Расчет вилочного погрузчика DFG 320

Чертеж.dwg

Техническая характеристика погрузчика
Грузоподъемность 2150кг
Максимальная скорость 13 кмч
Максимальный угол подъема 8 град
Трансмиссия гидромеханическая
Мощность двигателя 43 л.с.
Тип двигателя дизельный

Курсовая работа.docx

Выбор аналога рассчитываемого погрузчика .5
Расчет грузоподъемника вилочного погрузчика 10
Расчет механизма подъема 10
Расчет механизма наклона грузоподъемника .19
Тяговый расчет погрузчика 24
Определение мощности и построение внешней скоростной характеристики двигателя 24
Определение основных параметров трансмиссии 28
Расчет динамической тяговой характеристики погрузчика 30
Расчет устойчивости автопогрузчика .. 36
Список используемых источников.. 44
Выбор аналога рассчитываемого погрузчика
Выбираем аналог вилочного погрузчика грузоподъемностью 2150 кг (по заданию) высотой подъема груза не более 4 м двигателем внутреннего сгорания количеством ходовых опор – 4 [1]
Погрузчик DFG 320фирмы Jungheinrichоснащен гидродинамической трансмиссией (гидромеханической коробкойпередач) которая обеспечивают высокую производительность при транспортировке грузов на средние и длинные дистанции. В полной мере реализованы преимущества трансмиссии такого типа: мягкое и плавное трогание с места динамичное ускорение на средних и высоких скоростях. Комфортабельное безопасное и эргономичное рабочее место оператора.
Параметры вилочного погрузчика
Грузоподъёмность (Q)
Центр тяжести груза (c)
Расстояние от оси пер. колес до рейки каретки (x)
Масса без аккумуляторной батареи
Нагрузка на передн. задн. ось с грузом
Нагрузка на передн. задн. ось без груза
Размер передних колес
Количество передних задних колес (x = ведущие)
Колея передних колес (b10)
Колея задних колес (b11)
Наклонмачтывпередназад (α)
Минимальная высота мачты (h1)
Максимальная высота мачты (h4)
Высота кабины (по ограждению безопасности) (h6)
Высота сиденья платформы оператора (h7)
Высота по сцепному устройству (h10)
Длина до упора вил (l2)
Дорожный просвет с грузом под мачтой (m1)
Дорожный просвет посреди колесной базы (m2)
Ширина рабочего прохода для паллет 1000x1200 поперек (Ast)
Ширина рабочего прохода для паллет 800 x 1200 вдоль (Ast)
Радиус разворота (Wa)
Минимальное расстояние между центром поворота и осью симметрии (b13)
Скорость хода с грузом без груза
Скорость подъема с грузом без груза
Скорость опускания с грузом без груза
Тяговое усилие с грузом без груза
Преодолеваемый подъем с грузом без груза
Время преодоления 15 м с места с грузомбез груза
Рабочая тормозная система
Производитель двигателя тип
Мощность двигателя по ISO 1585
Номинальная частота вращения
Число цилиндров рабочий объем
Расход топлива цикл VDI
Расход масла для навесного оборудования
Рабочее давление для навесных агрегатов
Уровень шума на уровне головы оператора
Рисунок 1 – Масштабная схема погрузчика (масштаб 1:26)
Рассчитаем масштабный коэффициент схемы погрузчика.
По колесной базе машины: ;
по передней колее машины:
Принимаем масштабный коэффициент равный 26.
Расчет грузоподъемника вилочного погрузчика
1 Расчет механизма подъема
Целью расчета является определение основных параметров исполнительных механизмов (гидроцилиндров) – механизма подъема груза и подбор (проверка) требуемого поперечного сечения грузовых вил.
