Курсовая работа по дисциплине:
Строительные машины
Разработка рабочего оборудования одноковшового погрузчика
ЗАДАНИЕ
тема: Расчет рабочего оборудования строительно-дорожной машины и технологической схемы выполнения работ
Исходные данные
Машина: рыхлитель; кусторез; корчеватель; бульдозер (поворотный отвал; неповоротный отвал); скрепер; автогрейдер; экскаватор (прямая лопата); экскаватор (обратная лопата); драглайн; погрузчик; каток; автогудронатор; асфальтоукладчик; роторный снегоочиститель; роторный экскаватор; траншейный экскаватор;
Выполняемые работы: разработка выемки; возведение насыпи; планировочные работы; уплотнение грунта; рыхление; рытье котлована (траншеи); разработка забоя; укладка асфальтобетонной смеси; розлив битума;
Размеры разрабатываемого участка:
длина – ширина – высота (глубина):
Грунт: песок; супесь; суглинок; гравий; глина; сланцы;
Введение
Одноковшовыми погрузчиками называют самоходные подъемно-транспортные машины, у которых основным рабочим органом служит ковш, установленный на конце подъемной стрелы. Зачерпывают насыпной груз ковшом, опущенным вниз, при движении погрузчика вперед в сторону штабеля. Разгружают погрузчик после перемещения его к загружаемому транспортному средству и подъема ковша вверх.
Одноковшовые погрузчики в основном предназначены для погрузки на транспортные средства (автомобили-самосвалы и полувагоны) сыпучих и кусковых грузов и прежде всего заполнителей (песка, гравия, щебня), а также грунта, строительного мусора, каменного угля, кокса и др.
При установке специальных ковшей (на погрузчиках грузоподъемностью свыше 1,5 т) их также применяют для перегрузки скальных пород, разработки и погрузки гравийно-песчаных материалов в карьерах, а при больших грузоподъемностях — и материковых грунтов I—II категории.
Когда вместо ковша устанавливают разное сменное оборудование, погрузчики выполняют ряд вспомогательных работ: монтажных, зачистных, планировочных, снегоуборочных и др.
Исходные данные
разрабатываемый грунт =1400…1600
производительность погрузчика
номинальная грузоподъемность =2т
Выбор базового трактора.
Ориентировочно масса погрузчика (т)
[1]
q=0,2 – для гусеничных погрузчиков [1]
Масса базового трактора (т)
[1]
- коэффициент; =1,25…1,35 [1]
Подбираем базовый трактор ДТ-75Б-C2 по значению (таблица 3, стр.90 [1])
Мощность двигателя, кВт(л.с.)55(75)
Скорость,
вперед 3 – 10,5
назад 3,5 – 4,5
Габаритные размеры, мм
длина 5715
ширина 2048
высота 2034
Номинальная вместимость коша ()
[1]
- плотность материала;
- коэффициент наполнения ковша; =1,25
Расчет производительности
Теоретическая производительность ()
[3]
- коэффициент заполнения ковша; =0,5÷1
- коэффициент разрыхления материала; =1,25
- время рабочего цикла, с
[2]
- коэффициент учитывающий совмещение операций; =0,85÷0,9
- время подъема/опускания ковша; =20с
- время передвижения погрузчика; =30с
- время зачерпывания материала; =20с
- время разгрузки; =5с
- время поворота; =20с
- время, затрачиваемое на управление машиной; =10с
Эксплуатационная производительность ()
[3]
- время работы за смену с учетом технического обслуживания и подготовке погрузчика к работе; =6,82
- коэффициент использования в течении смены; =0,5÷0,8
При смене 8 часов производительность погрузчика ()
Производительность погрузчика может варьироваться в зависимости от разрабатываемого материала, времени рабочего цикла.
