемого экскаватора может быть определена из зависимости
где – масса и вместимость ковша экскаватора принятого за прототип.
В качестве прототипа принимаем экскаватор ЭО-4321 со следующими характеристиками [1 таблица 2.1]:
вместимость ковша экскаватора
Согласно расчету мощности двигателя выбираем двигатель марки СМД-17К [1 таблица 2.2] для него:
мощность – Ne=74 кВт;
частота вращения – nдв=1900 обмин;
удельный эффективный расход топлива – qe=0265 кгкВтч;
ОПРЕДЕЛЕНИЕ ПАРАМЕТРОВ НАСОСНОЙ УСТАНОВКИ
Подача насосной установки определяется из условия что мощность ее равна мощности первичного двигателя. Для соблюдения этого условия необходимо чтобы
где n – диапазон регулирования n = 2;
Ne – мощность первичного двигателя Ne = 74 кВт;
п.н – КПД привода насоса п.н = 085;
н – КПД насоса н = 085;
рmах. р – максимальное расчётное давление МПа.
Расчетное максимальное давление
где pmax – предельное давление в гидроприводе pmax = 32 МПа.
Принимаем регулируемый сдвоенный аксиально-поршневой насос тип 224.25.122 [1 таблица 2.2]. Для него:
Так как частота вращения насоса не совпадает с частотой вращения двигателя соединение насоса с двигателем будет происходить через редуктор с передаточным отношением
ОПРЕДЕЛЕНИЕ ГЕОМЕТРИЧЕСКИХ ПАРАМЕТРОВ РАБОЧЕГО ОБОРУДОВАНИЯ
Исходной величиной для определения геометрических параметров рабочего оборудования является полубаза экскаватора. Размер полубазы определяется по формуле 4.1
где m – масса экскаватора m = 2954 т.
Все прочие параметры рабочего оборудования определяются по зависимости
В – полубаза экскаватора м;
kв – коэффициент вариации.
Таблица 1 – Конструктивные размеры проектируемого экскаватора
Расстояние от пяты стрелы до оси поворота платформы
Высота шарнира поворота стрелы
Расстояние от шарнира цилиндра поворота стрелы до оси поворота платформы
Расстояние от пяты стрелы до шарнира штока цилиндра стрелы
Продолжение таблицы 1
Расстояние от шарнира штока цилиндра стрелы до оси поворота рукояти
Расстояние от оси поворота рукояти до точки крепления гидроцилиндра поворота рукояти
Расстояние между шарнирами
Расстояние от пяты стрелы до шарнира рукояти
ОПРЕДЕЛЕНИЕ ЭНЕРГОЕМКОСТИ ОПЕРАЦИЙ И ПОДБОР ГИДРОЦИЛИНДРОВ
1 Копание поворотом рукояти
Работа затрачиваемая на копание поворотом рукояти прямой лопаты может быть определена по тем же зависимостям что и для обратной лопаты. Тогда при копании поворотом рукояти принимают что путь наполнения ковша равен сумме длин рукояти и радиуса ковша т.е.
В этом случае угол поворота при копании а расстояние от шарнира рукояти до шарнира крепления штока гидроцилиндра при расположении гидроцилиндра рукояти под стрелой может приниматься равной длине хода поршня при копании т.е. .
Зная значение и принимая допустимую скорость движения штока мс можно определить минимальное время копания
где – отношение площади поршневой полости цилиндра F1 к площади штоковой полости .
Работа копания поворотом рукояти
где Ауд – удельная работа копания Ауд = 200 280 кНмм3;
kн и kр – коэффициенты наполнения и разрыхления kнkр = 10.
Расчетное давление в гидроцилиндре
где рmах – давление настройки предохранительного клапана рmах = 32 МПа;
n – диапазон регулирования насоса n=2.
Потребная площадь поршневой полости гидроцилиндра
где р.о – коэффициент полезного действия рабочего оборудования (р.о= 08 09) р.о = 08.
Диаметр гидроцилиндра
где φр – угол поворота рукояти (φр = 95 1000) принимаем φр=1000.
По полученным значениям диаметра и хода поршня принимаем гидроцилиндр 1.2-160х1600 ГОСТ 6540-68.
2 Копание поворотом ковша
Работа копания поворотом ковша
где Ауд – удельная работа копания Ауд = 250 кНмм3;
kнkp – отношение коэффициентов наполнения и разрыхления kнkp = 10;
k – коэффициент учитывающий отношение полного угла поворота ковша к углу его поворота при наполнении (рабочему) к = 12.
Необходимый рабочий объем гидроцилиндра
где п.к. – коэффициент полезного действия механизма поворота ковша включая коэффициент полезного действия гидроцилиндра п.к.=085.
Полный угол поворота ковша принимаем равным αк=1550 [1 с. 18].
Угол поворота звена l4
Диаметр гидроцилиндра поворота ковша принимается равным диаметру цилиндра поворота рукояти. Тогда рабочий объем цилиндра
Максимальная скорость перемещения штока гидроцилиндра
где Qн – номинальная подача насоса;
– объёмный коэффициент полезного действия системы от насоса до гироцилиндра 0 = 096.
По полученным параметрам принимаем гидроцилиндр 1.2-160х1250 ГОСТ 6540-68.
3 Подъем рабочего оборудования
Работу затрачиваемую на подъем рабочего оборудования определяем исходя из графика показанного на рисунке 2.
Исходя из графика работу затрачиваемую на подъем рабочего оборудования принимаем равной Ас = 500103 Нм.
Рабочий объём гидроцилиндров подъёма стрелы определяется зависимостью
где pрасч – расчётное давление рабочей жидкости МПа;
с.м – КПД стрелоподъёмного механизма с.м = 08;
z – число цилиндров; принимаем z = 2.
Ход поршня определяется из схемы стрелоподъемного механизма.
