Студопедия
Случайная страница | ТОМ-1 | ТОМ-2 | ТОМ-3
АрхитектураБиологияГеографияДругоеИностранные языки
ИнформатикаИсторияКультураЛитератураМатематика
МедицинаМеханикаОбразованиеОхрана трудаПедагогика
ПолитикаПравоПрограммированиеПсихологияРелигия
СоциологияСпортСтроительствоФизикаФилософия
ФинансыХимияЭкологияЭкономикаЭлектроника

Общий расчет гидравлических экскаваторов.

Характеристика приводов и предъявляемые к ним требования. | Силовое оборудование. | Трансмиссии. | Системы управления. | Общие сведения. | Пневмоколесное ходовое оборудование. | Тяговые расчеты машин для земляных работ. | Назначение, область применения и классификация одноковшовых экскаваторов. | Основные параметры одноковшовых экскаваторов и порядок их выбора. | Особенности конструкции рабочего оборудования. |


Читайте также:
  1. A.1. Расчет момента свинчивания для резьбовых соединений с заплечиками
  2. I. Предварительный расчет.
  3. I.2.1. Расчет объемов работ
  4. I.2.2. Расчет трудоемкости работ
  5. I.3.2. Расчет продолжительности работ
  6. II. Детальный расчет проточной части ЦВД.
  7. II. Заполнение титульного листа Расчета

Расчет рабочего оборудования гидравлического экскаватора обычно выполняют в два этапа. Первоначально определяют необходимую мощность насоса по заданной производительности и рабочие размеры оборудования по техническим требования. На втором этапе, исходя из выбранной мощности привода, проверяют работоспособность рабочего оборудования в различных грунтовых условиях и усилия, действующие на рабочее оборудование при различных положениях ковша в забое.

Предварительно выбирать мощность привода можно по усилию копания или удельной энергоемкости копания. Произвести расчет по усилию копания можно тогда, когда известны размеры частей рабочего оборудования и скорость копания. Для выбора мощности двигателя по удельной энергоемкости копания достаточно знать только продолжительность копания, определяемую в зависимости от продолжительности цикла.

Расчет мощности привода по усилию копания производится с учетом работы в наиболее тяжелых условиях (копание грунта ׀׀׀ и ׀V категорий). Усилие копания, на зубьях ковша в виде касательной

коп и нормальной коп составляющих (рис. 5.8) с достаточной степенью точности можно определить по упрощенным формулам:

; (5.9)

; (5.10)

где к1 – коэффициент удельного сопротивления грунта копанию (табл. 1.3) b – ширина ковша; h – толщина стружки; φ1 – коэффициент пропорциональности, равный 0,1-0,6.

Толщина стружки h определяется по формуле:

; (5.11)

где qк - вместимость ковша; kн - коэффициент наполнения ковша, для грунтов ІІІ и ІV категорий kн=1,1-1,5; H1 - глубина (высота) копания; kр - коэффициент разрыхления грунта (табл. 2.1).

При определении усилий в гидроцилиндрах рабочих оборудования траекторию копания разбивают на 8-10 положений. Величину усилия в каждом положении определяют графоаналитическим методом составляя уравнения моментов внешних сил и сил тяжести звеньев, приложенных в центрах тяжести и действующих относительно осей вращения звеньев рабочего оборудования.

Расчетное усилие в штоке гидроцилиндра ковша Sц.к находится из условия равновесия сил, действующих на ковш, в том числе силы тяжести ковша с грунтом Gк+г (рис. 5.8 а, б). Искомое усилие определяется по сумме моментов всех сил, действующих на ковш относительно точки оси поворота ковша Ок, или графическим способом.

Расчетное усилие в штоках гидроцилиндров рукояти Sц.р находится из условия равновесия сил, действующих на рукоять с ковшом, в том числе сил тяжести рукояти Gр и грунта с ковшом Gк+г . и сил сопротивления копанию коп и RNкоп. Искомое усилие вычисляют по сумме моментов сил, действующих на рукоять с ковшом относительно точки оси поворота рукояти Ор, или графически (рис. 5.8 в, г).