1.1 Расчет суммарных сопротивлений подъему груза
Наибольшее усилие подъема определим при вертикальном положении грузоподъемника и максимально поднятых вилах с номинальным грузом когда погрузчик стоит на уклоне с боковым креном до = 3о (рис.2.1)
Рисунок 2.1 – Схема действия сил в механизме подъема автопогрузчика
где QH - вес груза по заданию;
GK Ge - вес каретки с вилами и выдвижной рамы с плунжером цилиндра подъёма и траверсы с роликами соответственно;
S - усилие натяжения в одной ветви грузовых цепей;
H - высота подъёма груза;
а а1 - расстояния по вертикали соответственно:
- между основными катками каретки;
- верхним катком наружной и нижним катком выдвижной рамы;
с - расстояние по вертикали между нижним катком каретки и верхним катком наружной рамы м;
DK dK - наружный и внутренний диаметры основных катков;
D 'K - наружный и внутренний диаметры боковых катков каретки;
Sц – необходимое усилие подъема по плунжеру;
RK – реакция по основным каткам каретки;
RHRВ - реакции по основным каткам рам наружной и внутренней;
- реакции вызываемые парой сил 2F от внецентренного закрепления концов грузовых цепей на корпусе цилиндра подъема относительно оси плунжера на плече
Необходимое усилие подъема по плунжеру определим по формуле Н:
Sц = W1 + W2 + W3 + W4 (2.1)
где W1 - сопротивление подъёму груза и подъёмной каретки с вилами вызванное действием их сил тяжести;
W2 - сопротивление подъёму выдвижной рамы с плунжером траверсой и с грузовыми цепями вызванное действием их сил тяжести;
W3 - сопротивление качению основных катков рам и каретки по направляющим;
W4 - сопротивление качению боковых катков рам и каретки по направляющим
Сопротивление подъему груза подъемной каретки с вилами выдвижной рамы с плунжером траверсой и грузовыми цепями определим по выражению:
где – механические кпд цепной передачи и цилиндра: ; .
Вес выдвижной рамы с плунжером определим в Н исходя из удельного веса и высоты подъема груза по формуле:
где g – ускорение свободного падения: g = 981мс2; m – масса выдвижной рамы с плунжером цилиндра и траверсой отнесенная к 1 м высоты грузоподъемника: принимаем m = 60 кгм [2];
lв – длина выдвижной рамы в м определим по формуле:
lв = 05H + a1 + DK (2.4)
где а1 = 11 а; а = 40 см DК = 10 см [2]
lв = 0529 + 11 04 + 01 = 199 м
Gв = 60 199 981 1171 Н
Вес каретки с вилами определим в Н по формуле:
где mK – масса каретки с вилами: принимаем mK = 150 кг [2]
GK = 150 9.81 1472 Н
Реакции по основным каткам каретки определим по формуле:
b b1 – плечи приложения сил QH и GK : принимаем b = 06 м и b1 = 008 м [2]
Реакции по основным каткам рам наружной и внутренней определим по формуле:
Пару сил 2F определим по формуле:
где S – усилие в одной ветви грузовых цепей; – расстояние от оси цилиндра до
задней плоскости грузовых цепей: принимаем [2];
Н1 – высота от шарового шарнира цилиндра подъема на нижней поперечине наружной рамы до оси роликов траверсы или выдвижной рамы через которые перекинуты грузовые цепи определим по формуле:
H1 29 + 11 04 = 334 м
Усилие в одной ветви определим по формуле:
где – вес каретки и выдвижной рамы в сумме:= 2643 Н; – общий (суммарный) коэффициент сопротивления качения катков определим по формуле:
где f – коэффициент трения второго рода (плечо момента трения качения): принимаем f 004 см; - условный коэффициент трения учитывающий качение шариков (роликов) по дорожке внутреннего кольца подшипника: принимаем ; – диаметр основных катков: см; – диаметр оси катка: принимаем [2].
Определим реакцию по верхнему катку наружной рамы по формуле:
где h – расстояние от оси нижнего катка выдвижной рамы до оси роликов для грузовых цепей на траверсе или верхней поперечине выдвижной рамы определим по формуле:
Определимсопротивлениевызываемоекачениемосновныхкатковпонаправляю-щим по формуле:
Определим сопротивление подъему груза при качении боковых катков по формуле:
W4 = 1 (2XK + XH + XB) (2.13)
где ХК ХН ХВ – реакции по боковым каткам каретки наружной и внутренней рам; 1 – общий коэффициент сопротивления качению боковых катков.