Из рисунка 3 следует
Значение ОА известно из схемы стрелоподъёмного механизма.
Рисунок 2–Зависимость энергоёмкости подъёма стрелы с груженым ковшом от его вместимости q и массы экскаватора G
Рисунок 3 – Схема стрелоподъёмного механизма
Значение ОС определяется по известным координатам точек О и С
где αc' и αc'' – углы между горизонтальным направлением и направлением соединяющим шарниры стрелы и штока гидроцилиндра взятыми со знаком "-" если угол расположен вниз от горизонтального направления или "+" если угол расположен вверх от горизонтального направления; для стрелы с прямой лопатой принимаются 15О и 70О соответственно.
Δ – угол излома стрелы.
Определяем значение ОС
Диаметр цилиндра при выбранном значении хода поршня
По ГОСТ 6540-68 принимаем гидроцилиндр 1.2–180×1600.
РАСЧЕТ МЕХАНИЗМА ПОВОРОТА
подача насоса – Qн.ma
номинальное давление насоса – pн = 20 МПа;
угол поворота платформы – φ0 = 900;
диапазон регулирования насоса – n' = 2;
масса экскаватора m = 2954 т.
Момент инерции поворотной части платформы
Момент сил сцепления ходовой части экскаватора с грунтом
Допустимый тормозной момент
Принимаем коэффициент снижения разгоняющего момента по отношению к тормозному и находим значение разгоняющего момента
Допустимое ускорение при разгоне
Допустимое ускорение при торможении
Скорость вращения платформы в конце разгона
Время включения и выключения механизма при распределителях с ручным управлением принимается в пределах tвв = 035 04 с. Принимаем tвв=04 с.
Общее время поворота на расчетный угол
Потребная мощность гидромотора
где мп – коэффициент полезного действия механической передачи от вала гидромотора до поворотного круга мп = 096.
Мощность забираемая от первичного двигателя на осуществление поворота платформы
где с – общий коэффициент полезного действия учитывающий все потери первичного двигателя до поворотного круга с = 078.
По величине потребной мощности выбираем гидромотор 303.3.55 [1 таблица 6.1 стр. 29-30] имеющий следующие паспортные данные:
рабочий объем – qм = 55 см3;
давление на выходе: номинальное – 20 МПа;
максимальное – 35 МПа;
частота вращения: номинальная – 1800 обмин;
максимальная – 5000 обмин;
номинальный расход – 106 лмин;
номинальная эффективная мощность – 32 кВт;
гидромеханический КПД – гм = 095;
Передаточное число редуктора
где qм – рабочий объём гидромотора qм = 55 см3;
об – объёмный коэффициент полезного действия гидропередачи от насоса до гидромотора об = 09.
Частота вращения вала гидромотора соответствующая iр
Максимальный крутящий момент на валу гидромотора
Давление настройки предохранительных клапанов
где гм – гидромеханический КПД гм = 095;
мп – полный КПД мп = 09;
pсл – давление в сливной магистрали за гидромотором pсл = 05 15 МПа.
Проверяем выполнение условия РкРmax = 06 08
Подача насоса при давлении настройки предохранительных клапанов
Скорость вращения платформы в конце первого этапа разгона
Фактическое значение разгоняющего момента
Фактическое значение тормозного момента
Значение коэффициента r представляет собой отношение
Фактическое ускорение при разгоне
Фактическое ускорение при торможении
Фактическая максимальная скорость вращения платформы
Фактическое время разгона
Фактическое время торможения
Фактическое время поворота на расчетный угол
Общие затраты энергии
Полезные затраты энергии
В ходе выполнения данного курсового проекта на основании представленных исходных данных был произведен расчет гидравлического одноковшового экскаватора на гусеничном ходу с рабочим оборудованием обратная лопата. С учетом известной величины вместимости ковша и типа ходового оборудования за прототип был выбран экскаватор ЭО-4321. В процессе выполнения расчётов для базовой машины был подобран двигатель с учетом увеличенного номинального давления в гидросистеме были рассчитаны и подобраны новая насосная установка гидроцилиндры управления рабочим оборудованием.
В процессе выполнения данного курсового проекта была составлена гидравлическая схема одноковшового экскаватора имеющего в качестве рабочего оборудования прямую лопату.
В пояснительной записке к курсовому проекту изложены все расчеты и обоснованы все принятые технические решения необходимые для точного расчета оборудования данного экскаватора.
СПИСОК ИСПОЛЬЗУЕМЫХ ИСТОЧНИКОВ
Абрамович В.А. Довгяло В.А «Расчет гидропривода механизмов одноковшового экскаватора»: Пособие к курсовой работе по дисциплине “Гидравлика и гидравлические машины”.– Гомель: БелГУТ 2002.– с.
Беркман И. Л. Одноковшовые строительные экскаваторы.– М.1986.–269с.
Щемелев А. М. Проектирование гидропривода машин для земляных
работ.– Могилёв: ММИ 1995.– 322 с.
Проектирование машин для земляных работПод ред. А. М. Холодова.– Харьков 1986.–270 с.
Гальперин М.И. Домбровский Н.Г. Строительные машины. Учебник для вузов. – 3-е изд. перераб. и доп. – М.: Высш. школа 1980г. – 344 с ил.
Домбровский Н.Г. «Экскаваторы. Общие вопросы теории проектирования исследования и применения.» –М: «Машиностроение» 1969 г.

