Проект модернизации одноковшового экскаватора с целью повышения производительности и экономической эффективности (стр. 5 из 14)

uде

– разрывное усилие втулочно-роликовой цепи, даН;

– усилие, действующее в цепной передаче, даН;

Случаи использования полной мощности двигателя:

Расчет валов

Вал I

сталь 40 ХНМА

Запас прочности по пределу текучести стали 40 ХНМА

Вал II

Сталь 40 ХНМА.

Запас прочности по пределу текучести стали 40 ХНМА.

Вал III

Сталь 40 ХНМА.

Запас прочности по пределу текучести стали 40 ХНМА

Вал IV

сталь 40 ХНМА

Запас по пределу текучести стали 40 ХНМА.

Рисунок 7.2 – Схема нагружения ведущего вала.

8. Расчет грейфера

Расчет усилия на режущем контуре грейфера ведется по формуле

где

– момент на ковше грейфера, даНсм;

– радиус копания ковша грейфера.

Момент на ковше грейфера рассчитывается по формуле

где

– усилие цилиндра грейфера, даН;

–диаметр цилиндра грейфера

– диаметр штока цилиндра грейфера;

– давление в системе;

– расстояние от шарнира крепления ковша грейфера к штоку цилиндра до шарнира крепления тяги к ковшу;

– переменный угол, образованный направлением усилия в цилиндре грейфера и линией, соединяющей шарниры на ковше грейфера,

где

– плечо действия усилия цилиндра грейфера и усилий на режущем контуре ковша грейфера произведем в таблице 8.1

Грузоподъемность грейфера возможная по усилий двух гидроцилиндров стрелы на 370 даН меньше грузоподъемности ковша обратной лопаты, так как вес грейфера на 370 кгс больше ковша обратной лопаты. Грузоподъемность грейфера возможная по усилию двух гидроцилиндров стрелы в зависимости от положения стрелы определяем графически.

9. Расчет ковша

Ковш обратных лопат изготавливается с закругленными неоткрывающимися днищами двух типов: с зубьями – рекомендуется для рытья траншей и с полуоткрытой режущей кромкой без зубьев рекомендуются для всех остальных видов разработки грунтов.

В нашем случае принимаем ковш с зубьями.

В зависимости от емкости ковша можно определить его размеры по определенным формулам:

Рисунок 9.1 – Схема ковша

Определяем размеры ковша.

где

Ориентировочный вес ковша в зависимости от его емкости и для грунтов III категории.

Конструктивные размеры режущей части должны соответствовать сопротивлению грунта. Чтобы боковые стенки ковша не принимали участие в процессе резания, крайние зубья следует устанавливать заподлицо с боковыми стенками. Ширину зубьев ковша принимают по формуле:

Чтобы исключить влияние основной стенки на процесс резания принимают промежутки между зубьями:

Исходя из этих соображений можно принять число зубьев ковша z=4.

Определим толщину днища ковша.

Принимаем, что усилие резания

грунта действует на днище ковша по центру и ровно 6130 даН (см. раздел 6.).

Составим расчетную схему и определим необходимое сечение днища ковша.

Величина опорных реакций.

Рисунок 9.2 – Расчетная схема днища ковша.

Максимальный изгибающий момент.

Форма сечения днища ковша прямоугольная

Рисунок 9.3 – Схема сечения днища ковша.

– допустимое напряжение для точки 3.

10. Расчет на прочность рукояти

Расчет ведем для случая копания грунта при помощи гидроцилиндра рукояти, т. к. нагрузки для этого случая возникают наибольшие.

Исходные данные.

В процессе копания в системе

ковш – гидроцилиндр ковша

рукоять – гидроцилиндр рукояти,

стрела – гидроцилиндр стрелы – шарниры поворотной платформы для закрепления стрелы и двух гидроцилиндров стрелы – имеют место следующие нагрузки:

– усилие на режущем контуре ковша, даН;

– усилие в гидроцилиндре ковша, даН;

– усилие в шарнире сочленения ковша с рукояти, даН;

– усилие в гидроцилиндре рукояти, даН;

– усилие в шарнире сочленения стрелы с поворотной платформой, даН;

– усилие в гидроцилиндрах стрелы, даН.

Для расчета прочности узлов рабочего оборудования давления в гидроцилиндре рукояти принимается постоянным. Значение усилий

, , , , , , для девяти положений приведено в таблице раздела 6.

Для расчета рукояти принимается четвертое положение, а стрелы третье положение рабочего оборудования на траектории копания, где значение усилий минимальное (рисунок 10.1).

Рисунок 10.1 – Схема действующих усилий в элементах рабочего оборудования

Для удобства расчета рабочее оборудование разбиваем на узлы: ковш, рукоять, стрела.

Произведем проверку на прочность сечений металлоконструкций рукояти.

Металлоконструкция рукояти во время копания подвержено одновременному воздействию на нее изгиба от сил

и и кручения от , а также на нее действуют усилий растяжения и сжатия от сил . Изгибающий момент в любом из принятых для расчета сечений находим по формуле: