Разработка оборудования для вырезки балласта на базе машины ЩОМ-Д (стр. 4 из 11)

2.2.1 Определение мощности привода гидроцилиндра выноса несущих рам

Определение усилия проведем в случае, когда отвал заглублен в призму в вертикальной плоскости на 0,09 м.

Усилие определяем по расчетной схеме (рисунок 7).

Рисунок 7 – Расчетная схема к определениюусилия в гидроцилиндре подъема

Усилие в гидроцилиндре подъема несущих рам F_гц, Н [19]:

, (2.13)

где G₀ – масса отвала с креплением, G₀=10000 H (определено предварительно); G_НР – масса несущей рамы, G_НР = 12000 Н; F₀ – усилие прижатия одного отвала, F₀ = 26756,05 Н.

.

Внутренний диаметр цилиндра D_ц, м:

, (2.14)

где

- гидромеханический КПД цилиндра, ; - рабочее давление, .

.

Для определения хода гидроцилиндра рассмотрим расчетную схему (рисунок 8).

Ход гидроцилиндра выноса несущих рам Х_гц, мм:

, (2.15)

где

- длины гидроцилиндра в крайних положениях, определенных графическим способом, мм;

- масштаб расчетной схемы, .

.

По диаметру и ходу поршня выбираем гидроцилиндр [13]: ГЦО – 4 – 60 – 30 – 700,

где ГЦО – гидроцилиндр;

4 – исполнение по типу крепления (на проушине);

60 – диаметр поршня, мм;

30 – диаметр штока, мм;

700 – ход штока, мм.

Рисунок 8 – Расчетная схема к определению хода гидроцилиндра выноса несущих рам

Вывод: гидроцилиндры оставляем штатные; расчет рамы и шарниров можно не делать, т.к. они спроектированы со значительным запасом.

Скорость установки отвала не связана с рабочей скоростью машины, поэтому скорость принимаем равной

для удобства регулирования положения отвала.

Расход жидкости при подаче в поршневую полость Q, м³/с:

, (2.16)

где А_п – рабочая площадь поршня, м²:

, (2.17)

.

По формуле (2.16):

.

Мощность, необходимая для привода цилиндра P, Вт:

, (2.18)

.

Выбор диаметра трубопроводов определяется ограничением скорости рабочей жидкости. В напорном трубопроводе скорость движения

. Диаметр трубопровода d_тр, м:

, (2.19)

.

Принимаем диаметр трубопроводов по ГОСТ 8734 – 75: d_тр = 9 мм.

2.3 Выбор и расчет элементов рабочего оборудования

Цель расчета – определить опасные сечения и проверить их на прочность, либо подобрать сечение.

2.3.1 Расчет сечения отвала

Рисунок 9 – Расчетная схема к расчету отвала

Момент сопротивления W, см³ [15]:

, (2.20)

, (2.21)

где

- допускаемые напряжения при изгибе, Ст35 - = 290МПа; М – изгибающий момент, .

, (2.22)

.

, (2.23)

.

По формулам (2.20) и (2.21):

,

.

Момент сопротивлений балки W_x1, W_y2,

:

, (2.24)

, (2.25)

где

толщина стенки по ширине и ширина балки, (рисунок 10); высота балки и толщина стенки по высоте, .

Рисунок 10 – Балка

Из формул (2.24) и (2.25) следует:

; (2.26)

; (2.27)

;

.

Рисунок 11 – Расчетная схема сечения отвала

2.3.2 Определение количества болтов крепления ножа отвала

Суммарное усилие действующее на болты

, Н (рисунок 12):

, (2.28)

где

усилие необходимое для прижатия отвала, Н; суммарное сопротивление, действующее на отвал, Н.

.

По суммарному усилию, действующему на отвал, принимаем диаметр болта

.

Количество болтов из условия среза

, шт.:

, (2.29)

где

допускаемое напряжение при срезе, (Ст35) .

Принимаем

.

2.3.3 Расчет поперечины, соединяющей отвалы

Рисунок 13 – Схема к расчету поперечины соединяющей отвалы

Определим поперечные размеры стержня, соединяющего отвалы.

Сжимающая сила на стержне поперечины

:

, (2.30)

.

Требуемая площадь поперечного сечения стержня поперечины

:

, (2.31)

где

допускаемое напряжение при сжатии, (Ст35) .

.

Принимаем круглое сечение стержня поперечины (рисунок 14).