£¨¤à®á奬 .cdw

- гидроцилиндр рукояти
- гидроцилиндры стрелы
- гидроцилиндр ковша
- гидроцилиндр дополнительного оборудования
- гидрораспределитель на доп. оборудование
- промежуточная секция
- гидрораспределительные блоки
КП.РГОЭ.049.00.04 ГС
Принципиальная схема

‚áâ㯫¥­¨¥.docx

Самая качественная база чертежей проектов 3d моделей и бесплатных уроков по программам Компас-3D AutoCAD SolidWorks MasterCam
Ознакомьтесь с разделами сайта прямо сейчас:
Категория с бесплатными чертежами проектами и 3D
Проекты производства работ
Чертежи автомобильных кранов
Чертежи мостовых кранов
Чертежи подвесных кранов
oАвтоматизация электроника
oАрхитектурные чертежи. Многоэтажные дома и здания
oАрхитектурные. Общественные здания
oАрхитектурные. Промышленные здания и сооружения
oАвтомобили грузовики уборочная техника
oБетономешалки мешалки и растворосмесители
oБлоки AutoCAD библиотеки элементов
oВентиляция кондиционирование
oВодоснабжение водоотведение канализация
oГидроприводы гидравлика гидроцилиндры
oДеревянные конструкции
oДробилки мельницы сепараторы
oЖелезнодорожные вагоны поезда путевые машины
oЖивотноводство сельское хозяйство растеневодство
oИнженерная графика начертательная геометрия
oКонвейеры перегружатели транспортеры
oКорабли судостроение
oЛесная промышленность
oМашиностроительные чертежи
oМетрология стандартизация допуски и посадки
oОборудование для пищевого производства
oПневмоприводы расчеты пневматики
oПогрузка логистика транспортировка склад
oПожарная безопасность сигнализация
oПроектирование предприятий участков цехов
oПроизводство кирпича блоков бетона панелей
oРедукторы и приводы детали машин
oРекламные щиты световые буквы
oСнегоуборочная техника
oСтроительная техника машины
oСтроительство технология монтажа
oСтроительство ЖБК металлоконструкции
oТехнология машиностроения. Изготовление и восстано
oТуннели метро станции шахты
oХолодильное оборудование
oШколы и детские сады
oЭлектрические схемы проекты
oНа украинском. Двигатели
oНа украинском. Краны грузоподъемные
oНа украинском. Разное
oНа украинском. Строительная и автомобильная техник
o3d модели Solidworks
oУроки по сметному делу
oУроки по черчению инженерной графике и начертател
o3d модели домов. квартир сооружений

§®§- §³§-§³§T§-§é§-§- §¡3.cdw