Совершенствование конструкции экскаватора с целью расширения технических возможностей - Дипломная работа

1. Конструкторская часть 1.2 Тяговый расчет экскаватора 1.3 Расчет на прочность 1.6 Расчет устойчивости экскаватора 2. По назначению их разделяют на землеройные, транспортирующие, грунтоуплотняющие, трамбующие, вибрационные и другие машины. Землеройными машинами разрабатывают сыпучие и связные грунты, а также рыхлят и погружают мерзлые и скальные грунты. Тяжелые грунты, а также грунты с примесями, разработка которых в состоянии природной плотности затруднена, подлежат предварительному рыхлению. Строительные и строительно-карьерные экскаваторы имеют массу 2 - 250т. и оснащены ковшами емкостью 0,1 - 6,0м3. Одноковшовые универсальные экскаваторы классифицируют по типу привода, возможность вращения поворотной части, конструкции ходового устройства, подвески и видами рабочего оборудования. Ожидаемый экономический эффект достигнут при определении капитальных затрат, при расчете годовой производительности машины, при расчете себестоимости машины. Определили основные показатели экономической эффективности капитальных вложений. Наиболее по технической сущности и достигаемому результату является рабочее оборудование экскаватора, который содержит рабочий орган, кронштейн и его подвески, рычаг, силовой цилиндр направления рычагом. Таблица 1 - Техническая характеристика Параметр Гидромолоты Россия МГ-300 ФРГ НМ-600 Энергия удара, Дж 300 600 Частота ударов, удар/мин 300 400 Рабочее давление, МПаI 16 16 Расход рабочей жидкости, л/мин 240 90 Масса с клином, кг 950 550 Техническая характеристика экскаватора с рыхлительным оборудованием. Масса, т 23,650; Вместимость ковша, м3 0,65; Двигатель: марка ЯМЗ - 236; мощность, кВт 147; частота вращения вала, мин-1 2000; Скорость передвижения, км/ч 28; Глубина копания, м 4,95; Радиус копания, м 82; Угол поворота ковша, градус 173; Габаритные размеры: длина 8200 ширина 3150 высота 3200 1.2 Тяговый расчет экскаватора Максимальное тяговое усиление W, H определяется по формуле: Sт max = Wвn Wн Wк Wв Wnp Wn, (1) где Wвn - внутреннее сопротивление ходовых механизмов; Wн - сопротивление при трогании с места; Wk - сопротивление катанию; Wв - сопротивление ветру; Wn - сопротивление подъему. Внутреннее сопротивление ходовых механизмов определяется Wвn Н определяется по формуле: Wвn = (W1 W2 W3 W4 W5 W6 W7), (2) где W1 - сопротивление в подшипниках опорных катков; W2 - сопротивление в подшипниках ведущих колес; W3 - сопротивление в подшипниках направляющих колес; W4 - сопротивление катанию опорных колес; W5 - сопротивление изгибанию гусеничных цепей на ведущих колесах; W6 - сопротивление изгибанию гусеничных цепей на направляющих колесах; W7 - сопротивление передвижению верхней части цепи по поддерживающим каткам. W1 = (Gэк - gзв) M*d / D, (3) где Gэк - вес экскаватора; Gэк = 23650 кг. gзв - вес гусеничных звеньев лежащих на земле; gзв = 670 кг. d - диаметр оси опорного катка; d = 60 мм. D - диаметр катка; D = 260мм. M - коэффициент трения скольжения стали на бронзе; M = 0,1 W1 = (23650 - 670) * 0,1 * 60 / 260 = 5202; 2Н Сопротивление в подшипниках ведущих колес расчитывается по формуле: W2 = 2 * R * MI * d1 / D1; (4) Реакция подшипников ведущего колеса равна: R = 1,4 * Sт; (5) Тяговое усилие принимаем равным окружному усилию на звездочке, соответствующему номинальному моменту гидродвигателя. Передний ход: W3 = 2 * 0,3 *48583,04 * 0,02 * 14 / 58,5 = 139,3 Н Задний ход: W31 = 4 * 48583,04 * 0,02 * 14 / 58,5 = 931,95 Н Сопротивление копанию опорных колес расчитывается по формуле: W4 = 2 * (23650 - 670) * 0,12 / 26 = 9,81 = 2080,9 Н (9) Сопротивление изгибанию гусеничных цепей на ведущих колесах расчитывается по формуле: Передвижение вперед: W5 = 2 * 1,15 * Sт * В * d0 / D1; (10) W5 = 2 * 1,15 * 48583,04 * 0,35 * 3 / 65 = 1805,04 Н где В - коэффициент трения в шарнирах гусеничной цепи, В = 0,35 d0 - диаметр пальцев гусеничной цепи, d0 = 30мм Передвижение назад W51 = 2 * Sт * В * d0 / D1; (11) W51 = 2 * 48583,04 * 0,35 * 3 / 65 = 1569,6 Н Сопротивление изгибанию гусеничных цепей на направляющих колесах рассчитываем по формуле: W6 = 2 * 0,3 * Sт * В * d0 / D2; (12) Передвижение вперед W6 = 2 * 0,3 * 48583,04 * 0,35 *3 / 58,5 = 522,87 Н Передвижение назад W61 = 4 * Sт * В * 3 / D2; (13) W61 = 4 * 4858,04 * 0,35 * 3 / 58,5 = 3487,45 Н Сопротивление передвижению верхней части цепи по поддерживающим палочкам рассчитываем по формуле: W7 = gзв (М * d 2 * f ) / D3; (14) W7 = 760 (0,1 * 6 2 * 0,12) / 26 = 211,89 Н Полное внутреннее сопротивление ходовых колес Передвижение вперед Wвn = 1,2 (5202,2 627,84 139,3 2080,9 1805,04 522,87 211,89) = 12708,04 Н Передвижение назад WвnI = 1,2 = (5202,2 627,84 2080,9 1569,6 3487,45 211,89 931, 95) = 16970,1 Н Сопротивление энергии при трогании с места Wn = Gэк * V / g * t; (15) где V - начальная скорость передвижения экскаватора при номинальных оборотах гидродвигателя равной 1400об/мин; V - 0,743м/с. t - время разгона; t - 3с. Wк = 1,125 * n * в * P2ср / Р0; (16) где n - число гусениц; n = 2, в - ширина гусениц, в - 580м