Модернизация одноковшового гидравлического экскаватора посредством разработки стрелы с изменяемой геометрией
Курсовой проект - Транспорт, логистика
Другие курсовые по предмету Транспорт, логистика
?а НА поступает в рулевой механизм А2 и далее через центральный коллектор к исполнительным гидроцилиндрам поворота колес Ц4.1 и Ц4.2.
Таким образом, поворотом рулевого колеса влево и вправо осуществляется поворот колес в соответствующие стороны.
3. Расчет основных параметров
.1Подбор гидроцилиндра средней секции стрелы
гидравлический одноковшовый экскаватор стрела
3.1.1Расчет нагрузки на рукояти стрелы
Расчет предельной нагрузки производим по максимальному давлению на клапанах гидроцилиндра поворота ковша при условии, что вылет стрелы максимален, а ковш зацепился за абсолютно жесткую, прочную и устойчивую поверхность.
Предохранительные клапаны поворота ковша настраиваются на давление 28 МПа. Гидроцилиндр Ц6: 110х70х900 313-00-23.94.000.
Рассчитаем нагрузку на гидроцилиндр:
где - максимальное давление в гидроцилиндре;
- площадь поршневой полости гидроцилиндра.
Найдём площадь поршневой полости гидроцилиндра:
=110 мм=0.11 м.
Нагрузка на гидроцилиндр:
Для того, чтобы найти нагрузку на рукояти, необходимо рассмотреть схему нагрузок на ковше.
Рисунок 14. - Схема нагрузок на ковше
Зубья ковша являются мгновенным центром сил, поэтому мы можем найти нагрузку на рукояти:
3.1.2Расчёт нагрузки на гидроцилиндр средней секции стрелы
Для того, чтобы найти усилие в гидроцилиндре, необходимо рассмотреть схему усилий в стреле и опоре.
Рисунок 15. - Схема усилий в стреле
Найдём реакции в шарнире А и усилие на гидроцилиндре :
Составим уравнение суммы моментов относительно точки А:
;
Составим уравнение суммы усилий относительно горизонтальной оси:
Составим уравнение суммы усилий относительно вертикальной оси:
Зная все реакции и усилие в поддерживающих стрелу гидроцилиндрах, найдём нагрузку в подбираемом гидроцилиндре с помощью метода вырезания узлов.
А) Имеем одну неизвестную
Б) Имеем две неизвестных и .
3.1.3Подбор гидроцилиндра
Предохранительные клапаны гидроцилиндра настраиваются на давление 32 МПа.
Принимаем гидроцилиндр 110х55х1000 23.94.000 массой 88 кг.
3.2 Прочностные расчёты
.2.1 Расчёт пальцев на срез
Принимаем материал для пальцев и проушин: Ст5, имеющую удовлетворительную свариваемость.
Допускаемые напряжения:
- на срез:
на смятие:
на растяжение:
Рисунок 16. - Схема крепления гидроцилиндра к стреле
Палец будем подбирать по допускаемым напряжениям.
Палец имеет 2 плоскости среза.
Принимаем диаметр пальца равным 50 мм.
3.2.2 Расчёт на смятие проушин
Проушины будем рассчитывать по допускаемым напряжениям на смятие.
Необходимо, чтобы
Прочность обеспечивается.
3.2.3 Расчёт на смятие стержня
Прочность обеспечивается.
3.2.4 Расчёт сварки проушины
Сварку будем рассчитывать по допускаемым напряжениям.
Рисунок 17. - Схема для расчёта сварки
Найдём горизонтальную и вертикальную составляющие усилия в гидроцилиндре:
Принимаем катет шва равным 5 мм.
Находим расчетную ширину шва:
Считается, что шов разрушается под действием касательных напряжений, найдём их:
Где - площадь внутри шва.
Рисунок 18. - Габаритные размеры шва
Руководствуясь размерами проушины и пальца, принимаем:
Находим суммарное напряжение:
Необходимо, чтобы
Где - коэффициент, учитывающий качество шва;
- коэффициент, учитывающий неравномерность нагружения.
Принимаем
Прочность сварки обеспечивается.
Заключение
В процессе модернизации рабочего оборудования базовой машины ЕК-14 были приобретены навыки по подбору гидроцилиндров, расчёту предельных нагрузок, расчёту на прочность таких элементов, как проушины, пальцы, а также сварки. Была изучена базовая машина, выявлены её недостатки и преимущества, спроектирован новый вид стрелы с изменяемой геометрией.
В результате работы был подобран гидроцилиндр средней секции стрелы, произведены прочностные расчёты, изучены критические нагрузки. Также, были укреплены знания по рабочим процессам экскаваторов, принципам их работы, функционированию различных узлов.
Кроме того, была проанализирована информация о последних тенденциях в развитии одноковшовых гидравлических экскаваторов, о мировых лидерах в этой отрасли, о перспективах развития и об устаревших машинах.