Определим реакцию по боковым каткам каретки по формуле:
XK = 05(QH + GK) sin (2.14)
где – боковой крен погрузчика: = 3о; sin 3o = 00523
XK = 05(21092 + 1472) 00523 = 590 H
Определим реакцию по боковым каткам наружной рамы по формуле:
где с – расстояние по высоте между нижним и верхним катком каретки и верхним у наружной рамы: принимаем с = – а = 145 – 04 = 105 м; m1 – расстояние от оси основного катка до конца выдвижной рамы: принимаем m1 006 м [2].
Определим реакцию по боковым каткам выдвижной рамы по формуле:
Определим общий коэффициент сопротивления качению боковых катков по формуле:
где - наружный диаметр бокового катка: ; - диаметр оси катка: ; – коэффициент трения скольжения: [2].
W4 = 0076 (2 590 + 4663 + 3427) = 705 Н
Необходимое усилие подъема по плунжеру:
Sц = 49186+3269+705 = 53160 Н
1.2 Расчет гидроцилиндра подъема груза
Диаметр плунжера гидроцилиндра подъема груза определим по формуле:
где z – число гидроцилиндров работающих одновременно: z = 2; p – рабочее давление в системе: р = 21 МПа; – потери давления в напорной линии от насоса до цилиндра: принимаем в соответствии с рекомендациями [3]; - механический кпд гидроцилиндра; – кпд пары шарнирных подшипников крепления гидроцилиндра с густой смазкой [2].
Ход плунжера принимаем равным половине максимальной высоты подъема груза:
lпл = 05Н = 05 29 = 145 м
По каталогу производителя гидроцилиндров подбираем плунжерный гидроцилиндр ПЦ20-50-45-1450 [4]
Параметры плунжерного гидроцилиндра
Рисунок 2.2 – Схема плунжерного гидроцилиндра
1.3 Расчет поперечного сечения грузовых вил
Рассчитаем грузовые вилы на сложное сопротивление изгибу и растяжению.
Рисунок 2.3 – Расчетная схема для проверки параметров вил
Опасным считаем сечение А-А. Размеры сечения b и s указаны в таблице 1.
Определим растягивающую силу действующую на вилы по формуле:
P = 066 КД QH (2.19)
где КД = 12 – коэффициент динамичности нагружения [2].
Р = 066 12 21092 = 16705 Н
Определим изгибающий момент действующий на вилы по формуле:
l = 500 мм – расстояние от центра номинального груза до переднего фаса вил
М = 066 21092 500 = 6960360 Нмм
Напряжения в опасном сечении рассчитаем по формуле:
где F = b s – площадь поперечного сечения вил: F = 100 40 = 4000 мм2; W - момент сопротивления сечения вил определим по формуле:
Допускаемоенапряжениевпределахкотороговозможнаработавилбезостаточ-ныхдеформацийидругихповрежденийопределимпоформуле:
где – предел текучести материала. Примем материал вил сталь 50Г2 [6].
Механические свойства стали 50Г2
Поковка – ГОСТ 4543-71
Рассчитанное напряжение сравниваем с допускаемым по условию:
Условие выполняется.
2Расчет механизма наклона грузоподъемника
2.1 Определение суммарного усилия по штокам гидроцилиндров
Цель данного расчета – определить основные параметры исполнительных механизмов – гидроцилиндры механизма подъема.
Наибольшее усилие по штоку цилиндров наклона возникает при обратном повороте грузоподъемника с грузом предварительно наклоненного вперед на предельный угол α.
Для расчета примем следующие положения: центр тяжести груза по высоте h5 находится на середине катков у подъемной каретки (принимаем по масштабной схеме h5 = 8526 = 221 мм) а по горизонтали - на расстоянии с = 500 мм от передней спинки вил; центр тяжести каретки с вилами расположен на середине толщины спинки вил; центр тяжести рам грузоподъемника вместе с цилиндром подъема – на середине рам.
