Рефетека.ру / Промышленность и пр-во

Дипломная работа: Проект модернизации одноковшового экскаватора с целью повышения производительности и экономической эффективности

Введение


Дальнейшее развитие железнодорожного транспорта нашей страны требует повышения эффективности производства и непрерывного его обновления на основе ускорения научно-технического прогресса.

На железных дорогах увеличивается мощность пути, совершенствуется технология и организация ремонтно-путевых работ. Современный и качественный ремонт пути, снижение затрат времени труда и эксплуатационных расходов, повышение производительности труда осуществляет на основе максимальной механизации всех путевых работ. Механизация в путевом хозяйстве развивается с учетом высокой грузонапряженности и интенсивности использования железных дорог создаются высокопроизводительные машины, способные выполнить работы с минимальными перерывами движения поездов в отличии от зарубежной практики, где создаются более легкие машины.

На магистралях нашей страны используется большой парк машин и механизмов.

При создании и модернизации машин особое внимание уделяется повышению скорости и усилий рабочих органов, повышение производительности, снижению массы и металлоемкости.


1. Назначение, устройство и техническая характеристика.


Модернизируемый экскаватор ЕК 12 одноковшовый, универсальный гусеничный, гидравлический.

Основным рабочим оборудованием является обратная лопата, с помощью которой экскаватор может разрабатывать грунты I–IV категории ниже уровня стояния экскаватора, при производстве таких работ как рытье котлованов, траншей, канав, различных выемок и других работ.

Сменным рабочим оборудованием является грейфер, прямая лопата, при помощи которой можно разрабатывать грунты расположенного, как выше, так и ниже уровня стоянки экскаватора. Грейфер может применяться при рытье глубоких котлованов, нагрузки и разгрузки сыпучих материалов.

Привод рабочих органов, включая механизм передвижения, гидрофицирован.

Подъем и опускание стрелы осуществляется 4 х звенным шарнирно-рычажным механизмом с приводом от 2 х гидроцилиндров.

Подъем и опускание рукояти также осуществляется через 4 х звенный механизм, только от одного гидроцилиндра.

Поворот ковша осуществляется при помощи одного гидроцилиндра.

Привод передвижения осуществляется от гидромотора через понижающий редуктор и цепную передачу.

Раскрытие и закрытие емкостей грейфера осуществляется при помощи одного гидроцилиндра через два симметрично-спаренных кривошипно-шатунных механизма.

Заполнение ковша обратной лопаты грунтом осуществляется при помощи гидроцилиндров рукояти и ковша. Затем поднимается стрела, поворачивается платформа, раскрывается рукоять и грунт высыпается из ковша в транспорт или отвал. После разгрузки все исполнительные механизмы возвращаются в исходное положение. При этом, в целях сокращения времени цикла возвращение порожнего ковша к забою осуществляется путем совмещения во времени движения других механизмов (опускание стрелы, раскрытие ковша, поворот платформы).

Механизм передвижения – гусеничный с приводом от гидромотора.

В таблице 1.1 приводится техническая характеристика модернизированного экскаватора.


Таблица 1.1 – Технические данные экскаватора

Наименование параметров Величина
Мощность двигателя, кВт 59,5
Емкость ковша, м3 0,65
Давление в гидросистеме, МПа 32
Тип насоса Аксиально-поршневой
Глубина копания обратной лопаты, м 4,8
Высота выгрузки наибольшая обратной лопаты, м 6,4
Радиус выгрузки наибольшей обратной лопаты, м 8,25
Продолжительность рабочего цикла при копании обратной лопаты, с 21

Габариты в транспортной положении обратная лопата, мм

А) длина

Б) ширина

В) высота


8000

2500

3200

Масса экскаватора, т 12,9


2. Тяговый расчет


Исходные данные

Gэ=12900 кг – масса экскаватора,

ν=2.42 км/ч – скорость передвижения,

α=200 – угол наклона местности

cos α=cos 200=0.939,

sin α=sin 200=0.342

Суммарное сопротивление движению гусеницы на подъем:


W=W1+W2+W3,


где W1–сопротивление грунта передвижению гусениц с учетом преодоления уклона местности.


Проект модернизации одноковшового экскаватора с целью повышения производительности и экономической эффективности даН,


где Проект модернизации одноковшового экскаватора с целью повышения производительности и экономической эффективности – коэффициент сопротивления движению зависящий от характера грунта,

Проект модернизации одноковшового экскаватора с целью повышения производительности и экономической эффективности – сопротивление движению ветра,


Проект модернизации одноковшового экскаватора с целью повышения производительности и экономической эффективности даН,


где Проект модернизации одноковшового экскаватора с целью повышения производительности и экономической эффективности – давление ветра,

Проект модернизации одноковшового экскаватора с целью повышения производительности и экономической эффективности – подветренная площадь,

Проект модернизации одноковшового экскаватора с целью повышения производительности и экономической эффективности – сопротивление от сил инерции при трогании с места в даН,


Проект модернизации одноковшового экскаватора с целью повышения производительности и экономической эффективности даН,

где Проект модернизации одноковшового экскаватора с целью повышения производительности и экономической эффективности – ускорение силы тяжести,

Проект модернизации одноковшового экскаватора с целью повышения производительности и экономической эффективности – время разгона.

Суммарное сопротивление

Проект модернизации одноковшового экскаватора с целью повышения производительности и экономической эффективности даН

Тяговое усилие


Проект модернизации одноковшового экскаватора с целью повышения производительности и экономической эффективности даН,


где Проект модернизации одноковшового экскаватора с целью повышения производительности и экономической эффективности – КПД механизма гусеничного хода равное 0,7Проект модернизации одноковшового экскаватора с целью повышения производительности и экономической эффективности0,9

Тяговое усилие на каждую гусеницу


Проект модернизации одноковшового экскаватора с целью повышения производительности и экономической эффективности


На приводе гусеничного хода установлен гидромотор с Проект модернизации одноковшового экскаватора с целью повышения производительности и экономической эффективности, Проект модернизации одноковшового экскаватора с целью повышения производительности и экономической эффективности, Проект модернизации одноковшового экскаватора с целью повышения производительности и экономической эффективности.

Максимальная мощность гидромотора будет


Проект модернизации одноковшового экскаватора с целью повышения производительности и экономической эффективности.


Максимальное тяговое усилие


Проект модернизации одноковшового экскаватора с целью повышения производительности и экономической эффективности.


Для предупреждения буксирования гусениц экскаватора при движении по уклону необходимо, чтобы Проект модернизации одноковшового экскаватора с целью повышения производительности и экономической эффективности,

где Проект модернизации одноковшового экскаватора с целью повышения производительности и экономической эффективности – коэффициент сцепления гусеницы с грунтом,

Проект модернизации одноковшового экскаватора с целью повышения производительности и экономической эффективности

При переезде на ровной местности сопротивление грунта передвижению гусеницы будет:


Проект модернизации одноковшового экскаватора с целью повышения производительности и экономической эффективности.


Так как угол наклона местности Проект модернизации одноковшового экскаватора с целью повышения производительности и экономической эффективности, то Проект модернизации одноковшового экскаватора с целью повышения производительности и экономической эффективности.

Проект модернизации одноковшового экскаватора с целью повышения производительности и экономической эффективности

Суммарное сопротивление движению по ровной поверхности

Проект модернизации одноковшового экскаватора с целью повышения производительности и экономической эффективности

Тяговое усилие


Проект модернизации одноковшового экскаватора с целью повышения производительности и экономической эффективности


Тяговое усилие на каждую гусеницу


Проект модернизации одноковшового экскаватора с целью повышения производительности и экономической эффективности


Потребляемая мощность двигателя при этом


Проект модернизации одноковшового экскаватора с целью повышения производительности и экономической эффективности



3. Расчет мощности силовой установки


Подача рабочей жидкости в цилиндры рабочего оборудования, в гидромотор поворота платформы и гидромотор левой и правой гусениц осуществляется двух секционным эксцентриковым насосом с приводом его от вала дизельного двигателя СМД 15Н.

К гидроцилиндрам рабочего оборудования осуществляется подача рабочей жидкости из двух секций.

К гидромотору поворота и гидродвигателям хода правой и левой гусениц осуществляется подача жидкости от одной секции.

Исходные данные

Производительность насоса одной секции Проект модернизации одноковшового экскаватора с целью повышения производительности и экономической эффективности;

Двух секций Проект модернизации одноковшового экскаватора с целью повышения производительности и экономической эффективности;

Номинальная мощность двигателя Проект модернизации одноковшового экскаватора с целью повышения производительности и экономической эффективности;

Давление в гидросистеме экскаватора при работе рабочим оборудованием Проект модернизации одноковшового экскаватора с целью повышения производительности и экономической эффективности.

При передвижении Проект модернизации одноковшового экскаватора с целью повышения производительности и экономической эффективности.

При повороте Проект модернизации одноковшового экскаватора с целью повышения производительности и экономической эффективности.

Мощность, затрачиваемая на работу рабочим оборудованием:


Проект модернизации одноковшового экскаватора с целью повышения производительности и экономической эффективности


Мощность, затрачиваемая на передвижение:


Проект модернизации одноковшового экскаватора с целью повышения производительности и экономической эффективности.


Мощность, затрачиваемая на поворот платформы:

Проект модернизации одноковшового экскаватора с целью повышения производительности и экономической эффективности.


Как видно из расчета при данных параметрах машины мощности двигателя установленного на ней достаточно для реализации при работе рабочим оборудованием.


4. Определение времени исполнения полного хода для гидроцилиндров рабочего оборудования.


Расчет для гидроцилиндров стрелы.

Исходные данные.

Проект модернизации одноковшового экскаватора с целью повышения производительности и экономической эффективности- диаметр цилиндра,

Проект модернизации одноковшового экскаватора с целью повышения производительности и экономической эффективности – диаметр штока,

Проект модернизации одноковшового экскаватора с целью повышения производительности и экономической эффективности – полный ход поршня.

Рабочая площадь со стороны цилиндра


Проект модернизации одноковшового экскаватора с целью повышения производительности и экономической эффективности


Рабочая площадь со стороны штока


Проект модернизации одноковшового экскаватора с целью повышения производительности и экономической эффективности


Усилие со стороны цилиндра


Проект модернизации одноковшового экскаватора с целью повышения производительности и экономической эффективности


Усилие со стороны штока


Проект модернизации одноковшового экскаватора с целью повышения производительности и экономической эффективности


Производительность двух секций насоса равна


Проект модернизации одноковшового экскаватора с целью повышения производительности и экономической эффективности

Скорость со стороны цилиндра


Проект модернизации одноковшового экскаватора с целью повышения производительности и экономической эффективности


Скорость со стороны штока


Проект модернизации одноковшового экскаватора с целью повышения производительности и экономической эффективности


Время исполнения полного хода со стороны цилиндра


Проект модернизации одноковшового экскаватора с целью повышения производительности и экономической эффективности


Время исполнения полного хода со стороны штока


Проект модернизации одноковшового экскаватора с целью повышения производительности и экономической эффективности


Расчет для гидроцилиндра рукояти.

Исходные данные

Проект модернизации одноковшового экскаватора с целью повышения производительности и экономической эффективности- диаметр цилиндра,

Проект модернизации одноковшового экскаватора с целью повышения производительности и экономической эффективности – диаметр штока,

Проект модернизации одноковшового экскаватора с целью повышения производительности и экономической эффективности – полный ход поршня.

Рабочая площадь со стороны цилиндра


Проект модернизации одноковшового экскаватора с целью повышения производительности и экономической эффективности


Рабочая площадь со стороны штока

Проект модернизации одноковшового экскаватора с целью повышения производительности и экономической эффективности


Усилие со стороны цилиндра


Проект модернизации одноковшового экскаватора с целью повышения производительности и экономической эффективности


Усилие со стороны штока


Проект модернизации одноковшового экскаватора с целью повышения производительности и экономической эффективности


Производительность двух секций насоса питающего гидроцилиндр рукояти составляет

Проект модернизации одноковшового экскаватора с целью повышения производительности и экономической эффективности

Скорость со стороны цилиндра


Проект модернизации одноковшового экскаватора с целью повышения производительности и экономической эффективности


Скорость со стороны штока


Проект модернизации одноковшового экскаватора с целью повышения производительности и экономической эффективности


Время исполнения полного хода со стороны цилиндра


Проект модернизации одноковшового экскаватора с целью повышения производительности и экономической эффективности


Время исполнения полного хода со стороны штока

Проект модернизации одноковшового экскаватора с целью повышения производительности и экономической эффективности


Расчет для гидроцилиндра ковша.

Исходные данные.

Проект модернизации одноковшового экскаватора с целью повышения производительности и экономической эффективности- диаметр цилиндра,

Проект модернизации одноковшового экскаватора с целью повышения производительности и экономической эффективности – диаметр штока,

Проект модернизации одноковшового экскаватора с целью повышения производительности и экономической эффективности – полный ход поршня.

Так как гидроцилиндр отличается от гидроцилиндра рукояти лишь величиной хода, следовательно.

Рабочая площадь со стороны цилиндра

Проект модернизации одноковшового экскаватора с целью повышения производительности и экономической эффективности

Рабочая площадь со стороны штока

Проект модернизации одноковшового экскаватора с целью повышения производительности и экономической эффективности

Усилие со стороны цилиндра

Проект модернизации одноковшового экскаватора с целью повышения производительности и экономической эффективности

Усилие со стороны штока

Проект модернизации одноковшового экскаватора с целью повышения производительности и экономической эффективности

Общая производительность насоса, питающего гидроцилиндр ковша.

Проект модернизации одноковшового экскаватора с целью повышения производительности и экономической эффективности

Скорость со стороны цилиндра


Проект модернизации одноковшового экскаватора с целью повышения производительности и экономической эффективности


Скорость со стороны штока


Проект модернизации одноковшового экскаватора с целью повышения производительности и экономической эффективности

Время исполнения полного хода со стороны цилиндра


Проект модернизации одноковшового экскаватора с целью повышения производительности и экономической эффективности


Время исполнения полного хода со стороны штока


Проект модернизации одноковшового экскаватора с целью повышения производительности и экономической эффективности



5. Расчет производительности


Рассмотрим работу обратной лопаты при копании на полную глубину с углом поворота Проект модернизации одноковшового экскаватора с целью повышения производительности и экономической эффективности.

Определим продолжительность рабочего цикла.

Время цикла без совмещения операций.


Проект модернизации одноковшового экскаватора с целью повышения производительности и экономической эффективности,


где Проект модернизации одноковшового экскаватора с целью повышения производительности и экономической эффективности- время исполнения прямого хода цилиндра стрелы (опускание стрелы);

Проект модернизации одноковшового экскаватора с целью повышения производительности и экономической эффективности- время исполнения прямого хода цилиндра рукояти;

Проект модернизации одноковшового экскаватора с целью повышения производительности и экономической эффективности-время исполнения обратного хода цилиндра стрелы (подъем стрелы);

Проект модернизации одноковшового экскаватора с целью повышения производительности и экономической эффективности-время исполнения обратного хода цилиндра рукояти;

Проект модернизации одноковшового экскаватора с целью повышения производительности и экономической эффективности- время исполнения прямого хода цилиндра ковша;

Проект модернизации одноковшового экскаватора с целью повышения производительности и экономической эффективности – время исполнения обратного хода цилиндра ковша;

Проект модернизации одноковшового экскаватора с целью повышения производительности и экономической эффективности- время поворота с груженным ковшом;


Проект модернизации одноковшового экскаватора с целью повышения производительности и экономической эффективности – время разгона, равное времени торможения.


Проект модернизации одноковшового экскаватора с целью повышения производительности и экономической эффективности – момент инерции рабочего оборудования на среднем в положении выгрузки.

Проект модернизации одноковшового экскаватора с целью повышения производительности и экономической эффективности – движущий момент механизма поворота,

Проект модернизации одноковшового экскаватора с целью повышения производительности и экономической эффективности – угловая скорость при повороте.

Суммарный угол разгона и торможения обратной лопаты с груженым ковшом.

Проект модернизации одноковшового экскаватора с целью повышения производительности и экономической эффективности


Обратный угол поворота в радианах


Проект модернизации одноковшового экскаватора с целью повышения производительности и экономической эффективности


Время, затрачиваемое на поворот рабочего оборудования с груженым ковшом.


Проект модернизации одноковшового экскаватора с целью повышения производительности и экономической эффективности


Проект модернизации одноковшового экскаватора с целью повышения производительности и экономической эффективности – время поворота с пустым ковшом.

Проект модернизации одноковшового экскаватора с целью повышения производительности и экономической эффективности- время разгона, равное времени торможения,

Проект модернизации одноковшового экскаватора с целью повышения производительности и экономической эффективности – момент инерции рабочего оборудования на среднем вылете при повороте с порожним ковшом,

Проект модернизации одноковшового экскаватора с целью повышения производительности и экономической эффективности – движущий момент механизма поворота,

Проект модернизации одноковшового экскаватора с целью повышения производительности и экономической эффективности – угловая скорость при повороте.

Суммарный угол разгона и торможения рабочего оборудования с порожним ковшом.


Проект модернизации одноковшового экскаватора с целью повышения производительности и экономической эффективности


Время, затрачиваемое на поворот рабочего оборудования с пустым ковшом.

Проект модернизации одноковшового экскаватора с целью повышения производительности и экономической эффективности


Общее время цикла обратной лопаты при копании на полную глубину с углом выгрузки Проект модернизации одноковшового экскаватора с целью повышения производительности и экономической эффективности (без совмещения операций).

Проект модернизации одноковшового экскаватора с целью повышения производительности и экономической эффективности

Определение производительности.

Число циклов в минуту.


Проект модернизации одноковшового экскаватора с целью повышения производительности и экономической эффективности


Теоретическая производительность


Проект модернизации одноковшового экскаватора с целью повышения производительности и экономической эффективности


Техническая производительность


Проект модернизации одноковшового экскаватора с целью повышения производительности и экономической эффективности,


где Проект модернизации одноковшового экскаватора с целью повышения производительности и экономической эффективности- коэффициент влияния грунта.

Для категории грунта (I–IV) соответственно:

Проект модернизации одноковшового экскаватора с целью повышения производительности и экономической эффективности

Эксплуатационная производительность

Проект модернизации одноковшового экскаватора с целью повышения производительности и экономической эффективности

где Проект модернизации одноковшового экскаватора с целью повышения производительности и экономической эффективности– коэффициент использования машины во времени.

Проект модернизации одноковшового экскаватора с целью повышения производительности и экономической эффективности



6. Расчет усилий в элементах рабочего оборудования


6.1 Определение усилий на режущем контуре ковша обратной лопаты при копании цилиндром рукояти


Усилиями на режущем контуре ковша, как функция угла поворота системы «ковш-цилиндр» «ковша-рукоять» вокруг шарнира могут быть определены по следующей формуле:


Проект модернизации одноковшового экскаватора с целью повышения производительности и экономической эффективности


где Проект модернизации одноковшового экскаватора с целью повышения производительности и экономической эффективности– усилие гидроцилиндра рукояти;

Проект модернизации одноковшового экскаватора с целью повышения производительности и экономической эффективности – радиус кривошина;

Проект модернизации одноковшового экскаватора с целью повышения производительности и экономической эффективности– радиус копания;

Проект модернизации одноковшового экскаватора с целью повышения производительности и экономической эффективности– расстояние между центрами механизма;

Проект модернизации одноковшового экскаватора с целью повышения производительности и экономической эффективности– коэффициент, учитывающий влияние весовых нагрузок, соответствующий емкости ковша 0,55 м3.

Определение рабочего диапазона. Начальный угол положения исполнительного органа от линии центров


Проект модернизации одноковшового экскаватора с целью повышения производительности и экономической эффективности


где Проект модернизации одноковшового экскаватора с целью повышения производительности и экономической эффективности– переменное расстояние между шарнирами цилиндра рукояти в м,

Проект модернизации одноковшового экскаватора с целью повышения производительности и экономической эффективностив начале копания,

Проект модернизации одноковшового экскаватора с целью повышения производительности и экономической эффективностив конце копания.

Максимальное значение усилия на режущем контуре ковша достигаются при положении кривошипа.

Проект модернизации одноковшового экскаватора с целью повышения производительности и экономической эффективности


6.2 Определение усилий в шарнире ковша


Величина и непрерывных усилий в шарнире ковша может быть определены графическим путем построения силовых многоугольников.

Откладываем в масштабе (в 1 см 1000 даН) вектор усилий Проект модернизации одноковшового экскаватора с целью повышения производительности и экономической эффективности по величине и направлению.

Из конца вектора усилий Проект модернизации одноковшового экскаватора с целью повышения производительности и экономической эффективностиПроект модернизации одноковшового экскаватора с целью повышения производительности и экономической эффективностиоткладываем вектор весовых нагрузок, включая массу грунта в ковше.


Проект модернизации одноковшового экскаватора с целью повышения производительности и экономической эффективности


где Проект модернизации одноковшового экскаватора с целью повышения производительности и экономической эффективности– масса рабочего оборудования подвижного относительно шарнира ковша в кг (масса ковша Проект модернизации одноковшового экскаватора с целью повышения производительности и экономической эффективности)

Проект модернизации одноковшового экскаватора с целью повышения производительности и экономической эффективности– масса грунта в ковше

Проект модернизации одноковшового экскаватора с целью повышения производительности и экономической эффективности– количество положений ковша

Проект модернизации одноковшового экскаватора с целью повышения производительности и экономической эффективности– номер положения.


Проект модернизации одноковшового экскаватора с целью повышения производительности и экономической эффективности


Из конца вектора Проект модернизации одноковшового экскаватора с целью повышения производительности и экономической эффективности откладываем по величине и направлению вектора Проект модернизации одноковшового экскаватора с целью повышения производительности и экономической эффективности. Величина его переменная, а направление постоянное.

Замыкающий вектор силового многоугольника по величине и направлению соответствует вектору усилия в шарнире ковша Проект модернизации одноковшового экскаватора с целью повышения производительности и экономической эффективности.

Величину усилий Проект модернизации одноковшового экскаватора с целью повышения производительности и экономической эффективности получаем путем замера величины вектора усилия Проект модернизации одноковшового экскаватора с целью повышения производительности и экономической эффективности и перемножая его величину на силовой масштаб Проект модернизации одноковшового экскаватора с целью повышения производительности и экономической эффективности.

Подсчет значения Проект модернизации одноковшового экскаватора с целью повышения производительности и экономической эффективности и Проект модернизации одноковшового экскаватора с целью повышения производительности и экономической эффективности приведен в таблице 6.2.


Таблица 6.2 – Расчет усилий в шарнире ковша.

Расчетное положение

Проект модернизации одноковшового экскаватора с целью повышения производительности и экономической эффективности, даН

k n

Проект модернизации одноковшового экскаватора с целью повышения производительности и экономической эффективности

Проект модернизации одноковшового экскаватора с целью повышения производительности и экономической эффективности, даН

Проект модернизации одноковшового экскаватора с целью повышения производительности и экономической эффективностидаН

Проект модернизации одноковшового экскаватора с целью повышения производительности и экономической эффективности, даН

Проект модернизации одноковшового экскаватора с целью повышения производительности и экономической эффективности, см

Проект модернизации одноковшового экскаватора с целью повышения производительности и экономической эффективности

Проект модернизации одноковшового экскаватора с целью повышения производительности и экономической эффективности, даН

1 3600 8–1=7 0 0 0 360 11900 12,2 В 1 см 1000 даН 12200
2 4560
1 1/7 143 503 15200 16,5
16500
3 5720
2 2/7 286 646 19500 22,7
22700
4 6220
3 3/7 428 788 21600 26,4
26400
5 6130
4 4/7 572 938 21700 27,5
27500
6 5680
5 5/7 715 1075 20700 26,6
26600
7 4870
6 6/7 857 1217 18800 24,9
24900
8 3190
7 1 1000 1360 13750 18,4
18400

6.3 Определение усилий в шарнире рукояти


Величина и направление усилий в шарнире рукояти может быть определена графическим путем построения силовых многоугольников.

Откладываем в масштабе (в 1 см 1000 даН) вектор усилий Проект модернизации одноковшового экскаватора с целью повышения производительности и экономической эффективности по величине и направлению.

Из конца вектора усилия Проект модернизации одноковшового экскаватора с целью повышения производительности и экономической эффективности откладываем вектор весовых нагрузок, включая массу грунта в ковше.


Проект модернизации одноковшового экскаватора с целью повышения производительности и экономической эффективности


где Проект модернизации одноковшового экскаватора с целью повышения производительности и экономической эффективности– масса рабочего оборудования, подвижного относительно шарнира ковша в кг;

Проект модернизации одноковшового экскаватора с целью повышения производительности и экономической эффективности


Проект модернизации одноковшового экскаватора с целью повышения производительности и экономической эффективности– масса ковша

Проект модернизации одноковшового экскаватора с целью повышения производительности и экономической эффективности– масса тяги

Проект модернизации одноковшового экскаватора с целью повышения производительности и экономической эффективности– масса коромысла

Проект модернизации одноковшового экскаватора с целью повышения производительности и экономической эффективности– масса цилиндра ковша

Проект модернизации одноковшового экскаватора с целью повышения производительности и экономической эффективности– масса рукояти

Проект модернизации одноковшового экскаватора с целью повышения производительности и экономической эффективности– половина массы цилиндра рукояти

Проект модернизации одноковшового экскаватора с целью повышения производительности и экономической эффективности

Проект модернизации одноковшового экскаватора с целью повышения производительности и экономической эффективности– масса грунта в ковше

Проект модернизации одноковшового экскаватора с целью повышения производительности и экономической эффективности– количество положений ковша

Проект модернизации одноковшового экскаватора с целью повышения производительности и экономической эффективности– номер положения.


Проект модернизации одноковшового экскаватора с целью повышения производительности и экономической эффективности


Из конца вектора Проект модернизации одноковшового экскаватора с целью повышения производительности и экономической эффективности откладываем по величине и направлению вектор Проект модернизации одноковшового экскаватора с целью повышения производительности и экономической эффективностиПроект модернизации одноковшового экскаватора с целью повышения производительности и экономической эффективности. Величина его постоянное, а направление переменное, соответствующее позиции копания.

Замыкающий вектор силового многоугольника по величине и направлению соответствует вектору усилия в шарнире ковша Проект модернизации одноковшового экскаватора с целью повышения производительности и экономической эффективности.

Величину усилия Проект модернизации одноковшового экскаватора с целью повышения производительности и экономической эффективности получаем путем замера величины вектора усилия Проект модернизации одноковшового экскаватора с целью повышения производительности и экономической эффективности и перемножением его величины на силовой масштаб Проект модернизации одноковшового экскаватора с целью повышения производительности и экономической эффективности.

Подсчет значения Проект модернизации одноковшового экскаватора с целью повышения производительности и экономической эффективности иПроект модернизации одноковшового экскаватора с целью повышения производительности и экономической эффективности приведен в таблице 6.3.


Таблица 6.3 – Подсчет усилий в шарнире рукояти

Расчетное положение

Проект модернизации одноковшового экскаватора с целью повышения производительности и экономической эффективности, даН

k 1 n 1

Проект модернизации одноковшового экскаватора с целью повышения производительности и экономической эффективности

Проект модернизации одноковшового экскаватора с целью повышения производительности и экономической эффективности даН

Проект модернизации одноковшового экскаватора с целью повышения производительности и экономической эффективности, даН

Проект модернизации одноковшового экскаватора с целью повышения производительности и экономической эффективности, даН

Проект модернизации одноковшового экскаватора с целью повышения производительности и экономической эффективности, см

Проект модернизации одноковшового экскаватора с целью повышения производительности и экономической эффективности

Проект модернизации одноковшового экскаватора с целью повышения производительности и экономической эффективности, даН

1 3600 8–1=7 0 0 0 925 23200 23,1 В 1 см 1000 даН 23100
2 4560
1 1/7 143 1068
27,1
27100
3 5720
2 2/7 286 1211
28,9
28900
4 6220
3 3/7 428 1353
29,7
29700
5 6130
4 4/7 572 1498
29,8
29800
6 5680
5 5/7 715 1640
29,5
29500
7 4870
6 6/7 857 1782
29,4
29400
8 3190
7 1 1000 1925
29,4
29400

6.4 Определение усилий в шарнире стрелы


Величина и направление усилий в шарнире стрелы может быть определена графическим путем построения силовых многоугольников.

Откладываем вектор весовых нагрузок, включая массу грунта в ковше.


Проект модернизации одноковшового экскаватора с целью повышения производительности и экономической эффективности


Проект модернизации одноковшового экскаватора с целью повышения производительности и экономической эффективности– масса узлов подвижных относительно шарнира стрелы включая массу грунта в ковше, в кг;

Проект модернизации одноковшового экскаватора с целью повышения производительности и экономической эффективности– половина массы цилиндра рукояти

Проект модернизации одноковшового экскаватора с целью повышения производительности и экономической эффективности– масса стрелы,

Проект модернизации одноковшового экскаватора с целью повышения производительности и экономической эффективности– масса двух цилиндров стрелы.


Проект модернизации одноковшового экскаватора с целью повышения производительности и экономической эффективности

Из конца вектора Проект модернизации одноковшового экскаватора с целью повышения производительности и экономической эффективности откладываем по величине и направлению вектор Проект модернизации одноковшового экскаватора с целью повышения производительности и экономической эффективности. Величина его переменная, а направление постоянные.

Замыкающий вектор силового многоугольника по величине и направлению соответствует вектору усилия в шарнире стрелы Проект модернизации одноковшового экскаватора с целью повышения производительности и экономической эффективности. Величину усилия Проект модернизации одноковшового экскаватора с целью повышения производительности и экономической эффективности получаем путем замера величины вектора усилия Проект модернизации одноковшового экскаватора с целью повышения производительности и экономической эффективности и перемножением его величины на силовой масштабПроект модернизации одноковшового экскаватора с целью повышения производительности и экономической эффективности

Подсчет значения Проект модернизации одноковшового экскаватора с целью повышения производительности и экономической эффективности и Проект модернизации одноковшового экскаватора с целью повышения производительности и экономической эффективности приведен в таблице 6.4.


Таблица 6.4 – Подсчет усилий в шарнире стрелы.

Расчетное положение

Проект модернизации одноковшового экскаватора с целью повышения производительности и экономической эффективности, даН

Проект модернизации одноковшового экскаватора с целью повышения производительности и экономической эффективности, даН

Проект модернизации одноковшового экскаватора с целью повышения производительности и экономической эффективности даН

Проект модернизации одноковшового экскаватора с целью повышения производительности и экономической эффективности, даН

Проект модернизации одноковшового экскаватора с целью повышения производительности и экономической эффективности, даН

Проект модернизации одноковшового экскаватора с целью повышения производительности и экономической эффективности, см

Проект модернизации одноковшового экскаватора с целью повышения производительности и экономической эффективности

Проект модернизации одноковшового экскаватора с целью повышения производительности и экономической эффективности, даН

1 3600 925 1068 1993 55200 29,6 В 1 см 2000 даН 59200
2 4560 1068
2136 68700 37
74000
3 5720 1211
2280 76000 41
82000
4 6220 1353
2422 56800 38
76000
5 6130 1498
2565 45400 25,5
51000
6 5680 1640
2708 21400 13
26000
7 4870 1782
2850 1735 10,6
21200
8 3190 1925
3000 17150 3,5
-7000

7. Расчет привода гусеничного хода


Согласно заданию необходимо спроектировать привод гусеничного хода, который обеспечил бы увеличение скорости передвижения экскаватора на 10%. Это достигается увеличением числа оборотов ведущего колеса гусеничного хода, соответственно, уменьшением передаточного числа привода.

Анализ кинематики гусеничного хода показал, что наиболее просто решать эту задачу можно, спроектировав ценную передачу с необходимыми параметрами. К тому же, как это дано в научно-исследовательской части вместо конструкции серийной звездочки разработана конструкция звездочки-демпфера.

Кинематический расчет.

Проект модернизации одноковшового экскаватора с целью повышения производительности и экономической эффективности– подача рабочей жидкости за один оборот,

Проект модернизации одноковшового экскаватора с целью повышения производительности и экономической эффективности– рабочее давление,

Проект модернизации одноковшового экскаватора с целью повышения производительности и экономической эффективности– производительность, идущая на ход при Проект модернизации одноковшового экскаватора с целью повышения производительности и экономической эффективности

Проект модернизации одноковшового экскаватора с целью повышения производительности и экономической эффективности– объемный КПД привода хода.

