Экскаватор одноковшовый с прямой лопатой

ФЕДЕРАЛЬНОЕ АГЕНТСТВО ПО ОБРАЗОВАНИЮ РОССИЙСКОЙ ФЕДЕРАЦИИ

 

Брянский Государственный

  Технический Университет

 

 

Кафедра «ПТМ и О»

 

 

 

КУРСОВОЙ ПРОЕКТ

По дисциплине

“Строительные и  дорожные машины”

Экскаватор одноковшовый с прямой лопатой

Всего листов 20

 

 

 

 

 

 

 

 

Студент гр. ПТМ

          

Преподаватель

           

 

 

 

 

 

      Брянск 2008

 

 

                   Содержание.

1. Определение  основных размеров базы одноковшового  экскаватора…………5

 2. Определение линейных размеров рабочего оборудования одноковшовых экскаваторов……………………………………………………………..……….….6

3. Расчет элементов  рабочего оборудования экскаваторов………………………7

4.Расчет гидроцилиндров  рабочего оборудования………………………………..9

5.Силовая установка  и гидропривод одноковшовых экскаваторов……………...11

6. Расчет устойчивости одноковшовых экскаваторов к опрокидыванию……….14

7.Размеры поперечного  сечения рукояти и стрелы…………………….................16

8. Список литературы…………………………………………………...……….….20

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Аннотация.

 

            В   данном курсовом проекте рассматриваются   задачи по проектированию    экскаватора одноковшового с прямой лопатой. Рассмотрены вопросы  по   выбору базы, определения параметров рабочего оборудования, и расчета гидроцилиндров для работы при соответствующих нагрузках. Проведена проверка по устойчивости

экскаватора      к     опрокидыванию.   Параметры    проектируемого      экскаватора  следующие: -объем ковша,           -максимальный радиус копания,

- высота забоя,  - масса экскаватора.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

      

 

 

 

 

 

 

 

 

 

1. Определение  основных размеров базы одноковшового  экскаватора.

 

         Гусеничный движитель.

         Определяем колею.

 Где

- диаметр опорно-поворотного  устройства.

  - гарантированный зазор с каждой стороны ОПУ.

  -ширина гусеницы.

         Принимаем 

       Определяем - расстояние, между осями ведущей звездочки и натяжным устройством.

         Находится из соотношения.

Определяем давление на грунт.

 

Просвет под  платформой.

 

Где - габаритная высота цепи.

- шаг цепи.

- высота цепи.

Высота пяты гидроцилиндра подъема-опускания  стрелы.

Радиус поворота пяты.

          Высота пяты стрелы.

(после уточнения,  согласно компоновки  )

Радиус пяты стрелы.

( после уточнения,  принимаем  )

 

 

2. Определение  линейных размеров рабочего оборудования  одноковшовых экскаваторов.

 

           Длина ковша.

 [2.стр.206]

           Длину стелы и рукояти задаем  из ограничения 

- длина стрелы.

-длина рукояти

            Проведем проверку заданных параметров  по радиусу копания.

             Проверяем по высоте копания.

Высота выгрузки

              Угол поворота рукояти

 

               Конструкция ковшей унифицирована.  Назначаем основной ковш.

- ширина ковша.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

3. Расчет элементов рабочего оборудования экскаваторов.

 

 

          Определяем силу сопротивления  копанию.

         Где

- удельное сопротивление копанию.  [1,таб.10,стр.64]

- толщина стружки. [2,стр.211]

          Определяем силы тяжести элементов  экскаватора.

 

Сила тяжести  ковша.

          Где

- коэффициент пропорциональности  для нормального ковша.

          Сила тяжести грунта в ковше.

           Где

- плотность грунта. [1,таб.2,стр.11]

          Сила тяжести рукояти.

          Где

- удельная масса рукояти.

          Сила тяжести гидроцилиндра.

          Где

- масса гидроцилиндра. [2.стр.214]

         

         Определяем центры масс ковша, грунта, рукояти и гидроцилиндра ковша, графическим построением.

- центр масс ковша.

  - центр масс рукояти.

- центр масс груза.

  - центр масс гидроцилиндра.

 

 

 

 

 

Сила тяжести стрелы.

Определяем  центры масс ковша, грунта, рукояти  и гидроцилиндра ковша, графическим построением.

- центр масс ковша.

  - центр масс рукояти.

- центр масс груза.

  - центр масс гидроцилиндра.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

4.Расчет гидроцилиндров  рабочего оборудования.

 

         Работа, затрачиваемая на подъем ковша с грунтом, рукоять и другие перемещаемые элементы рабочего оборудования.

Где масса поднимаемых элементов.