Примем следующие обозначения:
Q - вес груза (Q =21092 Н);
GK Gв GH - веса подъёмной каретки с вилами выдвижной рамы с плунжером цилиндра подъёма и траверсы с роликами и наружной рамы соответственно (GK = 1472 Н;
Gв = 1171 Н; GH 11 Gв 11 1171 1288 Н ) ;
h – расстояние от начала рамы до оси поворота грузоподъемника (h = 126 = 312 мм); a1 – расстояние между нижним катком наружной рамы и верхним катком выдвижной рамы (a1 = 440 мм определено в разделе 2.1.1); Dk – диаметр основных катков рамы (Dk = 100 мм);
Н1 Н2 Н3 Н4 - высота от оси поворота грузоподъёмника до центра тяжести груза и подъёмной каретки с вилами выдвижной и наружной рам и до оси крепления штока цилиндров наклона к наружной раме соответственно:
Н1 = h3 + h5 – h = 2900 + 221– 312 = 2809 мм;
Н4 = 11 k = 11 26 = 286 мм;
b - расстояние центра тяжести груза от оси рам: b = c + 5 k = 500 + 65 26 = 669 мм;
- расстояние центра тяжести подъёмной каретки от оси рам: = 4 k = 4 26 = 104 мм;
– расстояние между шарнирами оси поворота грузоподъемника и штока цилиндра наклона на наружной раме:
a - расстояние по горизонтали от средней оси рам до центра поворота грузоподъёмника: a = 5 k = 5 26 = 130 мм;
φ - угол наклона цилиндра с учётом угла наклона грузоподъёмника вперёд на угол α = 4 (φ = 13);
- усилие по штокам цилиндров;
где h3 – высота подъема груза (h3 =2900 мм); k – масштабный коэффициент (k = 26).
Составляем уравнение моментов сил около шарнира А. Используем правило знаков действия моментов сил: при действии момента относительно шарнира против часовой стрелке принимаем знак «+» по часовой стрелке – «-».
Qsinα H1 + Q cosα (b + a) + GK sinα H1 + GK cosα (+ a) + Gв sinα H2 + Gв cosα a + GH sinα H3 + GH cosα a – Sц sinφ b2 – Sц cosφ H4 = 0 (2.24)
092sin4 2809 + 21092 cos4 (669 + 130) + 1472 sin4 2809 + 1472 cos4 (104 + 130) + 1171 sin4 2133 + 1171 cos4 130 + 1288 sin4 683 + 1288 cos4 130 – Sц (sin13 78 + cos13 286) = 0
2.2 Расчет гидроцилиндра наклона грузоподъемника
Диаметр поршня гидроцилиндра наклона грузоподъемника определим по формуле (2.18):
По каталогу производителя гидроцилиндров подбираем гидроцилиндр двухстороннего действия Ц20-55-35-374 [5]
Рисунок 2.5 – Схема гидроцилиндра наклона грузоподъемника
Параметры гидроцилиндра
Усилие толкающее (втягивающее) кН
Установочная длина мм
Диаметры присоединительных проушин мм
Тяговый расчет погрузчика
1 Определение мощности и построение внешней скоростной характеристики двигателя
Определим мощность необходимую для обеспечения заданной максимальной скорости по формуле:
где - вес снаряженного погрузчика (); QН - номинальный вес груза (QН = 2150 кг; Vma - кпд трансмиссии погрузчика равный 09; - суммарный коэффициент сопротивления качению:
где = 0016 - коэффициент сопротивления качению; = 8- величина преодолеваемого уклона площадки.
В общем случае частота вращения коленчатого вала nmax при максимальной скорости движения погрузчика не равна частоте вращения nN nmax соответствующей максимальной мощности двигателя следовательно .
В тех случаях когда максимальную мощность двигателя Nmax определим по эмпирической формуле:
где abc – эмпирические коэффициенты; = 2200 обмин – номинальное значение оборотов двигателя из аналога.