Передаточные отношения.


Проект модернизации одноковшового экскаватора с целью повышения производительности и экономической эффективности


Таблица 7.1 – Данные передач

Наименование шестерн Модуль, мм Количество зубьев, z, б/р Диам.нач. окр., d, мм Шаг, t, мм
Шестерня, z1 3.25 17 55.25 -
Колесо, z2 3.25 72 234 -
Шестерня, z3 4.25 16 68 -
Колесо, z4 4.25 57 242.25 -
Ведущая звездочка, z5 - 10 164.39 50.8
Ведущая звездочка, z6 - 22 356.95 50.8
Ведущее колесо гусеничного хода - - 526 -
Диаметр качания гусеницы - - 660 -

Число оборотов в минуту:


Проект модернизации одноковшового экскаватора с целью повышения производительности и экономической эффективности


Скорость передвижения гусениц.


Проект модернизации одноковшового экскаватора с целью повышения производительности и экономической эффективности


Окружные скорости в передачах:

Окружная скорость в зацеплении Проект модернизации одноковшового экскаватора с целью повышения производительности и экономической эффективности


Проект модернизации одноковшового экскаватора с целью повышения производительности и экономической эффективности

Проект модернизации одноковшового экскаватора с целью повышения производительности и экономической эффективности Проект модернизации одноковшового экскаватора с целью повышения производительности и экономической эффективности

1 – ведущее колесо, 2 – гидромотор.

Рисунок 7.1 – Кинематическая схема привода гусеничного хода.


Окружная скорость в зацеплении Проект модернизации одноковшового экскаватора с целью повышения производительности и экономической эффективности


Проект модернизации одноковшового экскаватора с целью повышения производительности и экономической эффективности


Окружная скорость в цепной передаче

Проект модернизации одноковшового экскаватора с целью повышения производительности и экономической эффективности


Окружная скорость в зацеплении ведущего вала колеса трака гусеницы по диаметру начальной окружности.


Проект модернизации одноковшового экскаватора с целью повышения производительности и экономической эффективностиПроект модернизации одноковшового экскаватора с целью повышения производительности и экономической эффективностиПроект модернизации одноковшового экскаватора с целью повышения производительности и экономической эффективности


Силовой расчет привода гусеничного хода по максимальным нагрузкам (по рабочему давлению в гидросистеме, на которое отрегулирован клапан гидромотора хода).

Исходные данные

Рабочее давление в гидросистеме хода по предохранительному клапану Проект модернизации одноковшового экскаватора с целью повышения производительности и экономической эффективности.

Расход рабочей жидкости Проект модернизации одноковшового экскаватора с целью повышения производительности и экономической эффективности

Проект модернизации одноковшового экскаватора с целью повышения производительности и экономической эффективности– КПД цилиндрической передачи

Проект модернизации одноковшового экскаватора с целью повышения производительности и экономической эффективности– КПД цепной передачи

Проект модернизации одноковшового экскаватора с целью повышения производительности и экономической эффективности– объемный КПД гидромотора

Проект модернизации одноковшового экскаватора с целью повышения производительности и экономической эффективности– механический КПД гидромотора.

Расчет производим по рабочему давлению.


Проект модернизации одноковшового экскаватора с целью повышения производительности и экономической эффективности


Максимальные крутящие моменты на I валу

Проект модернизации одноковшового экскаватора с целью повышения производительности и экономической эффективности


Усилие в передачах и зацеплениях.

Полное окружное усилие в зацеплении Проект модернизации одноковшового экскаватора с целью повышения производительности и экономической эффективности


Проект модернизации одноковшового экскаватора с целью повышения производительности и экономической эффективностиПроект модернизации одноковшового экскаватора с целью повышения производительности и экономической эффективности

Проект модернизации одноковшового экскаватора с целью повышения производительности и экономической эффективности


Радиальное усилие в зацеплении Проект модернизации одноковшового экскаватора с целью повышения производительности и экономической эффективности


Проект модернизации одноковшового экскаватора с целью повышения производительности и экономической эффективности


0 кружное усилие в зацеплении Проект модернизации одноковшового экскаватора с целью повышения производительности и экономической эффективности


Проект модернизации одноковшового экскаватора с целью повышения производительности и экономической эффективности


Радиальное усилие в зацепленииПроект модернизации одноковшового экскаватора с целью повышения производительности и экономической эффективности


Проект модернизации одноковшового экскаватора с целью повышения производительности и экономической эффективности


0 кружное усилие в цепной передаче Проект модернизации одноковшового экскаватора с целью повышения производительности и экономической эффективности

Проект модернизации одноковшового экскаватора с целью повышения производительности и экономической эффективности


Окружное усилие на двух приводных звездочках гусениц.


Проект модернизации одноковшового экскаватора с целью повышения производительности и экономической эффективностиПроект модернизации одноковшового экскаватора с целью повышения производительности и экономической эффективности


Расчет вала ведущего колеса.

Определяем реакцию в опорах от окружного усилия (рисунок 7.2).


Проект модернизации одноковшового экскаватора с целью повышения производительности и экономической эффективности


Максимальные изгибающие моменты от окружных усилий.


Проект модернизации одноковшового экскаватора с целью повышения производительности и экономической эффективностидаНсм,

Проект модернизации одноковшового экскаватора с целью повышения производительности и экономической эффективности даНсм.


Крутящий момент.

Проект модернизации одноковшового экскаватора с целью повышения производительности и экономической эффективности

Суммарные моменты от изгиба и кручения.


Проект модернизации одноковшового экскаватора с целью повышения производительности и экономической эффективности

Расчет ценной передачи.

Запас прочности по разрывному усилию проверяется по формуле:


Проект модернизации одноковшового экскаватора с целью повышения производительности и экономической эффективности


uде Проект модернизации одноковшового экскаватора с целью повышения производительности и экономической эффективности– разрывное усилие втулочно-роликовой цепи, даН;

Проект модернизации одноковшового экскаватора с целью повышения производительности и экономической эффективности– усилие, действующее в цепной передаче, даН;

Случаи использования полной мощности двигателя:

Проект модернизации одноковшового экскаватора с целью повышения производительности и экономической эффективности

Расчет валов

Вал I

Проект модернизации одноковшового экскаватора с целью повышения производительности и экономической эффективности

Проект модернизации одноковшового экскаватора с целью повышения производительности и экономической эффективностисталь 40 ХНМА


Проект модернизации одноковшового экскаватора с целью повышения производительности и экономической эффективности


Запас прочности по пределу текучести стали 40 ХНМА


Проект модернизации одноковшового экскаватора с целью повышения производительности и экономической эффективности


Вал II

Проект модернизации одноковшового экскаватора с целью повышения производительности и экономической эффективности

Сталь 40 ХНМА.

Проект модернизации одноковшового экскаватора с целью повышения производительности и экономической эффективности


Запас прочности по пределу текучести стали 40 ХНМА.


Проект модернизации одноковшового экскаватора с целью повышения производительности и экономической эффективности


Вал III


Проект модернизации одноковшового экскаватора с целью повышения производительности и экономической эффективностиСталь 40 ХНМА.

Проект модернизации одноковшового экскаватора с целью повышения производительности и экономической эффективности


Запас прочности по пределу текучести стали 40 ХНМА


Проект модернизации одноковшового экскаватора с целью повышения производительности и экономической эффективности


Вал IV


Проект модернизации одноковшового экскаватора с целью повышения производительности и экономической эффективностисталь 40 ХНМА

Проект модернизации одноковшового экскаватора с целью повышения производительности и экономической эффективности


Запас по пределу текучести стали 40 ХНМА.

Проект модернизации одноковшового экскаватора с целью повышения производительности и экономической эффективности


Проект модернизации одноковшового экскаватора с целью повышения производительности и экономической эффективности

Рисунок 7.2 – Схема нагружения ведущего вала.



8. Расчет грейфера


Расчет усилия на режущем контуре грейфера ведется по формуле


Проект модернизации одноковшового экскаватора с целью повышения производительности и экономической эффективности


где Проект модернизации одноковшового экскаватора с целью повышения производительности и экономической эффективности– момент на ковше грейфера, даНсм;

Проект модернизации одноковшового экскаватора с целью повышения производительности и экономической эффективности– радиус копания ковша грейфера.

Момент на ковше грейфера рассчитывается по формуле


Проект модернизации одноковшового экскаватора с целью повышения производительности и экономической эффективности


где Проект модернизации одноковшового экскаватора с целью повышения производительности и экономической эффективности– усилие цилиндра грейфера, даН;


Проект модернизации одноковшового экскаватора с целью повышения производительности и экономической эффективности


Проект модернизации одноковшового экскаватора с целью повышения производительности и экономической эффективности–диаметр цилиндра грейфера

Проект модернизации одноковшового экскаватора с целью повышения производительности и экономической эффективности– диаметр штока цилиндра грейфера;

Проект модернизации одноковшового экскаватора с целью повышения производительности и экономической эффективности– давление в системе;

Проект модернизации одноковшового экскаватора с целью повышения производительности и экономической эффективности– расстояние от шарнира крепления ковша грейфера к штоку цилиндра до шарнира крепления тяги к ковшу;

Проект модернизации одноковшового экскаватора с целью повышения производительности и экономической эффективности– переменный угол, образованный направлением усилия в цилиндре грейфера и линией, соединяющей шарниры на ковше грейфера,


Проект модернизации одноковшового экскаватора с целью повышения производительности и экономической эффективности


где Проект модернизации одноковшового экскаватора с целью повышения производительности и экономической эффективности– плечо действия усилия цилиндра грейфера и усилий на режущем контуре ковша грейфера произведем в таблице 8.1

Грузоподъемность грейфера возможная по усилий двух гидроцилиндров стрелы на 370 даН меньше грузоподъемности ковша обратной лопаты, так как вес грейфера на 370 кгс больше ковша обратной лопаты. Грузоподъемность грейфера возможная по усилию двух гидроцилиндров стрелы в зависимости от положения стрелы определяем графически.


9. Расчет ковша


Ковш обратных лопат изготавливается с закругленными неоткрывающимися днищами двух типов: с зубьями – рекомендуется для рытья траншей и с полуоткрытой режущей кромкой без зубьев рекомендуются для всех остальных видов разработки грунтов.

В нашем случае принимаем ковш с зубьями.

В зависимости от емкости ковша можно определить его размеры по определенным формулам:


Проект модернизации одноковшового экскаватора с целью повышения производительности и экономической эффективности

Рисунок 9.1 – Схема ковша


Определяем размеры ковша.


Проект модернизации одноковшового экскаватора с целью повышения производительности и экономической эффективности


где Проект модернизации одноковшового экскаватора с целью повышения производительности и экономической эффективности

Проект модернизации одноковшового экскаватора с целью повышения производительности и экономической эффективности


Ориентировочный вес ковша в зависимости от его емкости и для грунтов III категории.


Проект модернизации одноковшового экскаватора с целью повышения производительности и экономической эффективности


Конструктивные размеры режущей части должны соответствовать сопротивлению грунта. Чтобы боковые стенки ковша не принимали участие в процессе резания, крайние зубья следует устанавливать заподлицо с боковыми стенками. Ширину зубьев ковша принимают по формуле:


Проект модернизации одноковшового экскаватора с целью повышения производительности и экономической эффективности


Чтобы исключить влияние основной стенки на процесс резания принимают промежутки между зубьями:


Проект модернизации одноковшового экскаватора с целью повышения производительности и экономической эффективности


Исходя из этих соображений можно принять число зубьев ковша z=4.

Определим толщину днища ковша.

Принимаем, что усилие резания Проект модернизации одноковшового экскаватора с целью повышения производительности и экономической эффективности грунта действует на днище ковша по центру и ровно 6130 даН (см. раздел 6.).

Составим расчетную схему и определим необходимое сечение днища ковша.

Величина опорных реакций.


Проект модернизации одноковшового экскаватора с целью повышения производительности и экономической эффективности


Проект модернизации одноковшового экскаватора с целью повышения производительности и экономической эффективности

Рисунок 9.2 – Расчетная схема днища ковша.


Проект модернизации одноковшового экскаватора с целью повышения производительности и экономической эффективности


Максимальный изгибающий момент.


Проект модернизации одноковшового экскаватора с целью повышения производительности и экономической эффективности


Форма сечения днища ковша прямоугольная


Проект модернизации одноковшового экскаватора с целью повышения производительности и экономической эффективности

Рисунок 9.3 – Схема сечения днища ковша.


Проект модернизации одноковшового экскаватора с целью повышения производительности и экономической эффективности


Проект модернизации одноковшового экскаватора с целью повышения производительности и экономической эффективности – допустимое напряжение для точки 3.


Проект модернизации одноковшового экскаватора с целью повышения производительности и экономической эффективности



10. Расчет на прочность рукояти


Расчет ведем для случая копания грунта при помощи гидроцилиндра рукояти, т. к. нагрузки для этого случая возникают наибольшие.

Исходные данные.

В процессе копания в системе

ковш – гидроцилиндр ковшаПроект модернизации одноковшового экскаватора с целью повышения производительности и экономической эффективности

рукоять – гидроцилиндр рукояти,

стрела – гидроцилиндр стрелы – шарниры поворотной платформы для закрепления стрелы и двух гидроцилиндров стрелы – имеют место следующие нагрузки:

Проект модернизации одноковшового экскаватора с целью повышения производительности и экономической эффективности – усилие на режущем контуре ковша, даН;

Проект модернизации одноковшового экскаватора с целью повышения производительности и экономической эффективности – усилие в гидроцилиндре ковша, даН;

Проект модернизации одноковшового экскаватора с целью повышения производительности и экономической эффективности – усилие в шарнире сочленения ковша с рукояти, даН;

Проект модернизации одноковшового экскаватора с целью повышения производительности и экономической эффективности – усилие в гидроцилиндре рукояти, даН;

Проект модернизации одноковшового экскаватора с целью повышения производительности и экономической эффективности – усилие в шарнире сочленения стрелы с поворотной платформой, даН;

Проект модернизации одноковшового экскаватора с целью повышения производительности и экономической эффективности – усилие в гидроцилиндрах стрелы, даН.

Для расчета прочности узлов рабочего оборудования давления в гидроцилиндре рукояти принимается постоянным. Значение усилий Проект модернизации одноковшового экскаватора с целью повышения производительности и экономической эффективности, Проект модернизации одноковшового экскаватора с целью повышения производительности и экономической эффективности, Проект модернизации одноковшового экскаватора с целью повышения производительности и экономической эффективности, Проект модернизации одноковшового экскаватора с целью повышения производительности и экономической эффективности, Проект модернизации одноковшового экскаватора с целью повышения производительности и экономической эффективности, Проект модернизации одноковшового экскаватора с целью повышения производительности и экономической эффективности, для девяти положений приведено в таблице раздела 6.

Для расчета рукояти принимается четвертое положение, а стрелы третье положение рабочего оборудования на траектории копания, где значение усилий минимальное (рисунок 10.1).


Проект модернизации одноковшового экскаватора с целью повышения производительности и экономической эффективности

Рисунок 10.1 – Схема действующих усилий в элементах рабочего оборудования


Для удобства расчета рабочее оборудование разбиваем на узлы: ковш, рукоять, стрела.

Произведем проверку на прочность сечений металлоконструкций рукояти.

Металлоконструкция рукояти во время копания подвержено одновременному воздействию на нее изгиба от сил Проект модернизации одноковшового экскаватора с целью повышения производительности и экономической эффективности и Проект модернизации одноковшового экскаватора с целью повышения производительности и экономической эффективности и кручения от Проект модернизации одноковшового экскаватора с целью повышения производительности и экономической эффективности, а также на нее действуют усилий растяжения и сжатия от сил Проект модернизации одноковшового экскаватора с целью повышения производительности и экономической эффективности. Изгибающий момент в любом из принятых для расчета сечений находим по формуле:


Проект модернизации одноковшового экскаватора с целью повышения производительности и экономической эффективности


На рисунке 10.2 обозначены места расположения принятых для расчета сечении и направлении усилий Проект модернизации одноковшового экскаватора с целью повышения производительности и экономической эффективности и Проект модернизации одноковшового экскаватора с целью повышения производительности и экономической эффективности указаны также плечи Проект модернизации одноковшового экскаватора с целью повышения производительности и экономической эффективности и Проект модернизации одноковшового экскаватора с целью повышения производительности и экономической эффективности равнодействующих этих усилий относительно центра тяжести сечений. ЗначенийПроект модернизации одноковшового экскаватора с целью повышения производительности и экономической эффективности, Проект модернизации одноковшового экскаватора с целью повышения производительности и экономической эффективности, Проект модернизации одноковшового экскаватора с целью повышения производительности и экономической эффективности и Проект модернизации одноковшового экскаватора с целью повышения производительности и экономической эффективностиа также подсчет Проект модернизации одноковшового экскаватора с целью повышения производительности и экономической эффективности приведены в таблице 10.1.


