Проектирование рабочего оборудования одноковшового экскаватора (стр. 2 из 10)
Габаритная ширина ВЭ. ГАБ базовой части экскаватора определяется либо габаритной шириной гусеничного хода, либо, в случае смещения кабины за габарит поворотной платформы, размером от внешней боковой поверхности кабины до внешней плоскости противоположных гусеницы. Размер ВЭ. ГАБ следует сопоставить с габаритной шириной подвижного железнодорожного состава, равной 3,25 м, и принять решение о возможности перевозки экскаватора по железной дороге. Обычно малые модели экскаваторов, включая те, у которых кабина выходит за габариты поворотной платформы, вписываются в указанный выше железнодорожный габарит. Неудовлетворение этому требованию возможно лишь у машин больших размерных групп, для которых ВЭ. ГАБ = ВХ. Этот размер можно уменьшить за счет выбора минимального расчетного значения колеи К. При этом полученные ранее размеры ВХ и ВПЛ подлежат корректировке. Если ВХ больше ВПЛ (например, для экскаваторов с увеличенной опорной поверхностью гусениц), то иногда удается вписаться в железнодорожный габарит после снятия одной или двух гусеничных цепей при погрузке экскаватора на железнодорожную платформу. При этом с целью удовлетворения требованиям развески груза по ширине железнодорожной платформы предпочтительно снимать обе гусеничные цепи. При снятии одной гусеничной цепи погрузочная габаритная ширина гусеничной тележки уменьшится примерно на 0,4bГпо сравнению с габаритной шириной ВХ. В случае неудовлетворения описанных мер требованиям железнодорожного габарита для перевозки экскаватора по железной дороге требуется разработать специальные мероприятия, которые не входят в состав настоящего расчета.
Для достижения при заданных рабочих размерах рабочего оборудования наибольшей глубины и радиуса копания на уровне стоянки экскаватора или, при заданных рабочих размерах, минимальных линейных размеров рабочего оборудования, пяту стрелы желательно располагать на поворотной платформе возможно ниже и на максимально возможном вылете от оси вращения поворотной платформы. В то же время, ее координаты оказываются строго увязанными с длиной стрелового гидроцилиндра и координатами его пяты. Во избежание задевания гидроцилиндром, за раму ходовой тележки гусеницы у гусеничных экскаваторов при опущенной стреле пяту гидроцилиндра располагают не ниже середины балки поворотной платформы. Конструктивно эти координаты (высота hПЦ и радиус rПЦ) определим как:
Координаты пяты стрелы (высоту hПСи радиус rПС) определяют с учетом приведенных выше координат пяты стрелового гидроцилиндра и по условиям обеспечения подъема и опускания стрелы в соответствии с заданными технологическими размерами при указанных выше линейных размерах стрелового гидроцилиндра. Поскольку эти размеры на данной стадии расчетов еще не известны и могут быть определены при последующем расчете, в котором координаты пяты стрелы являются исходными, последними приходится задаться по формулам подобия:
и уточнить их после определения линейных размеров стрелового гидроцилиндра. По полученным размерам вычерчивают конструктивную схему базовой части экскаватора (рис.1).
2.2 Определение основных параметров ковша
Рис. 3. Схема размеров основного ковша
Ориентировочно массу ковша тк (т) принимают пропорциональной его вместимости q(м3):
где
- удельная масса (приходящаяся на единицу вместимости), принимаемая равной 0,9 т/м3.
Линейные размеры (м) основного ковша типа 02 (рис. 3) назначают в соответствии с действующим стандартом по формулам вида:
Значения коэффициентов пропорциональности kи свободных членов а приведены в табл. 2.
Таблица 2
| Определяемые размеры у (рис.2) | k | а, м |
Ширина ковша по внутреннему обмеру,  | 1,51 | -0,26 |
| Радиус, описываемый при повороте ковша кромкой передней стенки R | 1,1 | 0,26 |
То же режущей кромкой зуба  | 1,25 | 0,25 |
Длина прямолинейной части передней стенки  | 0,8 | 0 |
Радиусы закруглений корпуса:  | 0,45 | 0,08 |
 | 0,22 | 0,08 |
Ширина ковша по внутреннему обмеру,
Радиус, описываемый при повороте ковша кромкой передней стенки, R
Радиус, описываемый при повороте ковша кромкой зуба,
Длина прямолинейной части передней стенки,
Радиусы закруглений корпуса,
и 
2.3 Определение основных параметров рабочего оборудования
Из всех основных видов сменного рабочего оборудования одноковшовых экскаваторов с гидравлическим приводом (обратной и прямой лопаты, грейфера, погрузочного ковша и т. д.) чаще всего применяют рабочее оборудование обратной лопаты. Этот вид рабочего оборудования характеризуется большим числом совмещаемых операций в цикле и более тяжелым нагруженном привода.
Для гидравлического экскаватора рабочее оборудование обратной лопаты следует считать расчетным видом оборудования, определяющим места крепления всех видов оборудования на поворотной платформе и мощность привода исполнительных механизмов.
Размеры элементов рабочего оборудования по длине должны соответствовать заданным предельным рабочим параметрам экскаватора - максимальной глубине копания НК и максимальной высоте выгрузки НВ при опущенной рукояти. Между НК и НВ существует зависимость:
где b= 0.85 м - ширина ковша, м;
kР = 1.26- коэффициент разрыхления грунта, задаётся в зависимости от категории грунта согласно таблицы. Hк =5.91 м, максимальная глубина копания, м. Определим длину стрелы lС, м:
где αС — угол поворота стрелы, αС = 94°.
Определим размер рукояти lР, м:
где Ki = 0.7645, коэффициент пропорциональности рукояти относительно массы экскаватора.
По найденным размерам
и 
, троят осевой профиль рабочей зоны 
Рис. 4. Осевой профиль рабочей зоны
В процессе экскавации грунта надземная часть рабочей зоны может быть использована полностью, а подземная часть - только в пределах безопасной зоны, согласно СНиП ограниченной откосом безопасности не ближе 1 м (на уровне стоянки) от наиболее удаленной от оси вращения поворотной платформы точки опорного контура . Крутизна откоса безопасности зависит от вида разрабатываемого грунта и глубины копания. Абсциссу точки L - начала откоса безопасности на уровне стоянки экскаватора определим как
где а - расстояние от крайней точки опорного контура экскаватора до начала откоса, согласно СНиП принимаемое равным 1 м;
Bк=0.85 м – ширина ковша; lг – расчетная глубина копания
