Одноковшовый экскаватор

Содержание

Содержание

Введение...............................................................................................................3 1 Обзор и анализ конструкции..............................................................................4 2 Определение основных параметров ...............................................................12 2.1 Расчёт параметров ковша...........................................................................12 2.2 Выбор базовой машины.............................................................................13 3 Расчет усилия копания14 4 Расчёт параметров рабочего оборудования.................................................14 5 Расчёт механизмов управления.. 16 5.1 Копание ковшом......................16 5.2 Копание поворотом рукояти......................................................................18 5.3 Определение усилий в цилиндре стрелы.................................................19 5.4 Баланс мощности........................................................................................20 6 Расчёт на прочность..............................................................................................21 Заключение........................................................................................................23 Список использованных источников..............................................................24

Введение

Машины для земляных работ

Земляные работы являются составной частью строительства большинства инженерных сооружений.

Они включают в себя: отрывку котлованов, траншей и мелиоративных каналов; возведение насыпей, плотин; устройство закрытых проходок в грунте в виде шахт и туннелей под различные подземные сооружения; бурение горизонтальных, наклонных и вертикальных скважин при бестраншейной прокладке трубопроводов под насыпями железных и шоссейных дорог, для установки свайных опор в плотных грунтах, для закладки зарядов взрывчатых веществ при разработке грунтов взрывом и т.д.

В данной курсовой работе мы определим основные параметры рабочего оборудования одноковшового экскаватора. Определим параметры ковша, рукояти и стрелы. А также будут рассчитаны усилия копания данного экскаватора.

Обзор и анализ конструкций

Одноковшовые экскаваторы предназначены для выемки связных и сыпучих грунтов из массива, а также скальных грунтов из забоя, разрыхленного взрывом с погрузкой из в транспортные средства или выгрузкой в отвал. Одноковшовые экскаваторы применяются для разработки грунтов до 6 категории включительно. Использование различных видов сменного рабочего оборудования значительно расширяет область применения экскаваторов и делают их универсальными машинами, способными выполнять самые разнообразные виды земляных, погрузочных и других работ.

Основной рабочий орган экскаватора - ковш. Наиболее распространены ковши прямоугольной формы с зубьями и ковши с днищем полукруглого сечения со сплошной выступающей вперед режущей кромкой.

Рабочий цикл одноковшового экскаватора включает следующие операции: копание, поворот рабочего оборудования с поворотной платформой на разгрузку, разгрузку, поворот в забой.

Одноковшовые экскаваторы можно классифицировать по следующим основным конструктивным признакам: виду рабочего оборудования системе привода, виду ходового оборудования.

Различные виды рабочего оборудования предназначаются для выполнения следующих технологических процессов.

Для копания грунта выше уровня стояния экскаватора служит оборудования типа прямой лопаты (Рис. 1). Это оборудования применяется для рытья котлованов и выемок больших сечений, снятия слоя грунта значительной толщины до заданной отметки , возведения насыпей, разработки карьеров, погрузки насыпных грузов и других работ.

Для копания ниже уровня стояния используется оборудование типа обратной лопаты (Рис. 2) и драглайна (Рис. 3). Основной областью их применения является рытье траншей и котлованов.

Для планировки и зачистки площадок и откосов используется оборудование типа струга и специальное планировочное оборудование различных видов.

Для подъемно-транспортных и монтажных операций используется крановое оборудование.

Существуют так же конструкции оборудования для корчевания пней, забивки свай и засыпания траншей.

Из всех видов рабочего оборудования одноковшовых экскаваторов наиболее широкое применение благодаря универсальности и высокой производительности находит прямая лопата. Это оборудование является основным для всех одноковшовых экскаваторов, за исключением гидравлических экскаваторов малой мощности, которые используются большей частью с оборудованием обратной лопаты, а также шагающих драглайнов.

По типу ходового оборудования различают пневмоколесные, гусеничные и шагающие одноковшовые экскаваторы.

Экскаваторы с пневмоколесным ходовым оборудованием (Рис. 4) имеют специальные шасси или, в отдельных случаях (когда экскаватор выполняется на базе автомобиля), - автомобильное шасси. Отличаясь высокой маневренностью и скоростью при работе в хороших дорожных условиях, эти экскаваторы мало приспособлены для движения по рыхлой, переувлажненной или неровной поверхности ввиду высокого удельного давления пневмоколес на грунт (23,5 кГ/см2). Применяется в основном на экскаваторах малых размеров, с ковшом емкостью до 0,8 м3.

Экскаваторы с гусеничным ходовым оборудованием (Рис. 6) подразделяются на двух- и многогусеничные. Многогусеничный ход одноковшовых экскаваторов обычно выполняется в виде четырех двухгусеничных тележек. Благодаря хорошей приспособленности к тяжелым грунтовым условиям, высокой маневренности и сравнительно небольшому удельному давлению на грунт (0,40,2 кГ/см2) гусеничный ход получил наиболее широкое распространение на одноковшовых экскаваторах.

Экскаваторы с шагающим ходовым оборудованием (Рис. 5) имеют механизмы шагания, выполненных в виде эксцентриковых кривошипношатунных механических систем различных типов или в виде гидравлической системы рычажнокачающегося хода. Благодаря высокой маневренности, низкому удельному давлению (0,31,0 кГ/см2) и более простой, по сравнению с многогусеничной, конструкцией, шагающих ход стал основным видом ходового оборудования мощных экскаваторов драглайнов, работающих в основном на грунтовых основаниях. Для прямых лопат, работающих в различных грунтовых условиях, в том числе на неровной и скальной подошве, шагающий ход не находит применения.

В зависимости от системы привода различают экскаваторы с механическим, гидравлическим, электрическим и комбинированным приводом, одномоторные и многомоторные.