Таблица 10.1 – Расчетные данные

Сечение Rτ, даН LR τ, м

Проект модернизации одноковшового экскаватора с целью повышения производительности и экономической эффективности

Pук, даН

Проект модернизации одноковшового экскаватора с целью повышения производительности и экономической эффективности

Проект модернизации одноковшового экскаватора с целью повышения производительности и экономической эффективности

Проект модернизации одноковшового экскаватора с целью повышения производительности и экономической эффективности

I–I 6220 3,48 21600 21600 0,2 4340 17260
II–II
1,85 11500
0,5 10800 70

Крутящий момент для любого из выбранных для расчета сечения определяется по формуле:


Проект модернизации одноковшового экскаватора с целью повышения производительности и экономической эффективности


где Проект модернизации одноковшового экскаватора с целью повышения производительности и экономической эффективности– плечо равнодействующей усилия Проект модернизации одноковшового экскаватора с целью повышения производительности и экономической эффективности, приложенного на крайнем режущем контуре ковша относительно центра тяжести сечения рукояти.

Проект модернизации одноковшового экскаватора с целью повышения производительности и экономической эффективности

Изгибающее напряжение в любом из представленных для расчета сечений определяется по формуле:


Проект модернизации одноковшового экскаватора с целью повышения производительности и экономической эффективности


где Проект модернизации одноковшового экскаватора с целью повышения производительности и экономической эффективности– момент сопротивления сечения изгибу относительно оси х-х;


Проект модернизации одноковшового экскаватора с целью повышения производительности и экономической эффективности

Рисунок 10.2 – Расчетная схема системы ковш-рукоять


Момент сопротивления изгибу относительно оси х-х можно определить по формуле (рисунок 10.3 и 10.4).


Проект модернизации одноковшового экскаватора с целью повышения производительности и экономической эффективности


где В - основные сечения с наружной стороны, см;

Н – высота сечения с наружной стороны, см;

b – основание сечения с внутренней стороны, см;

h – высота сечения с внутренней стороны, см;

Значения B, H, b, h и подсчет Проект модернизации одноковшового экскаватора с целью повышения производительности и экономической эффективности для всех сечений приводим в таблице 10.2.

Подсчет значений Проект модернизации одноковшового экскаватора с целью повышения производительности и экономической эффективности для всех сечений приводим в таблице 10.3.


Проект модернизации одноковшового экскаватора с целью повышения производительности и экономической эффективности

Рисунок 10.3 – Схема сечения I–I


Таблица 10.2 – Геометрические параметры сечения

Сечение B, см Н, см Н3, см3 ВН3, см4 b, см h, см h3, см3 bh3, см4 BH3-bh3, см4 6H, см

Проект модернизации одноковшового экскаватора с целью повышения производительности и экономической эффективности, см3

I–I 19 35 43000 815000 17 33 36000 612000 203000 210 968
II–II 19 24 14000 26600 17 22 11000 187000 79000 144 550

Таблица 10.3 – Действующие напряжения

Сечение

Проект модернизации одноковшового экскаватора с целью повышения производительности и экономической эффективности

Проект модернизации одноковшового экскаватора с целью повышения производительности и экономической эффективности, см3

Проект модернизации одноковшового экскаватора с целью повышения производительности и экономической эффективности, МПа

I–I 1726000 968 178,5
II–II 70000 550 12,8

Проект модернизации одноковшового экскаватора с целью повышения производительности и экономической эффективности

Рисунок 10.4 – Схема сечения II–II


Напряжение от кручения для всех сечений определяется по формуле:


Проект модернизации одноковшового экскаватора с целью повышения производительности и экономической эффективности


где Wk – момент сопротивления кручению, см3.

Момент сопротивления кручению можно определить по формуле:


Проект модернизации одноковшового экскаватора с целью повышения производительности и экономической эффективности


где d – основание сечения, см;

b – высота сечения, см;

Проект модернизации одноковшового экскаватора с целью повышения производительности и экономической эффективности – толщина основания, см;

Проект модернизации одноковшового экскаватора с целью повышения производительности и экономической эффективности – толщина высоты. см.

На рисунке 10.3 и 10.4 основание обозначено буквой В, а высота буквой Н, то формула приобретает вид:


Проект модернизации одноковшового экскаватора с целью повышения производительности и экономической эффективности


Таблица 10.5 – Напряжение кручения в сечениях

Сечение

Проект модернизации одноковшового экскаватора с целью повышения производительности и экономической эффективности

Wk, см3.

Проект модернизации одноковшового экскаватора с целью повышения производительности и экономической эффективности

Примечание
I–I 180000 1455 12,4 -
II–II 180000 1060 17,0 -

Приведенное напряжение в сечениях по III теории прочности определяем по формуле:


Проект модернизации одноковшового экскаватора с целью повышения производительности и экономической эффективности


Подсчет значений Проект модернизации одноковшового экскаватора с целью повышения производительности и экономической эффективности для всех сечений производим в таблице 10.6.


Таблица 10.6 – Определение приведенного напряжения

Сечение

Проект модернизации одноковшового экскаватора с целью повышения производительности и экономической эффективности, МПа

Проект модернизации одноковшового экскаватора с целью повышения производительности и экономической эффективности, МПа2

Проект модернизации одноковшового экскаватора с целью повышения производительности и экономической эффективности, МПа

Проект модернизации одноковшового экскаватора с целью повышения производительности и экономической эффективности, МПа2

Проект модернизации одноковшового экскаватора с целью повышения производительности и экономической эффективности, МПа2

Проект модернизации одноковшового экскаватора с целью повышения производительности и экономической эффективности, МПа2

Проект модернизации одноковшового экскаватора с целью повышения производительности и экономической эффективности, МПа

I–I 178,6 3200 12,4 154 616 32616 181
II–II 12,8 164 17,0 289 115 1320 36

Напряжение в сечениях с учетом регулирующих (или сжимающих усилий). Напряжение растяжения или сжатия можно определить по формуле:


Проект модернизации одноковшового экскаватора с целью повышения производительности и экономической эффективности


где F – площадь сечений, см3.

Площадь сечений может быть определено формуле


Проект модернизации одноковшового экскаватора с целью повышения производительности и экономической эффективности


Значения В, Н, b, h, а также подсчет значений F для всех сечений приведены в таблице 10.7.

Подсчет значений Проект модернизации одноковшового экскаватора с целью повышения производительности и экономической эффективности приведен в таблице 10.8.


Таблица 10.7 – Геометрические характеристики сечений

Сечение B, см Н, см ВН, см2 b, см h, см bh, см2

Проект модернизации одноковшового экскаватора с целью повышения производительности и экономической эффективности, см2

I–I 19 35 665 17 33 560 95
II–II 19 24 455 17 22 374 81

Таблица 10.8 – Напряжение расстояний (сжатия)

Сечение

Проект модернизации одноковшового экскаватора с целью повышения производительности и экономической эффективности, даН

F, см2

Проект модернизации одноковшового экскаватора с целью повышения производительности и экономической эффективности, МПа

I–I 21600 95 221
II–II 21600 81 248

Приведенное напряжение в сечении с учетом растяжения (сжатия) можно определить по формуле:


Проект модернизации одноковшового экскаватора с целью повышения производительности и экономической эффективности


Подсчет значений Проект модернизации одноковшового экскаватора с целью повышения производительности и экономической эффективности приводим в таблице 10.9.


Таблица 10.9 – Приведенные напряжения

Сечение

Проект модернизации одноковшового экскаватора с целью повышения производительности и экономической эффективности, МПа

Проект модернизации одноковшового экскаватора с целью повышения производительности и экономической эффективности МПа

Проект модернизации одноковшового экскаватора с целью повышения производительности и экономической эффективности МПа

Проект модернизации одноковшового экскаватора с целью повышения производительности и экономической эффективности МПа2

I–I 178,5 22,1 200,6 40500
II–II 12,8 24,8 37,6 1420
Сечение

Проект модернизации одноковшового экскаватора с целью повышения производительности и экономической эффективности МПа

Проект модернизации одноковшового экскаватора с целью повышения производительности и экономической эффективности МПа

Проект модернизации одноковшового экскаватора с целью повышения производительности и экономической эффективности МПа2

Проект модернизации одноковшового экскаватора с целью повышения производительности и экономической эффективности МПа2

Проект модернизации одноковшового экскаватора с целью повышения производительности и экономической эффективности МПа2

I–I 12,4 154 616 41116 202
II–II 17,0 289 1156 2576 50,5

Запас прочности по пределу текучести стали 1ОГ2С1 определяется по формуле:


Проект модернизации одноковшового экскаватора с целью повышения производительности и экономической эффективности


Подсчет значений Проект модернизации одноковшового экскаватора с целью повышения производительности и экономической эффективности для всех сечений приведен в таблице 10.10


Таблица 10.10 – Коэффициент запаса прочности

Сечение

Проект модернизации одноковшового экскаватора с целью повышения производительности и экономической эффективности

Проект модернизации одноковшового экскаватора с целью повышения производительности и экономической эффективности, МПа

Проект модернизации одноковшового экскаватора с целью повышения производительности и экономической эффективности

Проект модернизации одноковшового экскаватора с целью повышения производительности и экономической эффективности, МПа

Проект модернизации одноковшового экскаватора с целью повышения производительности и экономической эффективности б\р

I–I 380 181 2,1 0 1,87
II–II
21 18 50,5 7,4

Приведенный расчет показывает. Что запас прочности достаточен.



11. Расчет на прочность стрелы


Проведем проверку на прочность сечений металлоконструкций стрелы.

Металлоконструкция стрелы во время копания подвержена одновременному воздействию на нее изгиба от сил Проект модернизации одноковшового экскаватора с целью повышения производительности и экономической эффективности, Проект модернизации одноковшового экскаватора с целью повышения производительности и экономической эффективности и реакции в шарнирах Проект модернизации одноковшового экскаватора с целью повышения производительности и экономической эффективности, Проект модернизации одноковшового экскаватора с целью повышения производительности и экономической эффективности, а также растяжения (сжатия) от составляющих сил.


Проект модернизации одноковшового экскаватора с целью повышения производительности и экономической эффективности и Проект модернизации одноковшового экскаватора с целью повышения производительности и экономической эффективности – вПроект модернизации одноковшового экскаватора с целью повышения производительности и экономической эффективности и Проект модернизации одноковшового экскаватора с целью повышения производительности и экономической эффективности,

Проект модернизации одноковшового экскаватора с целью повышения производительности и экономической эффективности и Проект модернизации одноковшового экскаватора с целью повышения производительности и экономической эффективностиПроект модернизации одноковшового экскаватора с целью повышения производительности и экономической эффективности и Проект модернизации одноковшового экскаватора с целью повышения производительности и экономической эффективности


Изгибающий момент в любом из принятых для расчета находим по формуле:


Проект модернизации одноковшового экскаватора с целью повышения производительности и экономической эффективности


На рисунке 11.1 обозначены места расположения принятых для расчета сечений и направления усилий Проект модернизации одноковшового экскаватора с целью повышения производительности и экономической эффективности, Проект модернизации одноковшового экскаватора с целью повышения производительности и экономической эффективности, Проект модернизации одноковшового экскаватора с целью повышения производительности и экономической эффективности, Проект модернизации одноковшового экскаватора с целью повышения производительности и экономической эффективности, Проект модернизации одноковшового экскаватора с целью повышения производительности и экономической эффективности, Проект модернизации одноковшового экскаватора с целью повышения производительности и экономической эффективности, Проект модернизации одноковшового экскаватора с целью повышения производительности и экономической эффективности и Проект модернизации одноковшового экскаватора с целью повышения производительности и экономической эффективности, а также плечи равнодействующих этих усилий относительно центров тяжести сечений: Проект модернизации одноковшового экскаватора с целью повышения производительности и экономической эффективности. Значение величин Проект модернизации одноковшового экскаватора с целью повышения производительности и экономической эффективности, Проект модернизации одноковшового экскаватора с целью повышения производительности и экономической эффективности, Проект модернизации одноковшового экскаватора с целью повышения производительности и экономической эффективности и Проект модернизации одноковшового экскаватора с целью повышения производительности и экономической эффективности находим по следующей формуле:


Проект модернизации одноковшового экскаватора с целью повышения производительности и экономической эффективности


где Проект модернизации одноковшового экскаватора с целью повышения производительности и экономической эффективности– углы между направлениями усилий Проект модернизации одноковшового экскаватора с целью повышения производительности и экономической эффективности, Проект модернизации одноковшового экскаватора с целью повышения производительности и экономической эффективности, Проект модернизации одноковшового экскаватора с целью повышения производительности и экономической эффективности, Проект модернизации одноковшового экскаватора с целью повышения производительности и экономической эффективности, Проект модернизации одноковшового экскаватора с целью повышения производительности и экономической эффективности, Проект модернизации одноковшового экскаватора с целью повышения производительности и экономической эффективности, Проект модернизации одноковшового экскаватора с целью повышения производительности и экономической эффективности и Проект модернизации одноковшового экскаватора с целью повышения производительности и экономической эффективности.


Проект модернизации одноковшового экскаватора с целью повышения производительности и экономической эффективности

Рисунок 11.1 – Расчетная схема стрелы.


Подсчет значений Проект модернизации одноковшового экскаватора с целью повышения производительности и экономической эффективности, Проект модернизации одноковшового экскаватора с целью повышения производительности и экономической эффективности, Проект модернизации одноковшового экскаватора с целью повышения производительности и экономической эффективности и Проект модернизации одноковшового экскаватора с целью повышения производительности и экономической эффективности приведен в таблице 11.1


Таблица 11.1 – Усилия, действующие на стрелу

Сечение

Проект модернизации одноковшового экскаватора с целью повышения производительности и экономической эффективности, даН

Проект модернизации одноковшового экскаватора с целью повышения производительности и экономической эффективности, град

Проект модернизации одноковшового экскаватора с целью повышения производительности и экономической эффективностиб\р

Проект модернизации одноковшового экскаватора с целью повышения производительности и экономической эффективности, даН

Проект модернизации одноковшового экскаватора с целью повышения производительности и экономической эффективности даН

Проект модернизации одноковшового экскаватора с целью повышения производительности и экономической эффективности, град

Проект модернизации одноковшового экскаватора с целью повышения производительности и экономической эффективностиб\р

Проект модернизации одноковшового экскаватора с целью повышения производительности и экономической эффективности даН

Проект модернизации одноковшового экскаватора с целью повышения производительности и экономической эффективности даН

I–I 23200 13 0.965 22400 28900 20 0.935 27000 82000
II–II








Сечение

Проект модернизации одноковшового экскаватора с целью повышения производительности и экономической эффективности даН

Проект модернизации одноковшового экскаватора с целью повышения производительности и экономической эффективности, град

Проект модернизации одноковшового экскаватора с целью повышения производительности и экономической эффективности

Проект модернизации одноковшового экскаватора с целью повышения производительности и экономической эффективности даН

Проект модернизации одноковшового экскаватора с целью повышения производительности и экономической эффективности даН

Проект модернизации одноковшового экскаватора с целью повышения производительности и экономической эффективности, град

Проект модернизации одноковшового экскаватора с целью повышения производительности и экономической эффективностиб\р

I–I 76000 4 0,986 80500 76000 0 1
II–II







Значение величин Проект модернизации одноковшового экскаватора с целью повышения производительности и экономической эффективности, Проект модернизации одноковшового экскаватора с целью повышения производительности и экономической эффективности, Проект модернизации одноковшового экскаватора с целью повышения производительности и экономической эффективности, Проект модернизации одноковшового экскаватора с целью повышения производительности и экономической эффективности, Проект модернизации одноковшового экскаватора с целью повышения производительности и экономической эффективности, а также подсчет значений величин изгибающих моментов относительно центров тяжести сечений приведены таблице 11.2.