Для четырехтактных дизельных двигателей: a = 053; b = 156; c = 109 [2]
Для определения максимального количества оборотов воспользуемся соотношением:
nmax = nN 122 = 2200 122 = 2684 обмин
Определим скорость соответствующую максимальной мощности по формуле:
Определим текущие значения мощности двигателя по формуле:
где Ne и ne – текущие значения мощности двигателя и частоты вращения коленчатого вала во всем диапазоне соответственно. Задаваясь такими значениями ne которые соответствуют значениям соотношения и т.д. до принятого соотношения определяем промежуточные величины для соответствующей мощности Ne.
Промежуточные значения :(220; 440; 660; 880; 1100; 1320; 1540; 1760; 1980; 2200; 2420; 2640; 2684)
Определим текущие значения крутящих моментов по формуле:
Рисунок 3.1 – внешняя скоростная характеристика мощности двигателя
Рисунок 3.2 – внешняя скоростная характеристика крутящего момента двигателя
2 Определение основных параметров трансмиссии
Преобразование выходных тягово-скоростных параметров двигателя (крутящего момента и частоты вращения) в трансмиссии осуществляется посредством главной передачи и коробки перемены передач.
Передаточное отношение главной передачи рассчитаем исходя из обеспечения максимальной заданной скорости движения погрузчика на прямой передаче в КПП (передаточное отношение коробки передач на прямой передаче по формуле:
где – максимальная частота вращения коленчатого вала (-1); – радиус ведущих колес принимаем в соответствии с аналогом ().
Определение передаточных чисел коробки передач начинаем с расчета передаточного числа первой передачи. Для этого используем уравнение силового баланса установившегося движения погрузчика по которому определим значение максимальной тяговой силы :
где j – поступательное ускорение погрузчика ( j = 02 мс2) [2]; – коэффициент сопротивления качению (); - величина преодолеваемого уклона (); g – ускорение свободного падения (g = 981 мс2); – общий коэффициент учета вращающихся масс определим по формуле:
где а – коэффициент учета вращающихся масс (для погрузчика) – 004 005; – передаточное число коробки передач в момент начала движения. Так как данное значение вначале неизвестно то принимаем приближенно из диапазона 35 5 [2].
Передаточное число первой передачи коробки передач рассчитаем из условия обеспечения необходимой тяги в заданных дорожных условиях по формуле:
где Mma – КПД трансмиссии погрузчика ().
Увеличение передаточного числа первой передачи допустимо только до величины при которой развиваемая тяговая сила еще не достигнет силы сцепления колес с дорогой т.е.
Преобразуем формулу (3.11) используя выражение (3.12) получим:
где – коэффициент сцепления колес с дорогой по заданию (); – сцепной вес погрузчика: Gсц = 06(Gп + QH)
Полученное значение передаточного числа по формуле (3.13) принимаем в качестве передаточного числа первой передачи.
Из расчета выше известны передаточные числа первой и высшей (uk4 =1) передач. Используя значение = 242 и зная что общее количество передач в КПП равно 4 рассчитаем передаточные числа промежуточных передач по формуле:
где k – номер передачи; n – число ступеней исключая заднюю и ускоряющую передачу.
Расчет передач заднего хода не выполняем так как исходя из обеспечения челночного хода погрузчика конструкция коробки передач исключает отдельную заднюю передачу. В трансмиссию автопогрузчика устанавливается реверсивный дополнительный редуктор после КПП.
3. Расчет динамической тяговой характеристики погрузчика
При оценке динамических характеристик погрузчика по аналогии с автомобилем используется показатель динамического фактора величина которого представляет собой отношение силы тяги развиваемой погрузчиком к полной массе погрузчика:
где Мполн = (Gп + Qн) – полный вес автопогрузчика.
Для каждого из значений частот вращения коленчатого вала двигателя принятых в подразделе 3.1 соответствующим выходным показателям мощности двигателя и показателям крутящих моментов определяем скорости движения погрузчика на каждой передачи по формуле:
где ne – соответствующие частоты вращения коленчатого вала двигателя; - передаточное число соответствующей передачи; f – номер передачи.
Определяем величину тяговой силы на каждой передаче при соответствующих значения частот вращения (крутящих моментов) по формуле:
По формуле (3.15) определяем величину динамического фактора при соответствующих крутящих моментов на каждой передаче. Расчетные данные сводим в таблицу 5.
Скорость на первой передаче: Скорость на второй передаче:
Скорость на третьей передаче: Скорость на четвертой передаче:
Тяговая сила на первой передаче: Тяговая сила на второй передаче:
Тяговая сила на третьей передаче: Тяговая сила на четвертой передаче:
Динамический фактор Динамический фактор
на первой передаче: на второй передаче:
на третьей передаче: на четвертой передаче:
Сводные данные тягово-скоростных значений погрузчика
Рисунок 3.3 – График зависимости динамического фактора
погрузчика от скорости движения
Расчет устойчивости автопогрузчика
Устойчивость машины определяем в четырех случаях. Проверяем устойчивость погрузчика с целью определения основных конструктивных параметров влияющих на безопасность работы. В первых трех случаях устойчивость проверяем по расчету коэффициента грузовой устойчивости. В четвертом случае проверяем допустимое отклонение (смещение) центра тяжести погрузчика в сторону ребра опрокидывания при боковом повороте.
Автопогрузчик с поднятым на полную высоту номинальным грузом и отклоненным вперёд до отказа грузоподъёмником стоит на горизонтальной площадке (рисунок 4.1 а). При расчёте учитываем дополнительное отклонение грузоподъёмника вперёд из-за просадки переднего моста (деформации шин) и упругой деформации элементов металлоконструкции грузоподъемника.
Рисунок 4.1 - Схемы для определения продольной устойчивости вилочного
погрузчика с поднятым грузом: а - при штабелировании; б - на уклоне.
При расчете принимаем следующие обозначения:
QH - номинальный вес груза (QH = 21092 Н);
G1G2- веса автопогрузчика без грузоподъёмника и отдельно грузоподъёмника соответственно;
С - ось поворота рамы грузоподъёмника (центр шарнира рамы);
= 1 + 2 - суммарный угол отклонения грузоподъемника вперед( = 6°);
- углы наклона грузоподъёмника вперёд до отказа и из-за проседания шин вместе с упругой деформацией металлоконструкции соответственно 1 = 4° 2 2°;
a1h1 - вылет центра тяжести погрузчика от оси передних колёс и его высота от земли определяемые по масштабной схеме;
aс hс - координаты оси поворота грузоподъёмника относительно оси передних колёс определяемые по масштабной схеме;
h - расстояние от шарнира рамы до центра тяжести груза при максимально поднятых вилах определено ранее в подразделе 2.2.1 (h = Н1= 2809 мм);
h0 - расстояние от шарнира рамы до центра тяжести грузоподъемника при максимально поднятых вилах определено ранее в подразделе 2.2.1 (h0 = H2 = 2133 мм);
Вес грузоподъемника G2 определим по формуле:
G2 = GK + GB + GH (4.1)
где GK GB GH - веса подъёмной каретки с вилами выдвижной рамы с плунжером цилиндра подъёма и траверсы с роликами и наружной рамы соответственно определены ранее в разделе 2 (GK = 1472 Н; GВ = 1171 Н; GH = 1288 Н ) ;
G2 = 1472 + 1171 + 1288 = 3931 Н
Вес автопогрузчика без грузоподъемника определим по формуле:
где GП – вес автопогрузчика (GП = 2980 981 = 29234 Н).
G1 = 29234 – 3931 = 25303 Н
а1 = 52 26 = 1352 мм; h1 = 25 26 = 650 мм; ас = 5 26 = 130 мм; hc = 16 26 = 416 мм;
b' = 500 cos 6 + 2809 s b"= 2133 sin 6 = 223 мм.
Коэффициент грузовой устойчивости погрузчика в момент отдачи номинального груза при штабелировании поднятого на максимальную высоту определяем при наклоненной вперед раме грузоподъемника. Коэффициент грузовой устойчивости машины представляет собой отношение моментов сил удерживающих (момент собственной силы тяжести погрузчика уменьшенный на момент силы тяжести грузоподъемника расположенного за опорным контуром) к моментам сил опрокидывающих (момент силы тяжести груза):
Коэффициент грузовой устойчивости следовательно автопогрузчик устойчив с поднятым на полную высоту номинальным грузом и отклоненным вперёд до отказа грузоподъёмником.