Расчетное усилие в штоках гидроцилиндров стрелы Sц.с находится на аналогичных условиях с учетом действия сил тяжести стрелы Gс, рукояти ковша Gр и ковша с грунтом Gк+г. Усилие Sц.с вычисляют по сумме моментов сил, действующих на стрелу и рукоять с ковшом относительно точки оси пяты стрелы Ос или графически (рис. 5.8 д, е).

Усилия в гидроцилиндрах рабочего оборудования можно находить и графическим методом, путем построения замкнутых силовых многоугольников для каждого подвижного звена. Для этого строят кинематическую схему рабочего оборудования экскаватора в масштабе, траекторию копания разбивают также на 8-10 положений. Расчет ведут по звеньям, к которым прикладываются все внешние силы и реакции.

 

Рис. 5.8. Схемы к определению усилий в гидроцилиндрах рабочего оборудования: а, б – ковша обратной и прямой лопаты; в, г – рукояти обратной и прямой лопаты; д, е – стрелы прямой и обратной лопаты.

 

Скорости штоков гидроцилиндров Vц.к, Vц.р, Vц.с, должны соответствовать скорости копания и длительности рабочего цикла экскаватора. Мощность рабочего движения копания, полагая, что в расчетных условиях оно осуществляется одновременным действием гидроцилиндров только стрелы и рукояти:

; (5.12)

где ηр и ηс – КПД соответствующих гидроцилиндров.

Для предварительного определения мощности насосов по удельной энергоемкости копания используют принцип равенства работы, отданной насосами и затраченной на копание, из которого следует:

; (5.13)

где η - КПД, системы привода рукояти или ковша, η0= 0,8÷0,9 – коэффициент использования мощности привода.

Исходя из равенства работ, выполненных гидроцилиндром и затрачиваемых машиной на копание при заполнении ковша, можно записать:

; (5.14)

где р - давление рабочей жидкости гидросистемы; Fц - площадь поршня; Lц - рабочий ход поршня.

Из полученного уравнения определяют потребный рабочий объем гидроцилиндра:

; (5.15)

Аналогично, исходя из определения работы, затрачиваемой на преодоление сил тяжести, можно определить необходимые объемы гидроцилиндров подъема стрелы с рабочим оборудованием:

; (5.16)

где М – масса рабочего оборудования; hп - высота подъема центра тяжести рабочего оборудования, определяемая по разности отметок в верхнем и нижнем положениях его.

Зная необходимый рабочий объем цилиндра qц, можно определить его диаметр Д и ход поршня Lц по конструктивным соображениям исходя из зависимости:

; (5.17)

При этом потребная производительность гидронасоса равна:

; (5.18)

где tр – время рабочего хода цилиндра.

Мощность привода гидронасоса:

; (5.19)

где η – КПД гидронасоса.

При совмещении операций мощность привода экскаватора составит:

;

где ΣNi – сумма мощностей привода насосов, участвующих в совмещенных операциях.

На современных гидравлических экскаваторах обычно совмещают две или три операции (например, подъем стрелы и поворот рукояти, подъем стрелы и поворот). Во время передвижения экскаватора насосы, приводящие в действие рабочее оборудование, используют для привода передвижения. При этом выбирать производительности насосов следует с учетом обеспечения затрат энергии на передвижение машины с заданной скоростью.

Исходя из предварительно выбранных размеров элементов рабочего оборудования, гидроцилиндров и гидронасосов, производят уточненный проверочный расчет рабочего оборудования. Задача этого расчета заключается в определении работы копания, обеспечиваемой машиной, и категории грунта, который может разрабатывать экскаватор. Данные проверочного расчета используют также для расчета конструкции машины на прочность.

 


Дата добавления: 2015-07-20; просмотров: 1145 | Нарушение авторских прав


<== предыдущая страница | следующая страница ==>
Механизмы привода поворота и передвижения.| Рабочее оборудование, принципы действия.

mybiblioteka.su - 2015-2024 год. (0.008 сек.)