Таблица 11.2 – Усилие в стреле

Сечение

Проект модернизации одноковшового экскаватора с целью повышения производительности и экономической эффективности, даН

Проект модернизации одноковшового экскаватора с целью повышения производительности и экономической эффективности

Проект модернизации одноковшового экскаватора с целью повышения производительности и экономической эффективности даНм

Проект модернизации одноковшового экскаватора с целью повышения производительности и экономической эффективности, даН

Проект модернизации одноковшового экскаватора с целью повышения производительности и экономической эффективности, м

Проект модернизации одноковшового экскаватора с целью повышения производительности и экономической эффективности, даНм

I–I 23200 0,76 17700 28900 0,3 9000
II–II
0,4 9280
0,6 17300
I–I 82000 0,2 16400 76000 0,08 6080
II–II
0,68 56700
0,82 62400

Сечение

Проект модернизации одноковшового экскаватора с целью повышения производительности и экономической эффективности даНсм

I–I 1902000
II–II 1372000

Изгибающее напряжение в сечении стрелы.

Изгибающее напряжение в сечении стрелы может быть определено по формуле:


Проект модернизации одноковшового экскаватора с целью повышения производительности и экономической эффективности

где Ми – изгибающий момент Проект модернизации одноковшового экскаватора с целью повышения производительности и экономической эффективности;

Wи х-х – момент сопротивления сечения изгибу относительно оси х-х, см3;

Момент сопротивления изгибу относительно оси х-х можно определить по формуле (рисунок 11.2 и 11.3).


Проект модернизации одноковшового экскаватора с целью повышения производительности и экономической эффективности


где Проект модернизации одноковшового экскаватора с целью повышения производительности и экономической эффективности– момент относительно оси х-х, см4;

Проект модернизации одноковшового экскаватора с целью повышения производительности и экономической эффективности – максимальное расстояние от центра тяжести сечения относительно оси х-х, см;


Проект модернизации одноковшового экскаватора с целью повышения производительности и экономической эффективности


где F1 и F2 – площадь элементов сечения 1 и 2, см2;

Y1 и Y2 – координаты их центров тяжести относительно оси х-х, см.

Площадь элемента 1 сечения можно определить по формуле


Проект модернизации одноковшового экскаватора с целью повышения производительности и экономической эффективности


Площадь элемента 2.


Проект модернизации одноковшового экскаватора с целью повышения производительности и экономической эффективности


где B, b – наружная и внутренняя часть основания сечения элемента 1, см;

H, h – наружная и внутренняя часть высота элемента 1, см.

Проект модернизации одноковшового экскаватора с целью повышения производительности и экономической эффективности – высота элемента 2, см.

Значения величин B, b, H, h, Проект модернизации одноковшового экскаватора с целью повышения производительности и экономической эффективности, а также подсчет значений F1 и F2 приведен в таблице 11.3


Таблица 11.3 – Геометрические параметры сечений

Сечение B, см Н, см ВН, см2 b, см h, см
I–I 33 32 1060 31 30
II–II 30 38 1140 28 36
I–I 930 130 33 1 33 163
II–II 1020 120 30 1 30 150

Значение величин F1, F2, Y1, Y2 и подсчет значения Проект модернизации одноковшового экскаватора с целью повышения производительности и экономической эффективности приведен в таблице 11.4.


Таблица 11.4 – Определение координат центра тяжести сечения

Сечение F1, см2 y1, см

Проект модернизации одноковшового экскаватора с целью повышения производительности и экономической эффективности, см3

F2, см2 Y2, см
I–I 130 16.5 2140 33 0,5
II–II 120 19 2280 30 38,5
I–I 16,5 2140 163 13,2
II–II 1160 3440 150 23

Момент инерции сечения может быть определен по формуле:


Проект модернизации одноковшового экскаватора с целью повышения производительности и экономической эффективности


где Проект модернизации одноковшового экскаватора с целью повышения производительности и экономической эффективности – момент инерции элемента сечения, см4;

Момент инерции элемента 1 сечения можно определить по формуле:


Проект модернизации одноковшового экскаватора с целью повышения производительности и экономической эффективности


где Проект модернизации одноковшового экскаватора с целью повышения производительности и экономической эффективности – момент инерции элемента 1 сечения относительно его собственного центра тяжести, см4;

Проект модернизации одноковшового экскаватора с целью повышения производительности и экономической эффективности


Проект модернизации одноковшового экскаватора с целью повышения производительности и экономической эффективности

Рисунок 11.2 – Схема сечения I–I


Проект модернизации одноковшового экскаватора с целью повышения производительности и экономической эффективности

Рисунок 11.3 – Схема сечения II–II


Значение величин B, H, b, h, F, Проект модернизации одноковшового экскаватора с целью повышения производительности и экономической эффективности, Y1, а также подсчет Проект модернизации одноковшового экскаватора с целью повышения производительности и экономической эффективности приведен в таблице 11.5


Таблица 11.5 – Определение момента инерции сечений

Сечения


B, см Н, см Н3, см3 ВН3, см4 l, см h, см h3, см bh3, см4

Проект модернизации одноковшового экскаватора с целью повышения производительности и экономической эффективности, см4

I–I 33 32 33000 1120000 31 30 27000 840000 280000
II–II 30 38 55000 1650000 28 36 47000 1320000 330000

Сечения


Проект модернизации одноковшового экскаватора с целью повышения производительности и экономической эффективности, см4

Проект модернизации одноковшового экскаватора с целью повышения производительности и экономической эффективности, см2

Проект модернизации одноковшового экскаватора с целью повышения производительности и экономической эффективности, см

Проект модернизации одноковшового экскаватора с целью повышения производительности и экономической эффективности, см

Проект модернизации одноковшового экскаватора с целью повышения производительности и экономической эффективности, см

Проект модернизации одноковшового экскаватора с целью повышения производительности и экономической эффективности, см

Проект модернизации одноковшового экскаватора с целью повышения производительности и экономической эффективности, см4

Проект модернизации одноковшового экскаватора с целью повышения производительности и экономической эффективности, см4

I–I 23400 163 13,2 16,5 3,3 11 1800 25200
II–II 27500 150 23 19 4 16 2400 29900

Проект модернизации одноковшового экскаватора с целью повышения производительности и экономической эффективности – момент инерции элемента 2 сечения, см4;

Момент инерции элемента 2 сечения можно определить по формуле:


Проект модернизации одноковшового экскаватора с целью повышения производительности и экономической эффективности


где Проект модернизации одноковшового экскаватора с целью повышения производительности и экономической эффективности – момент инерции элемента 2 сечения относительно его собственного центра тяжести, см4.


Проект модернизации одноковшового экскаватора с целью повышения производительности и экономической эффективности


Значение величин B, Проект модернизации одноковшового экскаватора с целью повышения производительности и экономической эффективности, Fe, Проект модернизации одноковшового экскаватора с целью повышения производительности и экономической эффективности, Y2, а также подсчет значений Проект модернизации одноковшового экскаватора с целью повышения производительности и экономической эффективности приведен в таблице 11.6


Таблица 11.6 – Расчет момента инерции сечений

Сечение B, см

Проект модернизации одноковшового экскаватора с целью повышения производительности и экономической эффективности, см

Проект модернизации одноковшового экскаватора с целью повышения производительности и экономической эффективности, см3

Проект модернизации одноковшового экскаватора с целью повышения производительности и экономической эффективности, см4

F2, см2

Проект модернизации одноковшового экскаватора с целью повышения производительности и экономической эффективности, см

I–I 33 1 1 33 33 13,2
II–II 30 1 1 30 30 23
Сечение Y2, см

Проект модернизации одноковшового экскаватора с целью повышения производительности и экономической эффективности, см

Проект модернизации одноковшового экскаватора с целью повышения производительности и экономической эффективности, см2

Проект модернизации одноковшового экскаватора с целью повышения производительности и экономической эффективности, см4

Проект модернизации одноковшового экскаватора с целью повышения производительности и экономической эффективности, см4

I–I 38,5 25,3 640 21120 21153
II–II 16,5 6,5 42 1360 1390

Подсчет значений величины момента инерции Проект модернизации одноковшового экскаватора с целью повышения производительности и экономической эффективности сечения относительно оси х-х приведены в таблице 11.7


Таблица 11.7 – Моменты инерции сечений

Сечение

Проект модернизации одноковшового экскаватора с целью повышения производительности и экономической эффективности, см4

Проект модернизации одноковшового экскаватора с целью повышения производительности и экономической эффективности, см4

Проект модернизации одноковшового экскаватора с целью повышения производительности и экономической эффективности, см4

I–I 25200 21153 46353
II–II 29900 1390 31290

Подсчет значений величины момента сопротивления относительно оси х-х приведен в таблице 11.8


Таблица 11.8 – Моменты сопротивления сечений

Сечение

Проект модернизации одноковшового экскаватора с целью повышения производительности и экономической эффективности, см4

Н, см

Проект модернизации одноковшового экскаватора с целью повышения производительности и экономической эффективности, см

Проект модернизации одноковшового экскаватора с целью повышения производительности и экономической эффективности, см

Проект модернизации одноковшового экскаватора с целью повышения производительности и экономической эффективности, см

Проект модернизации одноковшового экскаватора с целью повышения производительности и экономической эффективности, см3

I–I 46353 32 1 13,2 19,8 2320
II–II 31290 38 1 23,2 23,2 1350

Подсчет значений величин изгибающего напряжения Gk для сечений стрелы приведен в таблице 11.9


Таблица 11.9 – Напряжение изгиба в сечениях

Сечения

Проект модернизации одноковшового экскаватора с целью повышения производительности и экономической эффективности даНсм

Проект модернизации одноковшового экскаватора с целью повышения производительности и экономической эффективности, см3

Проект модернизации одноковшового экскаватора с целью повышения производительности и экономической эффективности

I–I 1902000 2320 82.4
II–II 1372000 1350 102

Напряжение растяжения в сечении I–I от сил Проект модернизации одноковшового экскаватора с целью повышения производительности и экономической эффективности, Проект модернизации одноковшового экскаватора с целью повышения производительности и экономической эффективности, и сжатия в сечении II–II от сил Проект модернизации одноковшового экскаватора с целью повышения производительности и экономической эффективности, Проект модернизации одноковшового экскаватора с целью повышения производительности и экономической эффективности определим по формуле:


Проект модернизации одноковшового экскаватора с целью повышения производительности и экономической эффективности


Значение величин Проект модернизации одноковшового экскаватора с целью повышения производительности и экономической эффективности, Проект модернизации одноковшового экскаватора с целью повышения производительности и экономической эффективности, Проект модернизации одноковшового экскаватора с целью повышения производительности и экономической эффективности и Проект модернизации одноковшового экскаватора с целью повышения производительности и экономической эффективности, F1 и F2 и подсчет значений Проект модернизации одноковшового экскаватора с целью повышения производительности и экономической эффективности и Проект модернизации одноковшового экскаватора с целью повышения производительности и экономической эффективности приведен в таблице 11.10.


Таблица 11.10 – Определение напряжения растяжения и сжатия

Сечение

Проект модернизации одноковшового экскаватора с целью повышения производительности и экономической эффективности, даН

F1, см2

Проект модернизации одноковшового экскаватора с целью повышения производительности и экономической эффективности, МПа

Проект модернизации одноковшового экскаватора с целью повышения производительности и экономической эффективности, даН

F1, см

Проект модернизации одноковшового экскаватора с целью повышения производительности и экономической эффективности, МПа

I–I 80500 163 49,4 76000 163 46,6
II–II - - - - - -
Сечение

Проект модернизации одноковшового экскаватора с целью повышения производительности и экономической эффективности, даН

F2, см2

Проект модернизации одноковшового экскаватора с целью повышения производительности и экономической эффективности, МПа

Проект модернизации одноковшового экскаватора с целью повышения производительности и экономической эффективности, даН

F2, см2

Проект модернизации одноковшового экскаватора с целью повышения производительности и экономической эффективности

I–I - - - - - -
II–II 27000 150 180 22400 150 15.0

Сечение

Проект модернизации одноковшового экскаватора с целью повышения производительности и экономической эффективности

I–I 2,8
II–II 33,0

Суммарное напряжение в сечениях можно определить по формуле:


Проект модернизации одноковшового экскаватора с целью повышения производительности и экономической эффективности


Значение величин Проект модернизации одноковшового экскаватора с целью повышения производительности и экономической эффективности, а также подсчет значений Проект модернизации одноковшового экскаватора с целью повышения производительности и экономической эффективности для сечений приведен в таблице 11.11.


Таблица 11.11 – Определение суммарных напряжений

Сечение

Проект модернизации одноковшового экскаватора с целью повышения производительности и экономической эффективности, МПа

Проект модернизации одноковшового экскаватора с целью повышения производительности и экономической эффективности, МПа

Проект модернизации одноковшового экскаватора с целью повышения производительности и экономической эффективности, МПа

I–I 82,4 2,8 85,2
II–II 102,0 33,0 135,0

Запас прочности по пределу текучести стали 10Г2С1 определяется по формуле


Проект модернизации одноковшового экскаватора с целью повышения производительности и экономической эффективности

Значение величин Проект модернизации одноковшового экскаватора с целью повышения производительности и экономической эффективности и Проект модернизации одноковшового экскаватора с целью повышения производительности и экономической эффективности, а также подсчет значения n приведен в таблице 11.12


Таблица 11.12 – Коэффициент запаса прочности

Сечение

Проект модернизации одноковшового экскаватора с целью повышения производительности и экономической эффективности, МПа

Проект модернизации одноковшового экскаватора с целью повышения производительности и экономической эффективности, МПа

Проект модернизации одноковшового экскаватора с целью повышения производительности и экономической эффективности

I–I 380 85,2 4,45
II–II
135,0 2,8

12. Расчет гидроцилиндра рукояти


Напряжение в стенках цилиндра.


Проект модернизации одноковшового экскаватора с целью повышения производительности и экономической эффективности


где Pм – максимальное давление в гидроцилиндре рукояти;

Проект модернизации одноковшового экскаватора с целью повышения производительности и экономической эффективности – внутренний диаметр гидроцилиндра;

Проект модернизации одноковшового экскаватора с целью повышения производительности и экономической эффективности– наружный диаметр гидроцилиндра,

Проект модернизации одноковшового экскаватора с целью повышения производительности и экономической эффективности

Запас прочности по пределу текучести стали 30ХГСА


Проект модернизации одноковшового экскаватора с целью повышения производительности и экономической эффективности


где Проект модернизации одноковшового экскаватора с целью повышения производительности и экономической эффективности– предел текучести стали 30ХГСА

Напряжение изгиба штока гидроцилиндра


Проект модернизации одноковшового экскаватора с целью повышения производительности и экономической эффективности


где Pmax=23200 даН – максимальное усилие в гидроцилиндре рукояти;

f – площадь сечения штока, см2;

Проект модернизации одноковшового экскаватора с целью повышения производительности и экономической эффективности – коэффициент уменьшения допускаемого напряжения, который определили следующим образом.

Площадь сечения штока гидроцилиндров


Проект модернизации одноковшового экскаватора с целью повышения производительности и экономической эффективности

где Проект модернизации одноковшового экскаватора с целью повышения производительности и экономической эффективности– наружный диаметр штока,

Проект модернизации одноковшового экскаватора с целью повышения производительности и экономической эффективности

Радиус инерции сечения штока цилиндров.


Проект модернизации одноковшового экскаватора с целью повышения производительности и экономической эффективности


В зависимости от отношения длины штока L и радиусу инерции i подбираем значение коэффициента уменьшения допускаемого напряжения при работе штока на изгиб:


Проект модернизации одноковшового экскаватора с целью повышения производительности и экономической эффективности


где L=184 см – длина штока от центра продшины наружной кромки,

при Проект модернизации одноковшового экскаватора с целью повышения производительности и экономической эффективностикоэффициент прогиба Проект модернизации одноковшового экскаватора с целью повышения производительности и экономической эффективности

Проект модернизации одноковшового экскаватора с целью повышения производительности и экономической эффективности

Запас прочности по пределу текучести стали 30ХГСА


Проект модернизации одноковшового экскаватора с целью повышения производительности и экономической эффективности


Удельное давление на втулку продшины


Проект модернизации одноковшового экскаватора с целью повышения производительности и экономической эффективности


Напряжение в основном сечении штока

Проект модернизации одноковшового экскаватора с целью повышения производительности и экономической эффективности


Напряжение сечения сварного шва


Проект модернизации одноковшового экскаватора с целью повышения производительности и экономической эффективности



13. Расчет устойчивости


Для того, чтобы работа экскаватора была безопасной, при его проектировании необходимо учесть, чтобы коэффициент устойчивости экскаватора был больше или равен допустимому [Куст]=1,15.

