Составляющая от резания грунта

где = 1,25 кг/см² -- максимальный предел прочности грунта при срезе; h_с -- толщина срезаемой стружки; = 1,575 м -- ширина ковша; = 49° -- передний угол резания; z = 1 см -- проекция контура износа режущей кромки на нормаль к траектории; = 0,5 -- коэффициент трения стали о грунт; g = 9,81 м/с² -- ускорение свободного падения.

Рис. 14 Схема снятия стружки при повороте ковша

Толщину срезаемой стружки определяем, исходя из условия наполнения ковша на 135% при коэффициенте разрыхления =1,35.

Наполнение ковша происходит при полном повороте ковша на 152° (рис. 13).

Объем грунта в ковше

где R, -- см. рис. 101; = 1,35 -- коэффициент наполнения ковша.

Решив уравнение, получим = 0,25 м = 25 см.

Подставив значения величин, получим

=

Составляющая от наполнения ковша

где = ; = 1,0 - коэффициент трения грунта о грунт;

После подстановки расчётных величин получим

Примем =90. Тогда Составляющую не учитываем ввиду её малого значения. Тогда касательная составляющая реакции грунта копанию.

Нормальная составляющая реакции грунта копанию

5.2 Расчёт устойчивости

Расчётная схема приведена на рис. 14

Коэффициент устойчивости

где - сумма удерживающих моментов; - сумма опрокидывающих моментов.

Рис. 15

Сумма удерживающих моментов:

=[17380•(2,3+1,6)+12900•(0+1,6)]•9,81=867420 Н•м

где =17380кг - масса поворотной платформы без топлива; =12900 кг - масса гусеничной тележки с башмаками; =0;=2,3 м; b=1,6 м - расстояние от оси вращения экскаватора до ребра опрокидывания поперёк хода.

Сумма опрокидывающих моментов:

где m - массы соответствующих частей рабочего оборудования; r - плечи соответствующих масс, определённые графически; =3,670 м; =6,470 м; =2,100 м; =7,100 м; =6,600 м; =7,303 м; =7,020 м; =6,870 м; - масса ковша с грунтом:

Подставив значения величин, получим:

•(2,1-1,6)+1270•9,81 (7,1-1,6)+620•9,81 (6,6-1,6)+310 4544•9,81 (7,020-1,6)+73681•(6,870-1,6)=647328 Н

Коэффициент устойчивости

В рассмотренном случае касательное усилие =73681 Н; реализуется устойчивость.

5.3 Движение на подъём

Сопротивление подъёму при движении:

уклон 5°

уклон 20°

Необходимое тяговое усилие при движении задним ходом при трогании с места:

уклон 5°

=24874 Н

уклон 20°

56356 Н

где = 1,2 - коэффициент, учитывающий добавочное сопротивление от внешних сил; коэффициенты зависимости сопротивлений от тяговых усилий: = 0,0018- в подшипниках ведущих колёс; = 0,00162 - в подшипниках направляющих колёс; =0,00167 - изгибанию гусеничных цепей на ведущих колёсах; = 0,0429 - изгибанию гусеничных цепей на направляющих колёсах; - тяговое усилие при трогании с места задним ходом.

6. Расчет на прочность рабочего органа в Solidworks

В процессе разработки грунта ковшом экскаватора сначала происходит внедрение ножей ковша в грунт, затем резание грунта, т.е. процесс определения грунта от массива и формирование стружки грунт в зависимости от физико-механических свойств грунта.

При дальнейшем движении ковша вперед происходит процесс копания грунта, т.е. совокупность процессов, включающих резание, формирование стружки, её перемещение вдоль по поверхности ковша экскаватора и перемещение её в набранном ковше экскаватора к месту разгрузки.

Расчет на прочность отвала:

На ковш при работе действуют следующие усилия:

- сопротивление грунта резанию ножами ковша экскаватора;

- вес набранного грунта в ковше экскаватора.

Крепления ковша осуществляется с помощью шарниров. Закрепляем ковш с помощью шарниров в программе Solidworks для расчёта.

Результаты исследований отвала показали, что в нем нет напряжений превышающих допустимые. Это видно из допустимых значений предела текучести нашей стали, и значения напряжений на эпюре (< [

Следовательно, ковш имеет необходимый запас прочности для эксплуатации.

Самым напряженным местом в этой конструкции является верхнее место крепления ковша к проушинам. Но эти напряжения не являются опасными.

По эпюрам перемещения можно сделать вывод, что прогибы в отвале малы и не играют существенную роль.

В следующей эпюре видны места наиболее деформируемых частей отвала. Им является место крепление ковша с проушинами. Данная деформация не превышает допустимых значений.

Выводы

В данном курсовом проекте произведен расчет одноковшового гидравлического экскаватора. В первой части курсового проекта был произведен анализ существующих конструкций экскаватора, описание и технология разработки глинистых грунтов, устройство карьеров и необходимые комплекты машин для их разработки. Далее произведен выбор лучшего варианта технического предложения на основе морфологического анализа и матрицы решений. Затем рассчитали усилия, возникающие на ковше в процессе копания, рассчитали устойчивость экскаватора и сопротивление подъёму при движении. В конце был рассчитан ковш на прочность с использованием систем автоматизированного проектирования.

Список используемых источников

1. Болтыхов В.П., Филатов А.И. Гидравлический экскаватор EO-5124. Изд - во «Машиностроение», 1991.

2. Домбровский Н. Г. Экскаваторы. Общие вопросы теории, проектирования исследования и применения. Изд - во «Машиностроение», 1969.

3. ОАО Тверской экскаватор. Экскаватор одноковшовый ЕК. 14. Изд - во «Тверь», 2004.

4. Воробьёв Н.В., Экскаваторы. Изд - во «Московская типография», 1964.

5. Конспект лекций по дисциплине «Строительные и дорожные машины» 2015.

Размещено на Allbest.ru