Экскаваторы с механическим приводом имеют в качестве силового оборудования двигатели внутреннего сгорания, обычно дизели. Между двигателем и первичным валом трансмиссии часто встраивается гидромуфта или гидротрансформатор. Преимуществом экскаваторов с механическим приводом является возможность их использования их в широком диапазоне климатических и грунтовых условий и сравнительная простота эксплуатации.

Экскаваторы с гидроприводом в качестве силовой установки имеют, как правило, ДВС, соединенный с одним или несколькими гидронасосами, питающими гидромоторы. В качестве гидромоторов рабочего оборудования часто используется силовые гидроцилиндры поворотного и силового механизмов. Основными преимуществами экскаваторов с гидроприводом являются компактность конструкции и малый вес, четкость управления, ограничение максимальных нагрузок, возможность автоматического регулирования режимов работы с помощью сравнительно простых гидравлических устройств.

Экскаваторы с электрическим приводом имеют в качестве силового оборудования один или несколько электродвигателей. Основными достоинствами являются простота конструкции, дешевизна потребляемой энергии, возможность совмещения различных операций технологического цикла. Применение таких экскаваторов целесообразно лишь при условии их длительной работы на одном месте.

По исполнению опорно-поворотных устройств одноковшовые экскаваторы разделяются на полноповоротные (Рис. 6) и неполноповоротные (Рис. 7). Из выпускаемых в настоящее время экскаваторов неполноповоротными являются только экскаваторы, выполненные на базе тракторов и автомобилей/

По назначению одноковшовые экскаваторы делятся на строительные и строительнокарьерные, карьерные, вскрышные, шагающие драглайны, экскаваторы специального назначения.

Строительные и строительно-карьерные экскаваторы имеют емкость ковша от 0,06 до 6 м3 и вес от 1,5 до 250 тонн. Основное назначение экскаваторов этой группы - земляные общестроительные работы в грунтах 3-5 категории.

Экскаваторы со стандартным ковшом емкостью до 1,75м3 и весом до 70 тонн относятся к строительным экскаватором малой мощности, более крупные модели относятся к экскаваторам средней и большой мощности.

Строительные экскаваторы малой мощности имеют множество различных исполнений. Экскаваторы с ковшом до 0,5 м3 большей частью выполняются с гидроприводом, имеют пневмоколесный ход и снабжаются большим числом сменного рабочего оборудования, достигающим 30 и более наименований. Экскаваторы с ковшом до 0,25 м3 часто выполняются на базе колесных тракторов и по типу поворотного устройства относятся к неполноповоротным экскаваторам.

Экскаваторы с ковшом емкостью от 0,65 до 2 м3 выполняются преимущественно с одномоторным механическим или многомоторным дизель-электрическим приводом и гусеничным ходовым оборудованием и имеют 4-5 и более видов сменного рабочего оборудования.

Строительно-карьерные экскаваторы с ковшом емкостью 2-6 м3 выполняются, как правило, с электрическим многомоторным приводом и гусеничным ходовым оборудованием.

Карьерные экскаваторы имеют ковши емкостью от 2 до 20 м3 и вес от 76 до 1000 тонн. Основное назначение карьерных экскаваторов - разработка тяжелых грунтов 4-6 категории в карьерах и на гидротехническом строительстве, с погрузкой в транспортные средства. Ходовое оборудование - гусеничное, преимущественно малоопорное.

Вскрышные экскаваторы (Рис. 8) имеют емкость ковша 6160 м3, вес 55013000 тонн. Оборудуются прямой лопатой с удлиненной стрелой и применяются на открытых горных работах для выемки вскрышных пород с разгрузкой их в отвал. Вскрышные экскаваторы в отдельных случаях могут снабжаться дополнительным рабочим оборудованием драглайна.

Шагающие драглайны (Рис. 5) имеют ковши емкостью от 4 до 100 м3, стрелы длиной от 40 до 100 метров и вес от 170 до 8500 тонн. Они являются специальными экскаваторами, предназначенными для разработки легких и средних грунтов с перемещением грунта на значительные (до 100 метров и более) расстояния без применения транспортных средств, с выгрузкой в отвал. Шагающие драглайны применяются в основном на крупном гидротехническом строительстве и на вскрышных работах.

Технические характеристики:

Рабочий вес: 23100 кг;

Мощность двигателя: 105 кВт;

Объем ковша:1,20 м3;

Ширина ковша: 1250 мм;

Вес ковша:1050 кг;

Давление на грунт:0,40 кг/см2;

Длина рукояти: 2,20м;

Глубина копания макс.: 5,75м;

Высота разгрузки макс.:6.00 м;

Высота копания макс: 8,75 м;

Заключение

В ходе курсовой работы по дисциплине «Машины для земляных работ» были проведены расчёты основного рабочего оборудования однковшового экскаватора 4 размерной группы.

В первом разделе были рассмотрены основные конструкции одноковшовых экскаторов. Во втором разделе определены основные параметры базовой машины. В третьем разделе были определены усилия копания, рассчитана толщина срезаемой мтружки ковшом экскаватора. В четвёртом разделе определены усилия на штоке гидроцилиндра ковша, рукояти и стрелы, а также рассчитаны диаметры гидроцилиндров. В ходе курсовой работе был рассчитан баланс мощности при копании. А также рассчитали рукоять на прочность.

Список используемых источников

1 Артемьев К .А., Алексеева Т.В. Дорожные машины. Часть 1. Машины для земляных работ. Изд. 3е, «Машиностроение», 1972.504с.

2 Родин И. И., Пономарёв В.П Проектирование одноковшовых экскаваторов. Учебное пособие, «Машиностроение», 1973.207с.