Определим коэффициент устойчивости для двух наиболее неблагоприятных рабочих положений экскаватора.

Определим устойчивость экскаватора во время копания вдоль гусениц, так как это положение неустойчивое (рисунок 13.1).

Запас устойчивости экскаватора при копании на полную глубину можно определить по формуле:


Проект модернизации одноковшового экскаватора с целью повышения производительности и экономической эффективности


где Проект модернизации одноковшового экскаватора с целью повышения производительности и экономической эффективности– суммарный продольный восстанавливающий момент от массы узлов ходовой тележки, поворотной платформы с установками смонтированными на ней, Проект модернизации одноковшового экскаватора с целью повышения производительности и экономической эффективности


Проект модернизации одноковшового экскаватора с целью повышения производительности и экономической эффективности


где Проект модернизации одноковшового экскаватора с целью повышения производительности и экономической эффективности – масса тележки ходовой;

Проект модернизации одноковшового экскаватора с целью повышения производительности и экономической эффективности – масса поворотной платформы с установками смонтированными на ней;

Проект модернизации одноковшового экскаватора с целью повышения производительности и экономической эффективности – плечо равнодействующей массы Проект модернизации одноковшового экскаватора с целью повышения производительности и экономической эффективности относительно «ребра» опрокидывания;

Проект модернизации одноковшового экскаватора с целью повышения производительности и экономической эффективности – плечо равнодействующей массы Проект модернизации одноковшового экскаватора с целью повышения производительности и экономической эффективности относительно «ребра» опрокидывания.

Проект модернизации одноковшового экскаватора с целью повышения производительности и экономической эффективности

Рисунок 13.1 – Схема к определению продольной устойчивости.


Проект модернизации одноковшового экскаватора с целью повышения производительности и экономической эффективности

Проект модернизации одноковшового экскаватора с целью повышения производительности и экономической эффективности – момент от горизонтальной составляющей усилийПроект модернизации одноковшового экскаватора с целью повышения производительности и экономической эффективности, даН


Проект модернизации одноковшового экскаватора с целью повышения производительности и экономической эффективности


где Проект модернизации одноковшового экскаватора с целью повышения производительности и экономической эффективности – усилие на зубьях ковша;

Проект модернизации одноковшового экскаватора с целью повышения производительности и экономической эффективности – плечо равнодействующей усилия Проект модернизации одноковшового экскаватора с целью повышения производительности и экономической эффективности относительно уровня стояния экскаватора.

Проект модернизации одноковшового экскаватора с целью повышения производительности и экономической эффективности

Проект модернизации одноковшового экскаватора с целью повышения производительности и экономической эффективности – суммарный опрокидывающий момент от массы узлов рабочего оборудования.

Проект модернизации одноковшового экскаватора с целью повышения производительности и экономической эффективности


Проект модернизации одноковшового экскаватора с целью повышения производительности и экономической эффективности – опрокидывающий момент от массы ковша с грунтом.


Проект модернизации одноковшового экскаватора с целью повышения производительности и экономической эффективности


где Проект модернизации одноковшового экскаватора с целью повышения производительности и экономической эффективности– масса ковша;

Проект модернизации одноковшового экскаватора с целью повышения производительности и экономической эффективности – масса грунта в ковше;

Проект модернизации одноковшового экскаватора с целью повышения производительности и экономической эффективности – плечо равнодействующей массы ковша с грунтом относительно «ребра» опрокидывания.

Проект модернизации одноковшового экскаватора с целью повышения производительности и экономической эффективности

где Проект модернизации одноковшового экскаватора с целью повышения производительности и экономической эффективности – опрокидывающий момент от массы рукояти.


Проект модернизации одноковшового экскаватора с целью повышения производительности и экономической эффективности


где Проект модернизации одноковшового экскаватора с целью повышения производительности и экономической эффективности– масса рукояти;

Проект модернизации одноковшового экскаватора с целью повышения производительности и экономической эффективности – плечо равнодействующей массы Проект модернизации одноковшового экскаватора с целью повышения производительности и экономической эффективности относительно «ребра» опрокидывания.

Проект модернизации одноковшового экскаватора с целью повышения производительности и экономической эффективности

Проект модернизации одноковшового экскаватора с целью повышения производительности и экономической эффективности – опрокидывающий момент от массы гидроцилиндра ковша в Проект модернизации одноковшового экскаватора с целью повышения производительности и экономической эффективности.


Проект модернизации одноковшового экскаватора с целью повышения производительности и экономической эффективности


где Проект модернизации одноковшового экскаватора с целью повышения производительности и экономической эффективности– масса гидроцилиндра ковша с учетом массы рабочей жидкости;

Проект модернизации одноковшового экскаватора с целью повышения производительности и экономической эффективности – плечо равнодействующей массы Проект модернизации одноковшового экскаватора с целью повышения производительности и экономической эффективности относительно «ребра» опрокидывания.

Проект модернизации одноковшового экскаватора с целью повышения производительности и экономической эффективности

где Проект модернизации одноковшового экскаватора с целью повышения производительности и экономической эффективности – опрокидывающий момент от массы цилиндра рукояти.


Проект модернизации одноковшового экскаватора с целью повышения производительности и экономической эффективности


где Проект модернизации одноковшового экскаватора с целью повышения производительности и экономической эффективности – масса гидроцилиндра рукояти, включая массу рабочей жидкости,

Проект модернизации одноковшового экскаватора с целью повышения производительности и экономической эффективности – плечо равнодействующей массы Проект модернизации одноковшового экскаватора с целью повышения производительности и экономической эффективности относительно «ребра» опрокидывания.

Проект модернизации одноковшового экскаватора с целью повышения производительности и экономической эффективности

Проект модернизации одноковшового экскаватора с целью повышения производительности и экономической эффективности – опрокидывающий момент массы стрелы.


Проект модернизации одноковшового экскаватора с целью повышения производительности и экономической эффективности


где Проект модернизации одноковшового экскаватора с целью повышения производительности и экономической эффективности– масса стрелы;

Проект модернизации одноковшового экскаватора с целью повышения производительности и экономической эффективности – плечо равнодействующей массы Проект модернизации одноковшового экскаватора с целью повышения производительности и экономической эффективности относительно «ребра» опрокидывания.

Проект модернизации одноковшового экскаватора с целью повышения производительности и экономической эффективности

Проект модернизации одноковшового экскаватора с целью повышения производительности и экономической эффективности – опрокидывающий момент массы двух гидроцилиндров стрелы с учетом рабочей жидкости.


Проект модернизации одноковшового экскаватора с целью повышения производительности и экономической эффективности


где Проект модернизации одноковшового экскаватора с целью повышения производительности и экономической эффективности– масса двух гидроцилиндров стрелы с учетом массы рабочей жидкости;

Проект модернизации одноковшового экскаватора с целью повышения производительности и экономической эффективности – плечо равнодействующей массы Проект модернизации одноковшового экскаватора с целью повышения производительности и экономической эффективности относительно «ребра» опрокидывания.

Проект модернизации одноковшового экскаватора с целью повышения производительности и экономической эффективности

Суммарный опрокидывающий момент массы рабочего оборудования.

Проект модернизации одноковшового экскаватора с целью повышения производительности и экономической эффективности

Проект модернизации одноковшового экскаватора с целью повышения производительности и экономической эффективности – момент вертикальной составляющей усилия Проект модернизации одноковшового экскаватора с целью повышения производительности и экономической эффективности, Проект модернизации одноковшового экскаватора с целью повышения производительности и экономической эффективности;


Проект модернизации одноковшового экскаватора с целью повышения производительности и экономической эффективности


где Проект модернизации одноковшового экскаватора с целью повышения производительности и экономической эффективности– усилие на режущем контуре ковша;

Проект модернизации одноковшового экскаватора с целью повышения производительности и экономической эффективности – плечо равнодействующей усилия Проект модернизации одноковшового экскаватора с целью повышения производительности и экономической эффективности относительно «ребра» опрокидывания.

Проект модернизации одноковшового экскаватора с целью повышения производительности и экономической эффективности

Запас устойчивости экскаватора при копании на максимальную глубину.

Проект модернизации одноковшового экскаватора с целью повышения производительности и экономической эффективности

Определение поперечной устойчивости.

Расчетная схема представлена на 13.2

Проект модернизации одноковшового экскаватора с целью повышения производительности и экономической эффективности


где Проект модернизации одноковшового экскаватора с целью повышения производительности и экономической эффективности – суммарный поперечный восстанавливающий момент от массы узлов ходовой тележки поворотной платформы с установками, смонтированными на ней, в Проект модернизации одноковшового экскаватора с целью повышения производительности и экономической эффективности.


Проект модернизации одноковшового экскаватора с целью повышения производительности и экономической эффективности


где GТХ=5057 кг – масса тележки ходовой;

Проект модернизации одноковшового экскаватора с целью повышения производительности и экономической эффективности – масса поворотной платформы с установками, смонтированными на ней;

Проект модернизации одноковшового экскаватора с целью повышения производительности и экономической эффективности – плечо равнодействующей массы Проект модернизации одноковшового экскаватора с целью повышения производительности и экономической эффективности относительно «ребра» опрокидывания;

Проект модернизации одноковшового экскаватора с целью повышения производительности и экономической эффективности – плечо равнодействующей массы Проект модернизации одноковшового экскаватора с целью повышения производительности и экономической эффективности относительно «ребра» опрокидывания.

Проект модернизации одноковшового экскаватора с целью повышения производительности и экономической эффективности

Проект модернизации одноковшового экскаватора с целью повышения производительности и экономической эффективности– момент от горизонтальной составляющей усилия Проект модернизации одноковшового экскаватора с целью повышения производительности и экономической эффективности.

Проект модернизации одноковшового экскаватора с целью повышения производительности и экономической эффективности

Проект модернизации одноковшового экскаватора с целью повышения производительности и экономической эффективности – суммарный поперечный опрокидывающий момент массы узлов рабочего оборудования.


Проект модернизации одноковшового экскаватора с целью повышения производительности и экономической эффективности


где Проект модернизации одноковшового экскаватора с целью повышения производительности и экономической эффективности– опрокидывающий момент от массы ковша с грунтом,


Проект модернизации одноковшового экскаватора с целью повышения производительности и экономической эффективности


Проект модернизации одноковшового экскаватора с целью повышения производительности и экономической эффективности

Рисунок 13.2 – Определение поперечной устойчивости


где Проект модернизации одноковшового экскаватора с целью повышения производительности и экономической эффективности– плечо равнодействующей массы Проект модернизации одноковшового экскаватора с целью повышения производительности и экономической эффективности относительно «ребра» опрокидывания.

Проект модернизации одноковшового экскаватора с целью повышения производительности и экономической эффективности

Проект модернизации одноковшового экскаватора с целью повышения производительности и экономической эффективности – опрокидывающий поперечный момент от массы рукояти.


Проект модернизации одноковшового экскаватора с целью повышения производительности и экономической эффективности


где Проект модернизации одноковшового экскаватора с целью повышения производительности и экономической эффективности– плечо равнодействующей Проект модернизации одноковшового экскаватора с целью повышения производительности и экономической эффективности относительно «ребра» опрокидывания.

Проект модернизации одноковшового экскаватора с целью повышения производительности и экономической эффективности

Проект модернизации одноковшового экскаватора с целью повышения производительности и экономической эффективности – опрокидывающий поперечный момент от массы гидроцилиндра ковша.

Проект модернизации одноковшового экскаватора с целью повышения производительности и экономической эффективности


где Проект модернизации одноковшового экскаватора с целью повышения производительности и экономической эффективности– плечо равнодействующей массы Проект модернизации одноковшового экскаватора с целью повышения производительности и экономической эффективности относительно «ребра» опрокидывания.

Проект модернизации одноковшового экскаватора с целью повышения производительности и экономической эффективности

Проект модернизации одноковшового экскаватора с целью повышения производительности и экономической эффективности – опрокидывающий поперечный момент от массы гидроцилиндра рукояти,

Проект модернизации одноковшового экскаватора с целью повышения производительности и экономической эффективности

Проект модернизации одноковшового экскаватора с целью повышения производительности и экономической эффективности – опрокидывающий поперечный момент от массы стрелы.

Проект модернизации одноковшового экскаватора с целью повышения производительности и экономической эффективности

где Проект модернизации одноковшового экскаватора с целью повышения производительности и экономической эффективности – плечо равнодействующей массы Проект модернизации одноковшового экскаватора с целью повышения производительности и экономической эффективности относительно «ребра» опрокидывания.

Проект модернизации одноковшового экскаватора с целью повышения производительности и экономической эффективности

Проект модернизации одноковшового экскаватора с целью повышения производительности и экономической эффективности – опрокидывающий поперечный момент от массы двух гидроцилиндров стрелы.


Проект модернизации одноковшового экскаватора с целью повышения производительности и экономической эффективности


где Проект модернизации одноковшового экскаватора с целью повышения производительности и экономической эффективности– плечо равнодействующей массы Проект модернизации одноковшового экскаватора с целью повышения производительности и экономической эффективности относительно «ребра» опрокидывания.

Проект модернизации одноковшового экскаватора с целью повышения производительности и экономической эффективности

Суммарный опрокидывающий момент от рабочего оборудования.

Проект модернизации одноковшового экскаватора с целью повышения производительности и экономической эффективности

Проект модернизации одноковшового экскаватора с целью повышения производительности и экономической эффективности– момент от вертикальной составляющей усилия Проект модернизации одноковшового экскаватора с целью повышения производительности и экономической эффективности.


Проект модернизации одноковшового экскаватора с целью повышения производительности и экономической эффективности


где Проект модернизации одноковшового экскаватора с целью повышения производительности и экономической эффективности– плечо равнодействующей усилия Проект модернизации одноковшового экскаватора с целью повышения производительности и экономической эффективности, относительно «ребра» опрокидывания.

Проект модернизации одноковшового экскаватора с целью повышения производительности и экономической эффективности

Запас устойчивости экскаватора при копании на полную глубину.

Проект модернизации одноковшового экскаватора с целью повышения производительности и экономической эффективности

Таким образом, устойчивость при копании экскаватором на полную глубину, как в продольном, так и в поперечном направлениях копания вполне обеспечена.



14. Организация работ


Строительство новой железной дороги из двух основных частей:

возведение земляного полотна,

устройство верхнего строения пути.

Модернизируемый экскаватор может работать, как прямой, так и обратной лопатой.

Спроектируем организацию механизированных работ при возведении земляного полотна с применением модернизируемого экскаватора, согласно ниже приведенным исходным данным.

Исходные данные.

Ширина земляного полотна – 7 м.

Группа грунта – I,

Номер профиля – 2,

Срок производства работ – 35 суток.

Анализ и подготовка продольного профиля участка железной дороги. Расстояние х от плюсового пикета с рабочей отметкой Н1, до нулевой точки определяется по формуле


Проект модернизации одноковшового экскаватора с целью повышения производительности и экономической эффективности


где Проект модернизации одноковшового экскаватора с целью повышения производительности и экономической эффективности – расстояние между профильными точками с рабочими отметками H1, H2, м;

Н1 и Н2 – величина рабочих отметок, м.