перемещение центров этих масс.

Работа, затрачиваемая  на преодоление сопротивления копанию.

- удельное сопротивление копанию.  [1,таб.10,стр.64]

 

1. Определяем объем гидроцилиндра для подъема ковша.                      

Где

площадь поршня в бесштоковой  полости.

площадь поршня в штоковой полости.

наибольший ход поршня.

     - давление на рабочей полости гидроцилиндра.

     - давление на сливной полости гидроцилиндра.

      - КПД гидроцилиндра, учитывающий потери энергии при выдвижении поршня и штока.

      - КПД привода гидроцилиндром механизма.

Находим ход  поршня.

Принимаем из стандартного ряда гидроцилиндр. , ,

 

2. Определяем объем гидроцилиндров для подъема рукояти.

Применяем два  гидроцилиндра.

Полная работа

 Принимаем  из стандартного ряда гидроцилиндр. , ,

 

 

3. Определяем объем гидроцилиндров для подъема стрелы.

         

 Работа

Применяем два гидроцилиндра.

Полная работа

 Принимаем  из стандартного ряда гидроцилиндр. , ,

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

5.Силовая установка  и гидропривод одноковшовых экскаваторов.

 

          Требуемая мощность насосной установки определяем по наибольшей энергоемкости операции копания.

Где

-длительность копания.

         Двигатель внутреннего сгорания, приводящий насосы, выбираются по  мощности 

Где

- КПД редуктора, включая встроенный  редуктор двухпоточных насосов,

 коэффициент снижения выходной  мощности двигателя из-за колебания  внешних нагрузок,

коэффициент типа движителя, для  гусеничного экскаватора.

 

 

Параметры гидромотора механизма поворота.

Вращающий момент

Где

т м² –

 полусумма моментов инерции поворотной части экскаватора с груженным и порожним ковшом.

Где

 т м² - момент инерции поворотной части с груженым ковшом.

 т м² - момент инерции поворотной части с порожним ковшом.

т.- масса груза в ковше.

- полная допустимая продолжительность двухэтапного поворота в прямом и обратном направлении.

 

 

 

- момент сцепления экскаватора  с грунтом.

Где

коэффициент сопротивления повороту экскаватора.

- сила тяжести экскаватора.

- колея.

Среднее ускорение.

Где

- для низкомоментных быстроходных  гидромоторов.

  - КПД привода механизма поворота.

- коэффициент пропорциональности. [1.стр.74]

Окружная скорость

Окружная скорость в конце разгона

,

время разгона                         

где

- ускорение, обусловленное физиологическими особенностями оператора.

Выбираем гидромотор аксиально-поршневой 223.25.

 

- передаточное число.

- частота вращения платформы.

- угловая скорость платформы.

 

Параметры гидромоторов механизма передвижения.

 

Сопротивление движению экскаватора.

Где

-  сила сопротивления движению на прямолинейном участке.

 

 

 

 

коэффициент сопротивления движению.

- сопротивление сил инерции,  возникающие при трогании экскаватора.

- сила сопротивления при движении  на подъем с уклоном  .

     Мощность насосной  установки.

 

     Выбираем  для гусеничного экскаватора  два гидромотора аксиально-поршневых  223.25.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

6. Расчет устойчивости одноковшовых экскаваторов к опрокидыванию.

 

Первый случай.

Сила тяжести  ковша.

Сила тяжести  грунта в ковше.

 Сила тяжести  рукояти.

  Сила тяжести  противовеса.

Сила тяжести стрелы.

- центр тяжести ковша.

  - центр тяжести рукояти.

- центр тяжести груза.

  - центр тяжести противовеса.

- коэффициент к скоростям ветра.

- коэффициент учета скорости  ветра.

- аэродинамический коэффициент.

Устойчивость 

 условие выполняется

 

 

 

 

 

 

 

 

Второй случай

Движение по косогору

 

- центр тяжести ковша.

  - центр тяжести рукояти.

- центр тяжести груза.

  - центр тяжести противовеса.

  - центр тяжести стрелы.

 

 

Условие выполняется

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

7.Размеры поперечного сечения рукояти и стрелы.

 

Определяем  размеры сечения рукояти.

Назначаем размеры  сечения:

δ₁ = 6 мм;

δ₂ = 4 мм;

B = 600(мм).

H = 570(мм).

 

Исходя из принятых размеров, определяем основные расчётные характеристики сечения моста крана.

Площадь сечения:

Горизонтального листа: F₁ = 0,6 ∙60 = 36 см²

Вертикального листа: F₂ =0,4 ∙ 57 = 22,8 см²

Площадь сечения  балки: см²