Автопогрузчик с поднятым на полную высоту номинальным грузом и наклоненным вперед грузоподъёмником стоит на площадке с продольным уклоном (рисунок 4.1 б).
При расчёте (помимо указанных в первом случае) приняты следующие обозначения:
α - угол наклона площадки. Согласно рекомендациям уклон площадки принимают равным 4 % (α = 2°16') - для автопогрузчиков грузоподъёмностью до 5 т;
hг = hc + h cos – l sin - расстояние по вертикали от уровня площадки до центра тяжести груза находящегося на полностью поднятых вилах и наклоненном вперед грузоподъемнике.
hг = 416 + 2809 cos 6 – 500 sin 6 = 3157 мм
Коэффициент грузовой устойчивости в соответствии с принятыми на рисунке 4.1 обозначениями определим по формуле:
Коэффициент грузовой устойчивости следовательно автопогрузчик устойчив с поднятым на полную высоту номинальным грузом и наклоненным вперед грузоподъёмником находящийся на площадке с продольным уклоном.
Автопогрузчик с грузом который находится в транспортном положении т.е. с поднятыми от земли вилами на высоту h = 300 мм и отклонённым назад до отказа грузоподъёмником движется с максимальной скоростью и затормаживается с замедлением j = 15 мс2 (рисунок 4.2).
Рисунок 4.2 - Схема для определения продольной устойчивости
вилочного погрузчика в движении.
В этом случае устойчивость определяем с учетом сил инерции возникающих при торможении.
При расчёте (помимо указанных в первом и втором случаях) принимаем следующие обозначения:
- сила инерции массы груза действующая на плече hг;
в данном случае величину hг определяем в м для транспортного положения груза:
– сила инерции массы машины с грузоподъемником действующая на плече
α – угол наклона площадки (α = 3°);
= 1 - 2 - угол отклонения центра тяжести грузоподъемника назад ( = 9°)
- углы наклона соответственно грузоподъёмника назад (1 = 11°) и от проседания шин вместе с упругой деформацией металлоконструкции (2 2°);
l2 – вылет центра тяжести груза от ребра опрокидывания (точки опоры передних колес А): l2 = х + с где ( с = 500 мм – центр тяжести груза [Таблица 1] ).
l2 = 416 + 500 = 916 мм
Коэффициент грузовой устойчивости определим по формуле:
В данном случае грузоподъемник находится в сложенном состоянии тогда центр тяжести сложенного грузоподъемника принимаем лежащим на середине наружной рамы. Согласно рисункам 2.4 и 4.1 h0 = H3 = 683 мм.
Коэффициент грузовой устойчивости следовательно автопогрузчик устойчив с поднятыми от земли вилами на высоту h = 300 мм и отклонённым назад до отказа грузоподъёмником движущийся с максимальной скоростью и затормаживающийся с замедлением.
По величине силы инерции груза в период торможения на максимальной скорости проверяем его устойчивость на вилах. Для предотвращения соскальзывания груза с вил необходимо чтобы соблюдалось условие:
QH cos(α – ) f1 > [GИ.Г. + QH sin(α – )] (4.6)
где f - коэффициент трения скольжения груза по поверхности вил. Для деревянного поддона и стальной поверхности вил f = 02.
092 cos(3 – 9) 02 > [3225 + 21092 sin(3 – 9)]
Условие выполняется следовательно в период торможения на максимальной скорости груз устойчив на вилах. При значительном уклоне когда приведенное условие не соблюдается спуск груженого погрузчика можно осуществлять двигаясь управляемыми колесами вперед.
Автопогрузчик без груза с вилами поднятыми на 300 мм от земли и отклонённым назад до отказа грузоподъёмником съезжает с уклона на максимальной скорости и при резком повороте. Гранью возможного опрокидывания является линия проходящая через шарнир балансира управляемого моста и опору крайнего колеса ведущего моста.