Первый километр

Проект модернизации одноковшового экскаватора с целью повышения производительности и экономической эффективности

Проект модернизации одноковшового экскаватора с целью повышения производительности и экономической эффективности


Второй километр

Проект модернизации одноковшового экскаватора с целью повышения производительности и экономической эффективности

Проект модернизации одноковшового экскаватора с целью повышения производительности и экономической эффективности

Проект модернизации одноковшового экскаватора с целью повышения производительности и экономической эффективности


Третий километр

Проект модернизации одноковшового экскаватора с целью повышения производительности и экономической эффективности

Проект модернизации одноковшового экскаватора с целью повышения производительности и экономической эффективности

Проект модернизации одноковшового экскаватора с целью повышения производительности и экономической эффективности

Проект модернизации одноковшового экскаватора с целью повышения производительности и экономической эффективности


Определение объема выемок и насыпей на участке. Объемы земляных работ определяются таблицами в зависимости от типа поперечного профиля и величины рабочих отметок на прямых и кривых участках пути, а также по средним рабочим отметкам и длиной участков с помощью формулы:


Проект модернизации одноковшового экскаватора с целью повышения производительности и экономической эффективности


где L длина участка, км;

q – на километровый объем земляных работ. Проект модернизации одноковшового экскаватора с целью повышения производительности и экономической эффективности

Первый километр →выемки

Проект модернизации одноковшового экскаватора с целью повышения производительности и экономической эффективности

Второй километр

Проект модернизации одноковшового экскаватора с целью повышения производительности и экономической эффективности

Насыпь

Проект модернизации одноковшового экскаватора с целью повышения производительности и экономической эффективности

Третий километр

Проект модернизации одноковшового экскаватора с целью повышения производительности и экономической эффективности

Выемка

Проект модернизации одноковшового экскаватора с целью повышения производительности и экономической эффективности

Насыпь

Проект модернизации одноковшового экскаватора с целью повышения производительности и экономической эффективности

Разработка вариантов механизации, определение количества машин.

Землеройный комплект состоит из ведущей машины, которой может быть экскаватор, скрепер, бульдозер и другие машины. Также из машин и механизмов, обслуживающих ведущую машину и выполняющих транспортные и вспомогательные работы. Выбор рационального комплекта землеройных машин производится по характеристикам ведущих машин. Максимальные рабочие отметки насыпей и выемкой при поперечной возке грунта бульдозерным комплектом составляет 2 метра, а скреперным комплектом с экскаватором-дроглайным, работающих в отвал:

Проект модернизации одноковшового экскаватора с целью повышения производительности и экономической эффективности

Предельные значения дальности возки грунта составляют для бульдозеров 100Проект модернизации одноковшового экскаватора с целью повышения производительности и экономической эффективности150 м, для скреперов прицепных с емкостью ковша до 8м3-500 м.

Предельные значения возки грунта составляют: для скрепера прицепного с емкостью ковша до 9м3-1500 м; с емкостью ковша 15м3-2000 м; для экскаватора с самосвалом с емкостью ковша 0,65–1,5м3-3000Проект модернизации одноковшового экскаватора с целью повышения производительности и экономической эффективности5000 м.


Таблица 14.1 – Пикетный и помассовый объем работ

№ участка Километр ПК Средняя рабочая отметка, м Длина участка, м Поникетные объемы работ, м3 Помассовые объемы работ, м3




Выемка Насыпь Насыпь Выемка
1 км

0+1

1+2

2+3

3+4

4+5

5+6

6+7

7+8

8+9

9+0,2

9,2+0,8

1,99

2,62

2,895

2,245

1,435

1,88

3,97

5,08

3,395

2,09

81,15

0,1

0,1

0,1

0,1

0,1

0,1

0,1

0,1

0,1

0,02

0,08

2810,58

3930,6

4465,0

3246,93

2017,922

2629,96

6731,75

9437,048

5444,13

596,522

1168,056



42510,2
2 км

0+0,33

0,33+0,67

1+2

2+0,7

2,7+0,3

3+4

4+5

5+6

6+7

7+0,3

7,3+0,7

8+9

9+0,3

9,3+0,2

9,5+0,1

0,7

0,145

0,19

1,98

2,43

2,77

3,24

3,28

3,445

4,385

6,71

6,955

6,955

9,47

11,97

0,033

0,067

0,1

0,07

0,03

0,1

0,1

0,1

0,1

0,03

0,07

0,1

0,03

0,02

0,01


99,6759

194,94

298,06

823,746

3161,82

3915,2

3991,35

4249,35

2085,05

8082,214

12222,71

3666,813

3666,813

4099,644

3083,604

4973,61
3 км

0,3+0,4

0,7+0,3

1+0,2

1,2+0,8

2+0,4

2,4+0,6

3+0,3

3,3+0,7

4+0,4

4,4+0,6

5+6

6+7

7+8

8+0,9

8,9+0,1

9+10

4,78

1,525

0,265

0,975

3,81

5,245

5,22

5,41

5,125

4,835

3,775

2,435

1,585

0,065

0,08

0,405

0,04

0,03

0,02

0,08

0,03

0,06

0,03

0,07

0,04

0,06

0,1

0,1

0,1

0,09

0,01

0,1


1010,68

2634,2

5910,75

2933,22

7210,39

3816,24

5278,53

6287,75

3588,13

2158,11

81,081

2038

440,595

54,378

2538 40908,8






Проект модернизации одноковшового экскаватора с целью повышения производительности и экономической эффективностиПроект модернизации одноковшового экскаватора с целью повышения производительности и экономической эффективности

Проект модернизации одноковшового экскаватора с целью повышения производительности и экономической эффективности


Скрепера применяются для разработки грунтов I и II категории, без рыхления грунта. Группы III и IV категории должны быть предварительно разрыхлены.

Количество ведущих машин в i том комплекте на j том участке определяется по формуле:


Проект модернизации одноковшового экскаватора с целью повышения производительности и экономической эффективности


где Проект модернизации одноковшового экскаватора с целью повышения производительности и экономической эффективности – объем земляных работ на j том участке, м3.

b – число рабочих смен в сутки, b=2;

T – срок выполнения работ, рабочие сутки;

Проект модернизации одноковшового экскаватора с целью повышения производительности и экономической эффективности – эксплуатационная, сменная производительность i той ведущей машины на j том участке, Проект модернизации одноковшового экскаватора с целью повышения производительности и экономической эффективности.

I участок

Выбираем скрепер самоходный – комплект Д 392, трактор толкач Т 100 м, каток прицепной Д 263, электростанция передвижная ЖЭС 45

Количество машин ведущих в скреперном комплекте.

Проект модернизации одноковшового экскаватора с целью повышения производительности и экономической эффективности

Проект модернизации одноковшового экскаватора с целью повышения производительности и экономической эффективности

где 8 – продолжительность смен, часы;

Проект модернизации одноковшового экскаватора с целью повышения производительности и экономической эффективности – норма часовой выработки ведущей машины, Проект модернизации одноковшового экскаватора с целью повышения производительности и экономической эффективности

Проект модернизации одноковшового экскаватора с целью повышения производительности и экономической эффективности – коэффициент, учитывающий вредные производственные факторы и условия, Проект модернизации одноковшового экскаватора с целью повышения производительности и экономической эффективности;

Проект модернизации одноковшового экскаватора с целью повышения производительности и экономической эффективности – переходной коэффициент от производственных норм выработки к сменным, Проект модернизации одноковшового экскаватора с целью повышения производительности и экономической эффективности;

Проект модернизации одноковшового экскаватора с целью повышения производительности и экономической эффективности

Проект модернизации одноковшового экскаватора с целью повышения производительности и экономической эффективности

Экскаваторный комплект.

Экскаватор Э 5015Н, дальность продольной возки.

Проект модернизации одноковшового экскаватора с целью повышения производительности и экономической эффективности

Проект модернизации одноковшового экскаватора с целью повышения производительности и экономической эффективности

Грузоподъемность автомобильная 7–10 тонн, количество автомобилей – 6 шт.

II участок

Поперечная возка.

А=130;


Проект модернизации одноковшового экскаватора с целью повышения производительности и экономической эффективности

Проект модернизации одноковшового экскаватора с целью повышения производительности и экономической эффективности


1. Экскаваторный комплект

Экскаватор Э 303Б

Проект модернизации одноковшового экскаватора с целью повышения производительности и экономической эффективности

2. Экскаваторный комплект.

Экскаватор Э 852Б

Норма часовой выработки

Проект модернизации одноковшового экскаватора с целью повышения производительности и экономической эффективности

Эксплуатационная сменная производительность

Проект модернизации одноковшового экскаватора с целью повышения производительности и экономической эффективности

Проект модернизации одноковшового экскаватора с целью повышения производительности и экономической эффективности – количество машин

Проект модернизации одноковшового экскаватора с целью повышения производительности и экономической эффективности

III участок

1. Экскаваторный комплект

Экскаватор Э 303Б

Дальность возки lср=320 м.

Норма часовой выработки: Проект модернизации одноковшового экскаватора с целью повышения производительности и экономической эффективности.

Эксплуатационная сменная производительность:

Проект модернизации одноковшового экскаватора с целью повышения производительности и экономической эффективности

Количество машин

Проект модернизации одноковшового экскаватора с целью повышения производительности и экономической эффективности

2. Экскаваторный комплект.

Экскаватор Э 625Б

Норма часовой выработки: Проект модернизации одноковшового экскаватора с целью повышения производительности и экономической эффективности

Эксплуатационная сменная производительность:

Проект модернизации одноковшового экскаватора с целью повышения производительности и экономической эффективности

Количество машин

Проект модернизации одноковшового экскаватора с целью повышения производительности и экономической эффективности

IV участок

А=95.

Проект модернизации одноковшового экскаватора с целью повышения производительности и экономической эффективности, определяет дальность возки lср для выемки.


Проект модернизации одноковшового экскаватора с целью повышения производительности и экономической эффективности

Проект модернизации одноковшового экскаватора с целью повышения производительности и экономической эффективности


1. Скреперный комплект.

Скрепер прицепной Д 374Б

Норма часовой выработки: Проект модернизации одноковшового экскаватора с целью повышения производительности и экономической эффективности

Эксплуатационная сменная производительность:

Проект модернизации одноковшового экскаватора с целью повышения производительности и экономической эффективности

Количество машин

Проект модернизации одноковшового экскаватора с целью повышения производительности и экономической эффективности

Экскаваторный комплект.

Экскаватор с прямой лопатой Э 1001А

Норма часовой выработки: Проект модернизации одноковшового экскаватора с целью повышения производительности и экономической эффективности

Эксплуатационная сменная производительность:

Проект модернизации одноковшового экскаватора с целью повышения производительности и экономической эффективности

Количество машин

Проект модернизации одноковшового экскаватора с целью повышения производительности и экономической эффективности

Результат подбора возможный вариантов землеройных комплектов для каждого участка и расчет количества машин приведен в таблице 14.2

Сравнение вариантов механизации и выбор эффективного.

Одним из обобщающих показателей эффективности являются приведенные удельные затраты и капитальные вложения:

Проект модернизации одноковшового экскаватора с целью повышения производительности и экономической эффективности,


где Проект модернизации одноковшового экскаватора с целью повышения производительности и экономической эффективности – себестоимость работ на j том участке i тым комплектом машин, руб./м3;

Проект модернизации одноковшового экскаватора с целью повышения производительности и экономической эффективности – капитальные вложения (таблица 14.2) руб.;

Проект модернизации одноковшового экскаватора с целью повышения производительности и экономической эффективности – эксплуатационная годовая выработка, м3;

Проект модернизации одноковшового экскаватора с целью повышения производительности и экономической эффективности – нормативный коэффициент эффективности капитальных вложений, Eн=0,15


Проект модернизации одноковшового экскаватора с целью повышения производительности и экономической эффективности,


где Проект модернизации одноковшового экскаватора с целью повышения производительности и экономической эффективности – коэффициент накладных расходов на эксплуатацию машин;

Проект модернизации одноковшового экскаватора с целью повышения производительности и экономической эффективности – коэффициент накладных расходов на зарплату рабочим;

Проект модернизации одноковшового экскаватора с целью повышения производительности и экономической эффективности – суммарная стоимость машино-смены машин;

Проект модернизации одноковшового экскаватора с целью повышения производительности и экономической эффективности – зарплата рабочих за вспомогательную работу на единицу работ, руб.;


Проект модернизации одноковшового экскаватора с целью повышения производительности и экономической эффективности,


где Проект модернизации одноковшового экскаватора с целью повышения производительности и экономической эффективности– затраты труда на вспомогательных рабочих, чел.-смен/м3;

P=50 руб./чел. – тарифная ставка;


Проект модернизации одноковшового экскаватора с целью повышения производительности и экономической эффективности


где Проект модернизации одноковшового экскаватора с целью повышения производительности и экономической эффективности– число смен работы ведущей машины в году.

I участок

Проект модернизации одноковшового экскаватора с целью повышения производительности и экономической эффективности.

Проект модернизации одноковшового экскаватора с целью повышения производительности и экономической эффективности

Проект модернизации одноковшового экскаватора с целью повышения производительности и экономической эффективности

Проект модернизации одноковшового экскаватора с целью повышения производительности и экономической эффективности

Проект модернизации одноковшового экскаватора с целью повышения производительности и экономической эффективности

Проект модернизации одноковшового экскаватора с целью повышения производительности и экономической эффективности

Проект модернизации одноковшового экскаватора с целью повышения производительности и экономической эффективности

Проект модернизации одноковшового экскаватора с целью повышения производительности и экономической эффективности

II участок

Проект модернизации одноковшового экскаватора с целью повышения производительности и экономической эффективности.

Проект модернизации одноковшового экскаватора с целью повышения производительности и экономической эффективности

Проект модернизации одноковшового экскаватора с целью повышения производительности и экономической эффективности

Проект модернизации одноковшового экскаватора с целью повышения производительности и экономической эффективности

Проект модернизации одноковшового экскаватора с целью повышения производительности и экономической эффективности

Проект модернизации одноковшового экскаватора с целью повышения производительности и экономической эффективности

Проект модернизации одноковшового экскаватора с целью повышения производительности и экономической эффективности

Проект модернизации одноковшового экскаватора с целью повышения производительности и экономической эффективности

III участок

Проект модернизации одноковшового экскаватора с целью повышения производительности и экономической эффективности.

Проект модернизации одноковшового экскаватора с целью повышения производительности и экономической эффективности

Проект модернизации одноковшового экскаватора с целью повышения производительности и экономической эффективности

Проект модернизации одноковшового экскаватора с целью повышения производительности и экономической эффективности

Проект модернизации одноковшового экскаватора с целью повышения производительности и экономической эффективности

Проект модернизации одноковшового экскаватора с целью повышения производительности и экономической эффективности

Проект модернизации одноковшового экскаватора с целью повышения производительности и экономической эффективности

Проект модернизации одноковшового экскаватора с целью повышения производительности и экономической эффективности

IV участок

Проект модернизации одноковшового экскаватора с целью повышения производительности и экономической эффективности.

Проект модернизации одноковшового экскаватора с целью повышения производительности и экономической эффективности

Проект модернизации одноковшового экскаватора с целью повышения производительности и экономической эффективности

Проект модернизации одноковшового экскаватора с целью повышения производительности и экономической эффективности

Проект модернизации одноковшового экскаватора с целью повышения производительности и экономической эффективности

Проект модернизации одноковшового экскаватора с целью повышения производительности и экономической эффективности

Проект модернизации одноковшового экскаватора с целью повышения производительности и экономической эффективности

Проект модернизации одноковшового экскаватора с целью повышения производительности и экономической эффективности


Таблица 14.3 – Технико-экономические показатели

№ варианта № участка Инвентарная расчетная стоимость, т. руб Суммарная стоимость машино-смены, т. руб./смен Выработка сменная, м3/смен Выработка годовая, м3/год Себестоимость руб./м3 Приведенные затраты, руб./м3
1 I 60990 253,6 165,8 165800 0,781 1,009
2
19800 247,6 408,6 204300 0,707 0,758
1 II 10315 28,8 124,1 31023 0,558 0,647
2
14450 67,2 300,8 75200 0,3 0,344
1 III 10915 58,8 124,1 31025 0,558 0,64
2
14450 67,2 300,8 75200 0,3 0,344
1 IV 9150 84,6 333,7 166850 0,183 0,21
2
19800 128,4 408,54 204270 0,22 0,26

Для производства работ выбираем те варианты механизации, у которых приведенные удельные затраты меньше.


17. Научно-исследовательская часть


Классификация погрешностей монтажа цепных передач.

При монтаже втулочно-роликовой цепной передачи стремятся установить строго параллельно все валы и закрепить на них звездочки в таком положении, чтобы располагались в одной плоскости, которую называют плоскостью передачи.

Если указанные условия монтажа соблюдены, то цепной контур, как и звездочки располагаются в плоскости передачи, набегание и сбегание в цепи оказывается свободным, что при прочих равных условиях повышения КПД и срока службы.

