Разработка рабочего оборудования одноковшового погрузчика

Курсовая работа по дисциплине:

Строительные машины

Разработка рабочего оборудования одноковшового погрузчика

ЗАДАНИЕ тема: Расчет рабочего оборудования строительно-дорожной машины и технологической схемы выполнения работ Исходные данные Машина: рыхлитель; кусторез; корчеватель; бульдозер (поворотный отвал; неповоротный отвал); скрепер; автогрейдер; экскаватор (прямая лопата); экскаватор (обратная лопата); драглайн; погрузчик; каток; автогудронатор; асфальтоукладчик; роторный снегоочиститель; роторный экскаватор; траншейный экскаватор;

Выполняемые работы: разработка выемки; возведение насыпи; планировочные работы; уплотнение грунта; рыхление; рытье котлована (траншеи); разработка забоя; укладка асфальтобетонной смеси; розлив битума;

Размеры разрабатываемого участка:

длина — ширина — высота (глубина):

Грунт: песок; супесь; суглинок; гравий; глина; сланцы;

Введение

Одноковшовыми погрузчиками называют самоходные подъемно-транспортные машины, у которых основным рабочим органом служит ковш, установленный на конце подъемной стрелы. Зачерпывают насыпной груз ковшом, опущенным вниз, при движении погрузчика вперед в сторону штабеля. Разгружают погрузчик после перемещения его к загружаемому транспортному средству и подъема ковша вверх.

Одноковшовые погрузчики в основном предназначены для погрузки на транспортные средства (автомобили-самосвалы и полувагоны) сыпучих и кусковых грузов и прежде всего заполнителей (песка, гравия, щебня), а также грунта, строительного мусора, каменного угля, кокса и др.

При установке специальных ковшей (на погрузчиках грузоподъемностью свыше 1,5 т) их также применяют для перегрузки скальных пород, разработки и погрузки гравийно-песчаных материалов в карьерах, а при больших грузоподъемностях — и материковых грунтов I—II категории.

Когда вместо ковша устанавливают разное сменное оборудование, погрузчики выполняют ряд вспомогательных работ: монтажных, зачистных, планировочных, снегоуборочных и др.

Исходные данные разрабатываемый грунт =1400…1600

производительность погрузчика

номинальная грузоподъемность =2т Выбор базового трактора.

Ориентировочно масса погрузчика (т)

[1]

q=0,2 — для гусеничных погрузчиков [1]

Масса базового трактора (т)

[1]

— коэффициент; =1,25…1,35 [1]

Подбираем базовый трактор ДТ-75Б-C2 по значению (таблица 3, стр. 90 [1])

Мощность двигателя, кВт (л.с.)55(75)

Скорость,

вперед 3 — 10,5

назад 3,5 — 4,5

Габаритные размеры, мм длина 5715

ширина 2048

высота 2034

Номинальная вместимость коша ()

[1]

— плотность материала;

— коэффициент наполнения ковша; =1,25

Расчет производительности Теоретическая производительность ()

[3]

— коэффициент заполнения ковша; =0,5ч1

— коэффициент разрыхления материала; =1,25

— время рабочего цикла, с

[2]

— коэффициент учитывающий совмещение операций; =0,85ч0,9

— время подъема/опускания ковша; =20с

— время передвижения погрузчика; =30с

— время зачерпывания материала; =20с

— время разгрузки; =5с

— время поворота; =20с

— время, затрачиваемое на управление машиной; =10с Эксплуатационная производительность ()

[3]

— время работы за смену с учетом технического обслуживания и подготовке погрузчика к работе; =6,82

— коэффициент использования в течении смены; =0,5ч0,8

При смене 8 часов производительность погрузчика ()

Производительность погрузчика может варьироваться в зависимости от разрабатываемого материала, времени рабочего цикла.

Расчет ковша Принимаем ширину ковша исходя из ширины базового шасси В=2100

Радиус поворота (м)

[1]

— относительная длина днища ковша; =1,45

— относительная длина задней стенки; =1,15

— относительная высота козырька; =0,13

— относительный радиус сопряжения днища с задней стенкой; =0,37

— угол между задней стенкой и днищем ковша;

— угол между плоскостью козырька и продолжением плоскости задней стенки;

По расчетному радиусу поворота и оптимальным значениям относительных характеристик определяем основные параметры ковша:

— длина днища

— длина задней стенки

— высота козырька

— радиус сопряжения

— высота шарнира крепления к стреле

— ширина зева ковша

Угловые размеры углов:

— угол раствора между днищем и задней стенкой ;

— угол наклона боковых стенок относительно днища ;

— угол заострения режущих кромок ;

— угол между задней стенкой и козырьком ;

Толщина основного листа ковша (мм)

[3]

Меньшие значения коэффициента следует применять для погрузчиков больших типоразмеров, и наоборот Тяговый расчет Напорное усилие по мощности двигателя (Н)

[1]

— мощность двигателя, кВт

— К.П.Д. трансмиссии; =0,88

— скорость погрузчика; =0,91

— коэффициент сопротивления качению; =0,06ч0,1

— вес погрузчика;

Максимальное напорное усилие с учетом увеличения крутящего момента двигателя (Н)

[3]

— коэффициент перегрузки двигателя; =1,1ч1,15

— буксование движителей; =0,2

Наибольшее напорное усилие по сцепному весу (Н)

[3]

— коэффициент сцепления; =0,9

Определение сопротивлений внедрению ковша материал Условие движения

[2]

Общее сопротивление внедрению ковша в материал (Н) Сопротивление, возникающее на передней режущей кромке и на кромках боковых стенок ковша (Н)

[2]

— сопротивление резанью; =0,02МПа

— коэффициент учитывающий сопротивление на кромках боковых стенок ковша; =1,1

— ширина кромки ковша

— глубина внедрения ковша; =0,7

Сопротивление от трения между материалом и внутренними поверхностями днища и боковых стенок ковша (Н)

[2]

— коэффициент учитывающий трение материла о боковые стенки ковша;=1,04

— коэффициент трения материала о ковш; =0,4

— сила зависящая от веса материала в объеме призмы и от давления со стороны материала, находящегося за пределами призмы (Н)

[2]

— угол естественного откоса материала;

Сопротивление между днищем коша и основанием штабеля (Н)

[2]

— коэффициент учитывающий положение ковша при внедрении, при полном опирании днища ковша на основание штабеля; =1

— коэффициент трения между днищем ковша и основанием штабеля; =0,3ч0,4

— вес ковша с грунтом;

Проверка условия движения условие выполняется В конце внедрения при повороте ковша для зачерпывания материала необходимо преодолеть силу Т сопротивления сдвигу материала по плоскости сдвига (Н)

[2]

— коэффициент внутреннего трения материала по поверхности сдвига; =0,5

— удельное сопротивление сдвигу материала; =0,02МПа

— площадь сдвига,

— пассивный отпор штабеля при отсутствии подпора материала в заднюю стенку ковша (подпор недопустим, так как увеличивает усилие внедрения)

Решая систему уравнений относительно Т, получим

[2]

Определение параметров усилий и скоростей Усилие на штоке цилиндра поворота ковша (Н)

[3]

— выглубляющее усилие на комке ковша; =T=37 900Н

— коэффициент запаса, учитывающий потери на трении в шарнирах рычажной системы, гидроцилиндрах, потере в гидросистеме; =1,25

— вес ковша;

— число гидроцилиндров механизма поворота ковша;=2

— мгновенное передаточное отношение механизма погрузочного оборудования при усилии

[3]

— то же, при весе ковша

[3]

Усилие на штоке гидроцилиндра механизма подъема стрелы (Н)

[1]

=2.29м

=1,4 м

=0,2

=0,6 м

— вес подвижной части оборудования;

— усилие гидроцилиндра механизма поворота ковша без учета коэффициента запаса;

— число гидроцилиндров механизма подъема стрелы;=2

Скорости движения поршней гидроцилиндров Средняя скорость поршней гидроцилиндров поворота ковша () для положения внедрения

[3]

— коэффициент снижения рабочей скорости в процессе внедрения;

— коэффициент совмещения;

— скорость движения погрузчика, ;

Средняя скорость поршней гидроцилиндров подъема стрелы ()

[3]

— средняя линейная скорость подъема стрелы, отнесенная к шарниру рабочего органа;

— ход поршня гидроцилиндра подъема стрелы;

— длина стрелы;

— угол поворота стрелы;

Определение параметров гидросистемы Диаметры исполнительных гидроцилиндров (м)

[4]

— усилие на штоке, Н

— механический К.П.Д. гидропривода;

— расчетное давление рабочей жидкости, МПа;