В соответствии с требованиями [7] при испытании площадка должна иметь уклон 15 + 109 VП (%) но не более 50 % для погрузчиков до 5 т. Угол наклона площадки определим по формуле:
где VП = 13 кмч – максимальная скорость автопогрузчика по заданию.
Возможное перемещение в плане центров тяжести автопогрузчика без грузоподъёмника и одного грузоподъёмника из-за наклона площадки на угол определим по формулам:
b1 = h1 b2 = h0 tg (4.8)
где h1 h0 - высота от земли центра тяжести автопогрузчика без грузоподъёмника и отклонённого назад грузоподъёмника соответственно (h1 = 650 мм). Центр тяжести сложенного грузоподъемника принимается лежащим на середине наружной рамы. Согласно рисункам 2.4 и 4.1 h0 = H3 + hc = 683 + 416 = 1099 мм.
b1 = 650 tg 29 = 360 мм
b2 = 1099 tg 29 = 609 мм
При весе G1 - автопогрузчика без грузоподъёмника и G2 - грузоподъёмника (третий случай продольной устойчивости) определяем суммарную высоту центра тяжести автопогрузчика с грузоподъёмником отклонённым назад по формуле:
Расстояние от оси передних колес до центра тяжести автопогрузчика определим по формуле:
где и - ординаты центров тяжести от оси передних колёс для автопогрузчика без грузоподъёмника и одного грузоподъёмника. В соответствии с рисунками 2.4 и 4.1 .
Смещение центра тяжести всего автопогрузчика в плане от его продольной оси при наклоне опорной площадки на угол определим по формуле:
bсум = hсум tg (4.11)
bсум = 710 tg 29 = 394 мм
При этом bсум не должно выходить за линию опрокидывания.
Решение проверяем графическим построением схемы в масштабе 1:10.
Смещение центра тяжести выходит за линию опрокидывания определяем предельное значение величины bсум = bдоп = 87 мм.
По формуле (4.11) определяем максимальный угол наклона площадки при котором будет обеспечена устойчивость:
После всех расчетов делаем вывод что погрузчик устойчив во всех четырех рассмотренных случаях.
В курсовой работе был подобран и рассчитан вилочный погрузчик Junghe в четвертом случае был определен максимальный угол наклона площадки при котором погрузчик устойчив .
Погрузчики относятся к подъемно-транспортным машинам прерывного или периодического действия и выполняют следующие операции: захват груза его подъем и транспортирование опускание и освобождение груза. Некоторые из операций обычно совмещаются полностью или частично. Совмещение операций — это важный фактор повышения производительности труда который зависит от квалификации водителя и маневренности машины.
В отличие от рельсовых пневмоколесных и гусеничных кранов погрузчики могут перемещаться с грузом на значительные расстояния и обслуживать большие складские и производственные площади. Возможность применения быстро заменяемых грузозахватных приспособлений в сочетании с большой мобильностью автономностью привода (в большинстве случаев) и отсутствием привязки к ограниченному месту придает погрузчикам свойство универсальности. Например механизировать работы с тарно-штучными грузами внутри крытых вагонов контейнеров и автофургонов можно только с применением соответствующих погрузчиков.
В данной курсовой работе необходимо произвести расчёт автопогрузчика грузоподъёмностью 2150 кг с максимальной скоростью передвижения 13 кмч и высотой подъёма 29 м. а именно произвести расчет грузоподъемника тяговый расчет погрузчика расчет автопогрузчика на устойчивость.
Список используемых источников
Расчет вилочного погрузчика: методическое пособие по выполнению курсовой работы Е.К.Позынич.- Хабаровск: Изд-во ДВГУПС 2015. - 50 с.ил.
Погрузочно-разгрузочные машины: учебник для вузов жд транспорта И.И.Мачульский. М.: Желдориздат 2000. - с. 476.
ГОСТ Р 51347-99 (ИсО 5767-92). Транспорт напольный безрельсовый. Погрузчики и штабелеры работающие с наклоненным вперед грузоподъемником. Дополнительные испытания на устойчивость. - М. : Изд-во стандартов.