Однако, как показали эксплуатационные исследования работы цепной передачи, механизма хода экскаватора Э 5015А, строгая параллельность валов и разложение звездочек передачи на практике выполняются лишь с некоторым приближением. Вследствие этого искажения формы и расположения части цепного контура вне плоскости передач приводят нередко к снижению долговечности передачи.

Погрешность монтажа по характеру вызываемых ими искажений цепного контура можно разделить на две группы:

погрешность, приводящая к изменению лишь формы цепного контура, располагающегося в плоскости передач;

погрешность, приводящая к изменению не только формы, но и расположению части его вне плоскости передач.

Погрешность монтажа первой группы обусловлен отклонением межцентровых расстояний звездочек (от размеров, указанных на монтажном чертеже) при монтаже валов; изменение межцентрового расстояния звездочек за счет смещения так называемой «передвижной опоры».

К погрешностям монтажа второй группы, которые приводят к нарушению условий свободного набегания цепи со звездочек, относятся: непараллельность валов, которая характеризуется углом непареллельности Проект модернизации одноковшового экскаватора с целью повышения производительности и экономической эффективности – перекос валов, характеризующаяся углом переноса Проект модернизации одноковшового экскаватора с целью повышения производительности и экономической эффективности – осевое смещение звездочек на валах и торцевое биение звездочек после их сборки с валом.

В результате проведенных предварительных исследований можно сделать следующие выводы:

Установлено, что при работе цепной передачи механизма хода экскаватора, имеющий искаженный цепной контур, ветви ее, наряду с осевым растяжением, претерпевают дополнительный поперечный изгиб (в плоскости размещения осей роликов).

Рассмотрены перемещения элементов цепи в шарнирах и относительно зубьев звездочки, обусловленные искажениями цепного контура. Определены значения боковых усилий, возникающих в цепной передаче механизма хода экскаватора Э 5015 при искаженном цепном контуре.

Величина возникающих боковых усилий составляет значительную часть от полезного усилий на ветвях цепной передачи (до 50%), что приводит к возникновению дополнительных нагрузок на шарниры цепи и зубья звездочек и как следствие быстрый выход их из строя.

Необходимо разработать ряд мер, направленных на снижение влияния переносов цепной передачи механизма хода экскаватора Э 5015, на долговечность элементов цепи и звездочек.

Способы снижения влияния искажений цепного контура на долговечность цепной передачи механизма хода экскаватора.

Приведенные исследования позволяют рассмотреть ряд мер, направленных на повышение нагрузочной способности цепных передач механизма хода экскаватора, работающих при наличии максимальных или иных погрешностей монтажа из элементов. Неизбежные погрешности производства приводят к тому, что звездочки передач, имеют торцевое биение. Торцевое биение дополнительно увеличивает искажения цепного контура, причем это увеличение меняется в течении отрезка времени и зависит от угловой скорости и длины контура. Упругие деформации деталей цепной передачи (валов, опор и рам) вызывают изменения расположения звездочек относительно плоскости передачи и обуславливают искажение цепного контура, обусловленные упругие деформации деталей, соизмеримы с искажениями цепного контура и погрешностями монтажа цепной передачи. При проектировании цепных передач необходимо учитывать величину упругих деформаций заранее откладывать так называемую упреждающую погрешность монтажа валов и опор передач, чтобы исключить искажение цепного контура, обусловленные их упругими деформациями. Причем при вычислении «упреждающей погрешности» должны учитываться реальные размеры элементов цепной передачи. Величина передаваемой мощности. «Упреждающая погрешность» должна задаваться для каждого вала отдельно.

Величина дополнительных усилий возникающих в цепной передаче и обусловленных искажениями цепного контура, существенно зависит от коэффициента трения, поэтому, для сохранения нагрузкой способности цепной передачи механизма хода экскаватора на заданном уровне, следует обеспечивать регулярную смазку.

Исходя из вышеперечисленного, можно наметить следующие направления снижения влияния искажения цепного контура на долговечность цепной передачи механизма хода экскаватора.

1. Увеличение жесткости всей цепной передачи и отдельных ее элементов, увеличение точности монтажа элементов цепной передачи, применение новых, более жестких конструкций опор валов передачи; увеличение точности изготовления и монтажа звездочек, неподвижное закрепление опор валов цепной передачи и применение нового механизма натяжения цепей;

Для выпускаемой в данное время модели экскаватора Э 5015 реализация выше указанных способов снижения влияния перекосов в цепной передаче является мало перспективным в виду усложнения конструкции передачи и увеличения трудоемкости и трудозатрат.

Применение к новым моделям экскаваторов выпуски, которых начинается: Донецким экскаваторным заводом, возможна реализация лишь некоторых способов. Однако необходимо отметить, что в виду значительной загруженности цепных передач механизма хода применение выше указанных способов не может в значительной мере уменьшить влияние переносов в механизм хода экскаватора.

2. Применение звена в механизме хода экскаватора, имеющего пониженную жесткость за счет этого звена в цепной передаче добиться полного снижения влияния перекосов в механизме хода на долговечность цепной передачи и всего механизма хода экскаватора. Таким образом, в виду конструктивных особенностей удобнее всего выбрать ведомую звездочку (z=19) цепной передачи, то есть установка звездочки с пониженной жесткостью, связи венца со ступицей. Это позволит полностью исключить влияния перекосов в цепной передаче экскаватора модели Э 5015, без применения других, каких-либо конструктивных изменений.

Применение же такой звездочки в механизме хода новых моделей экскаваторов, позволит исключить влияние перекосов во всем механизме хода в виду увеличения жесткости установки валов цепной передачи. В модели Э 5015 примерно жесткое крепление ведомого вала цепной передачи механизма хода, то есть, устранены перекосы этого вала относительно плоскости ведущего колеса гусеницы экскаватора. Перекосы ведущей звездочки цепной передачи механизма хода также практически устранены. Таким образом, в конструкции механизма хода, экскаваторов новой модели являются неустраненными перекосы, возникающие между валами цепной передачи. Для устранения этих перекосов и предназначается установка звездочки пониженной жесткости связи венца со ступицей. Применение такой звездочки позволит полностью решить вопрос со снижением влияния искажений цепного контура на долговечность цепной передачи и всего механизма хода экскаваторов, как новых, так и старых конструкций. Нагрузки, связанные с проявлением погрешности цепного или зубчатого зацепления, возникает в первую очередь на рабочих поверхностях зубьев колес. Поэтому представляет интерес, эффект демпфирования и виброизоляции зубчатого венца от ступицы колеса.

Демпфирующие звездочки предназначены для гашения различного рода вибраций, колебаний и снижения влияния перекосов на работоспособность передачи, имеет составную конструкцию. Такая конструкция звездочки обладает рядом преимуществ, к которым следует отнести многократное использование ступиц при износе унифицированных венцов, возможность (износа) изготовления интенсивно изнашиваемых зубчатых венцов из износостойких и прочих материалов, с малоизнашиваемых ступиц – из менее дефицитных, возможность организации производства унифицированных зубчатых венцов на специализированных предприятиях на базе прогрессивной технологии с поставкой их другим заводам, где изготавливаются лишь ступицы и осуществляется сборка венцов со ступицами, поставки запасных частей потребителям только в виде венцов без ступиц.

Однако соединение венцов со ступицами с помощью болтов, винтов, заклепок достаточно экономично ввиду излишнего расхода материалов на изготовление уширенных по радиусу венцов и ступиц, болтов, винтов, гаек, заклепок, шайб, а также ввиду увеличения трудовых затрат на обработку и сборку.

В связи с этим составными делают звездочки только больших диаметров. Разработан ряд конструкций, в которых соединение зубчатых венцов со ступицами осуществляет через энергопоглощающий упругий элемент.

Конструкция демпфирующей звездочки.

При больших передаваемых нагрузках и перекосах осей звездочки цепи в плане на значительный угол (до 2) на параллельности валов, которые наблюдаются в цепных передачах механизма хода экскаватора Э 5015, происходит неравномерное распределение нагрузки по рабочей поверхности зубьев, возникают значительные боковые составляющие передаваемой нагрузки, направленные на ликвидацию таких перекосов. Для работы в этих условиях необходима звездочка пониженной жесткости зубьев для уменьшения влияния выше указанных перекосов и высокими демпфирующими свойствами для снижения динамических нагрузок (ударов), характерных для работы цепной передачи.

Конструкция такой звездочки представлены на рисунке 17.1


Проект модернизации одноковшового экскаватора с целью повышения производительности и экономической эффективности

Рисунок 17.1 – Схема демпфирующей звездочки


Она содержит зубчатый венец 1 с выступающими 2 на внутренней поверхности, ступицу 3 и крышку 4 с впадинами на наружной и упругий элемент 5 в виде отдельных одинаковых частей. Рабочие поверхности выступов венца и соответствующие поверхности выступов венца, и соответствующие поверхности впадины ступиц и крышки имеют V-образный вид в плоскости, параллельной оси вращения, расположенной касательно к окружности, описываемой выступами зубчатого венца и направленный в сторону вращения. Плоскости рабочих плоскостей расположены так, что их проекции пересекают ось вращения звездочки и имеют трапециевидную форму.

При непараллельности и перекосах в цепях и цепных передачах ось поворота звездочки (в отличии от оси вращения) может располагаться под произвольным углом к оси передачи (межцентровой линии), однако всегда будет проходить через ось вращения звездочки. Таким образом, обеспечив подвижность венца звездочки относительно ступицы вокруг оси перекоса, будет значительно уменьшено влияние перекосов на работу передачи. В виду того, что рабочие поверхности выступов и впадин будет совпадать с осью поворота звездочки, заклинивание вершин и ножек наблюдаться не будет, и упругие элементы будут работать только на сжатие. Основные конструктивные параметры звездочки остаются такими же как и в ранее применяемой звездочке, то есть Проект модернизации одноковшового экскаватора с целью повышения производительности и экономической эффективности, Проект модернизации одноковшового экскаватора с целью повышения производительности и экономической эффективности. В качестве упругого элемента предлагается использовать энергоемкости резины повышенной твердости.

Прочностные расчеты демпфирующей звездочки.

При работе демпфирующей звездочки составляют конструкции, полезный крутящий момент от горизонтального вала к ведущему колесу гусеницы будет передаваться через выступы венца звездочки на впадины ступицы. При этом выход из строя выступов венца возможен из следующих причин: среда, сжатие, выступов и изгиба. Кроме того, возможно разрушение резьбовых соединений креплений ступицы и крышки.

Расчет на срез выступов.

Расчет на срез выступов ведем по рисунку 17.2. Возникающие касательные напряжения в сечении выступа определяется по формуле:


Проект модернизации одноковшового экскаватора с целью повышения производительности и экономической эффективности

при этом должно выполняться условие:


Проект модернизации одноковшового экскаватора с целью повышения производительности и экономической эффективности


Проект модернизации одноковшового экскаватора с целью повышения производительности и экономической эффективности – передаваемый крутящий момент, даНсм;

Проект модернизации одноковшового экскаватора с целью повышения производительности и экономической эффективности – диаметр ступицы, см;

Проект модернизации одноковшового экскаватора с целью повышения производительности и экономической эффективности – ширина выступа, см;

h – высота выступа, см;

Проект модернизации одноковшового экскаватора с целью повышения производительности и экономической эффективности – толщина, см.

Проект модернизации одноковшового экскаватора с целью повышения производительности и экономической эффективности

Требуемое условие выполняется

Проект модернизации одноковшового экскаватора с целью повышения производительности и экономической эффективности

Расчет на снятие выступов.

Нормальное напряжение, возникающее в сечении выступа и расчета снятия, определяется по формуле:

Проект модернизации одноковшового экскаватора с целью повышения производительности и экономической эффективности;

При соответствующем выполнении условия


Проект модернизации одноковшового экскаватора с целью повышения производительности и экономической эффективности


Расчет на изгиб (рисунок 17,3).

Момент сопротивления выступа определяется по формуле:


Проект модернизации одноковшового экскаватора с целью повышения производительности и экономической эффективности

Изгибающий момент: Проект модернизации одноковшового экскаватора с целью повышения производительности и экономической эффективности;

Нормальное напряжение от изгиба:


Проект модернизации одноковшового экскаватора с целью повышения производительности и экономической эффективности


Расчет болтовых соединений (рисунок 17,4).

Нормальное давление на рабочую поверхность впадин ступицы определяется по формуле:


Проект модернизации одноковшового экскаватора с целью повышения производительности и экономической эффективности


Разрывное усилие по формуле:


Проект модернизации одноковшового экскаватора с целью повышения производительности и экономической эффективности


Проект модернизации одноковшового экскаватора с целью повышения производительности и экономической эффективности

Рисунок 17.2 – Схема выступа


Проект модернизации одноковшового экскаватора с целью повышения производительности и экономической эффективности

Рисунок 17.3 Схема выступа


Проект модернизации одноковшового экскаватора с целью повышения производительности и экономической эффективности

Таблица 17.4 – Схема крепежного соединения


где Р – передаваемое полезное усилие;

Р=14000 даН;

Проект модернизации одноковшового экскаватора с целью повышения производительности и экономической эффективности – угол наклона рабочих поверхностей упругих элементов к оси вращения звездочки, Проект модернизации одноковшового экскаватора с целью повышения производительности и экономической эффективности;

N – нормальное давление на одну сторону упругого элемента, даН;

R – разрывное усилие, даН.

Выбор диаметра болта.

Площадь болта равна: Проект модернизации одноковшового экскаватора с целью повышения производительности и экономической эффективности

По статистическим нагрузкам минимальный диаметр болта должен составлять: d=26 мм.

Выбор марки резины.

Ля дальнейших расчетов необходимо выбрать марку резины способную работать при больших нагрузках и активно воздействий внешней среды. В качестве такой резины были выбраны две марки: МКТЩ 6 и ЛЖ 220.

Резина МКТЩ 6 предназначена для работы при воздействии атмосферных осадков, тепло-морозо-кислото-щелочностойкие, толщина 6 мм, повышенной твердости, твердость по Шору равна 65–80 единиц.

Резина ЛЖ 220: тепло-морозо-кислото-щелочностойкая, толщина 6 мм, твердость по Шору 67–92 единиц, предназначена для работы в качестве подкладок и прокладок в верхнем строении железнодорожного полотна при возведении значительных нагрузок и внешней среды.

Для конкретного выбора марки были проведены испытания резины на сжатие на разрывной машине. Для этого были изготовлены образцы упругих элементов с реальными размерами. Испытания проводились до достижения максимальной допустимой стенки сжатия равной 2,2 мм образец резины МКТЩ 6 деформировался более интенсивно, чем образец из резины ЛЖ 220, однако при дальнейшем возрастании нагрузки интенсивность деформации у первого образца стала снижаться и при нагрузке 1650 кг составила 1,96 мм, когда как ля второго образца интенсивность деформации не изменилась и осталась линейной, а при перегрузке 1650 кг составила 2,2 мм. Таким образом необходимо провести эксплуатационные испытания, которые позволяет более конкретно определить наиболее работоспособную марку резины.

Заключение


В результате проведенной модернизации одноковшового экскаватора ЕК 12 было разработано рабочее оборудование – обратная лопата.

Проведенная модернизация позволила увеличить производительность экскаватора на 17,2%.

Разработанные мероприятия позволили так же снизить себестоимость работ и получить расчетный годовой экономический эффект 125876 тысяч рублей.

В проекте также освящены вопросы организации работ, охраны труда и экологии.

Похожие работы:

  1. • Проект модернизации одноковшового экскаватора с ...
  2. • Одноковшовые экскаваторы. Башенные краны ...
  3. • Проектирование рабочего оборудования одноковшового ...
  4. • Экономика предприятия
  5. • Дорожно-строительные машины: экскаваторы
  6. • Многоковшовые экскаваторы
  7. • Производство глиняного кирпича
  8. • ТатАИСнефть г. Альметьевск РТ
  9. • Землеройные машины
  10. • Сменное оборудование гидравлического экскаватора
  11. • Исследование возможных направлений разработки технологий ...
  12. • Балтийская финансово-промышленная группа
  13. • Отчет по практике по курсу Строительные машины
  14. • Бюджетная политика Российской Федерации
  15. • Проведение земляных работ
  16. • Исследование методов охлаждения садки колпаковой печи с ...
  17. • Размещение и оценка нефтяной промышленности мира ...
  18. • Управление материальными потоками
  19. • Проектирование оптимальной структуры строительных машин при ...
Рефетека ру refoteka@gmail.com