Расчет ковша
Принимаем ширину ковша исходя из ширины базового шасси
В=2100
Радиус поворота (м)
[1]
- относительная длина днища ковша; =1,45
- относительная длина задней стенки; =1,15
- относительная высота козырька; =0,13
- относительный радиус сопряжения днища с задней стенкой; =0,37
- угол между задней стенкой и днищем ковша;
- угол между плоскостью козырька и продолжением плоскости задней стенки;
По расчетному радиусу поворота и оптимальным значениям относительных характеристик определяем основные параметры ковша:
- длина днища
- длина задней стенки
- высота козырька
- радиус сопряжения
- высота шарнира крепления к стреле
- ширина зева ковша
Угловые размеры углов:
- угол раствора между днищем и задней стенкой ;
- угол наклона боковых стенок относительно днища ;
- угол заострения режущих кромок ;
- угол между задней стенкой и козырьком ;
Толщина основного листа ковша (мм)
[3]
Меньшие значения коэффициента следует применять для погрузчиков больших типоразмеров, и наоборот
Тяговый расчет
Напорное усилие по мощности двигателя (Н)
[1]
- мощность двигателя, кВт
- К.П.Д. трансмиссии; =0,88
- скорость погрузчика; =0,91
- коэффициент сопротивления качению; =0,06÷0,1
- вес погрузчика;
Максимальное напорное усилие с учетом увеличения крутящего момента двигателя (Н)
[3]
- коэффициент перегрузки двигателя; =1,1÷1,15
- буксование движителей; =0,2
Наибольшее напорное усилие по сцепному весу (Н)
[3]
- коэффициент сцепления; =0,9
Определение сопротивлений внедрению ковша материал
Условие движения
[2]
Общее сопротивление внедрению ковша в материал (Н)
Сопротивление, возникающее на передней режущей кромке и на кромках боковых стенок ковша (Н)
[2]
- сопротивление резанью; =0,02МПа
- коэффициент учитывающий сопротивление на кромках боковых стенок ковша; =1,1
- ширина кромки ковша
- глубина внедрения ковша; =0,7
Сопротивление от трения между материалом и внутренними поверхностями днища и боковых стенок ковша (Н)
[2]
- коэффициент учитывающий трение материла о боковые стенки ковша;=1,04
- коэффициент трения материала о ковш; =0,4
- сила зависящая от веса материала в объеме призмы и от давления со стороны материала, находящегося за пределами призмы (Н)
[2]
- угол естественного откоса материала;
Сопротивление между днищем коша и основанием штабеля (Н)
[2]
- коэффициент учитывающий положение ковша при внедрении, при полном опирании днища ковша на основание штабеля; =1
- коэффициент трения между днищем ковша и основанием штабеля; =0,3÷0,4
- вес ковша с грунтом;
Проверка условия движения
условие выполняется
В конце внедрения при повороте ковша для зачерпывания материала необходимо преодолеть силу Т сопротивления сдвигу материала по плоскости сдвига (Н)
[2]
- коэффициент внутреннего трения материала по поверхности сдвига; =0,5
- удельное сопротивление сдвигу материала; =0,02МПа
- площадь сдвига,
- пассивный отпор штабеля при отсутствии подпора материала в заднюю стенку ковша (подпор недопустим, так как увеличивает усилие внедрения)
Решая систему уравнений относительно Т, получим
[2]
Определение параметров усилий и скоростей
Усилие на штоке цилиндра поворота ковша (Н)
[3]
- выглубляющее усилие на комке ковша; =T=37900Н
- коэффициент запаса, учитывающий потери на трении в шарнирах рычажной системы, гидроцилиндрах, потере в гидросистеме; =1,25
- вес ковша;
- число гидроцилиндров механизма поворота ковша;=2
- мгновенное передаточное отношение механизма погрузочного оборудования при усилии
[3]
- то же, при весе ковша
[3]
Усилие на штоке гидроцилиндра механизма подъема стрелы (Н)
[1]
=2.29м
=1,4м
=0,2
=0,6м
- вес подвижной части оборудования;
- усилие гидроцилиндра механизма поворота ковша без учета коэффициента запаса;
- число гидроцилиндров механизма подъема стрелы;=2
Скорости движения поршней гидроцилиндров
Средняя скорость поршней гидроцилиндров поворота ковша () для положения внедрения
[3]
- коэффициент снижения рабочей скорости в процессе внедрения;
- коэффициент совмещения;
- скорость движения погрузчика, ;
Средняя скорость поршней гидроцилиндров подъема стрелы ()
[3]
- средняя линейная скорость подъема стрелы, отнесенная к шарниру рабочего органа;
- ход поршня гидроцилиндра подъема стрелы;
- длина стрелы;
- угол поворота стрелы;
Определение параметров гидросистемы
Диаметры исполнительных гидроцилиндров (м)
[4]
- усилие на штоке, Н
- механический К.П.Д. ............