— номинальное давление гидросистеме, МПа;

[4]

Принимаем диаметры из стандартного ряда ,

Диаметр штока принимаем исходя из диаметров цилиндров и параметра ,

Рабочее давление жидкости (МПа) для принятого диаметра

[4]

Расход жидкости подводимой в цилиндр ()

[4]

— скорость движения поршня,

— объемный К.П.Д. гидропривода, для новых гидроцилиндров с манжетными уплотнениями;

Полны расход ()

Расчетный рабочий объем гидронасоса ()

— номинальная частота вращения вала насоса, ;

— объемный К.П.Д. гидронасоса;

Принимаю два аксиально — поршневых насоса типа МНА:

рабочий объем 125

номинальное давление (МПа) 20

частота вращения () 1500

объемный К.П.Д. 0,95

полный К.П.Д. 0,91

масса (кг) 93

Действительная подача насоса ()

Рабочая жидкость марка ВМГЗ плотность при С () 860

кинематическая вязкость при С () 0,1

температурный предел применения () -40ч +65

Жидкость выбрана исходя из условии применения при отрицательных температурах Гидрораспределитель Принимаю два трехпозиционных реверсивных золотника с соединением нагнетательной линии со сливом и запертыми полостями гидроцилиндров типоразмер 64БГ74−25

расход жидкости () 140

давление номинальное (МПа) 20

внутренние утечки, не более () 0,3

Предохранительный клапан БГ52−17А расход () 400

давление номинальное (МПа) 5−20

масса (кг) 38

количество в системе 2

Выбор двух клапанов вызван конструктивными особенностями гидросистемы погрузчика:

— установка в напорной магистрали для защиты насоса от перегрузки

— установка в сливной магистрали для предохранения от повышения давления при засоре фильтра гидросистемы Фильтр тип 1.1.40−25

тонкость фильтрации (мкм) 25

номинальный расход () 160

давление номинальное (МПа) 0,63

количество в системе 2

Объем гидробака ()

Принимаю по рекомендациям ГОСТ 16 770–85 объем гидробака 1000

Расчет диаметров гидролиний (м)

Q — расход жидкости на рассматриваемом участке ()

— допустимая скорость движения рабочей жидкости в трубопроводе на рассматриваемом участке:

— для всасывающего трубопровода

— для сливного

— для напорного при и

всасывающий трубопровод сливной трубопровод

; ;

напорный трубопровод

; ;

Из стандартного ряда по ГОСТ 8732–82 и ГОСТ 8734–82 окончательно принимаем следующие диаметры (мм):

всасывающий трубопровод=67

сливной трубопровод=56

=56

=12

напорный трубопровод=36

=36

=12

По принятому диаметру действительная скорость движения жидкости в трубопроводах ():

всасывающий трубопровод сливной трубопровод

; ;

напорный трубопровод

; ;

Устойчивость одноковшовых погрузчиков Продольную устойчивость погрузчика рассчитывают относительно передней и задней оси опрокидывания. Погрузчик располагают так, чтобы его продольная ось была перпендикулярна линии наибольшего склона.

Продольная устойчивость характеризуется предельными углами подъема и уклона, на которых может стоять заторможенный погрузчик под действием силы тяжести, не опрокидываясь.

Определение предельных углов продольной статической устойчивости на подъем

[3]

Определение предельных углов продольной статической устойчивости на уклон

[3]

; - координаты центров тяжести;=2434мм;=1217мм

— продольная база; =3806мм

— межосевое расстояние от ведущей звездочки до заднего опорного катка; =663мм

Заключение

В данной работе был произведен подробный тяговый расчет погрузчика. Была определена производительность погрузчика, определены усилия в конструкциях рабочего оборудования и спроектирован гидропривод, а так же выбраны все основные элементы гидропривода.

1. Проектирование машин для земляных работ /Под ред. А. М. Холодова. -Х.: Вища шк. Изд — во при Харьк. ун — те, 1986. — 272с.

2. Проектирование и расчет перегрузочных машин (погрузчики и виброразгрузчики). Векслер В. М., Муха Т. И. Л., «Машиностроение». 1971 г. 320 стр. Табл. 34. Илл. 169. Библ. 40 назв.

3. Базанов А. Ф., Забегалов Г. В. Самоходные погрузчики. — 2-е изд., перераб. и доп. — М.: Машиностроение, 1979. — 146 с., ил