Погрузчик гусеничный с челюстным захватом

Самоходная подъёмно-транспортная машина для захвата, подъёма и перемещения свободно лежащих и насыпных грузов. Расчет основных параметров базовой машины и технологического оборудования колесных погрузчиков. Расчет параметров рабочих органов погрузчика.

Рубрика Производство и технологии
Вид курсовая работа
Язык русский
Дата добавления 14.01.2012
Размер файла 998,4 K

Отправить свою хорошую работу в базу знаний просто. Используйте форму, расположенную ниже

Студенты, аспиранты, молодые ученые, использующие базу знаний в своей учебе и работе, будут вам очень благодарны.

Размещено на http://www.allbest.ru/

Курсовой проект

Тема:

"Погрузчик гусеничный с челюстным захватом"

Введение

Самоходные погрузчики нашли широкое распространение в различных отраслях строительства, горной и лесной промышленности, промышленности строительных материалов, сельском и лесном хозяйстве. Универсальность и приспособленность к тяжёлым условиям позволяют применять их на погрузочно-разгрузочных, землеройно-транспортных, монтажных, штабелёвочных и других видах работ. В ряде случаев они с успехом заменяют экскаваторы. Для этих целей они комплектуются набором сменных рабочих органов: ковш для погрузки сыпучих материалов; уменьшенный ковш для погрузки тяжёлых материалов, ковш с боковой разгрузкой, ковш с увеличенной высотой разгрузки, челюстной захват для погрузки древесины, грузовые крюки и вилы, снегоуборочное оборудование, корчеватели, оборудование для взламывания асфальта и другое оборудование. Таким образом, самоходные погрузчики являются машинами многоцелевого назначения.

1. Назначение погрузчиков

Погрузчик представляет собой самоходную подъёмно-транспортную машину, включающую в себя базовое шасси и технологическое оборудование в виде шарнирно-рычажного механизма с рабочим органом. Они предназначены для захвата, подъёма и перемещения, свободно лежащих и насыпных грузов с последующей погрузкой их в транспортные средства или укладкой в штабеля.

С их помощью можно производить погрузку предварительно взорванных или разрыхленных скальных пород, мелкокусковых и сыпучих грузов, строительных материалов (песок, щебень, гравий), производить очистку различных территорий от строительного мусора, снега, промышленных отходов.

2. Расчёт основных параметров самоходных погрузчиков

2.1 Расчет основных параметров базовой машины и технологического оборудования колесных погрузчиков

Для расчёта некоторых параметров погрузчиков используются уравнения регрессии, приведённые в таблице 7.2 [3]. По заданной грузоподъёмности Qн определяются параметры машины. При этом предварительно грузоподъёмность из кН переводится в тонны (1 т ? 10 кН).

1) Эксплуатационный вес погрузчика:

Gп=(0,8…1,2) (2,05·3,5), т., приQH<3,5т. (2.1.1)

Gп = 1,2· (2,05·3,5) = 8,61 т.

2) Вес базового трактора:

Gт= Gп/(1,25…1,35), т. (2.1.2)

Gт = 8,61/1,35 = 6,37 т.

3) База погрузчика:

А=(0,8…1,2) · (600+1180·3v Qн+0,5), мм, здесь Qн - в тоннах. (2.1.3)

А = 1· (600+1180·3v 3,5 +0,5) =2473,1 мм

Полученное значение А сравниваем с размерами А серийных тракторов, приведённых в приложении А.

Для дальнейших расчётов принимаем базовый трактор Т-130, А = 2478.

4) Определяем ширину погрузчика В, мм

В = (0,75…1,25) (300+1600*3v Qн), мм. (2.1.4)

В = 0,8· (300+16003v 3,5)=2183,4 мм.

Принимаем ширину погрузчика равную ширине базового трактора Т-130, В=1880 мм.

5) Высота до центра шарнира крепления захвата или ковша к стреле

Но = (0,84…1,16) (1700+1300*3v Qн), мм. (2.1.5)

Но = 1·(1700+1300*3v 3,5)=3673,78 мм.

6) Ширина траков (гусеничной цепи)

в ? 400…500, мм.

Для трактора Т-130 принимаем ширину гусениц в=500 мм.

7) Колея машины (гусеничного хода)

В1=В-в, мм. (2.1.6)

В1=1880 - 500=1380 мм.

8) Конструктивный вес технологического оборудования

Gо= Gп - Gт, кН. (2.1.7)

Gо=86,1 - 63,7=22,4 кН.

Предварительно конструктивный вес технологического оборудования может быть определён также по формуле (1.6) [1].

Gоо Gт, (2.1.8)

где Ко - безразмерный коэффициент. Ко =0,25…0,35.

Gо=0,3·22,4=6,72 кН

9) Расстояние от оси направляющего колеса до центра тяжести груза и рабочего оборудования (рис. 1. 7,1.8) [1].

аг =(0,7…1) А,: аг=0,8·2478=1982 мм. (2.1.9)

во = аг/2,: во=1982/2=991 мм (2.1.10)

ан = аг +А,: ан=1982+2478=4460 мм. (2.1.11)

Хп=(0,6…0,7) А,: Хп=0,7·2478=1735 мм. (2.1.12)

10) Координаты центра давления Хд относительно оси ведущей звёздочки определяются по формуле (1.18) [1],

Xd=(Gп*Xп+Qн*aн)/(Gп+Qн); мм. (2.1.13)

где ан - координата центра тяжести груза в ковше от оси ведущей звёздочки, ан=4460 мм.

во-координата центра тяжести груза в ковше от рабочего оборудования. во=991 мм

Хп - координата центра тяжести погрузчика от оси ведущей звездочки. Хп=1735 мм.

Xd=(86,1·1735+35·4460)/(86,1+35)=1412,3 мм. (2.1.14)

Определяем среднее удельное давление на опорную поверхность qо

qo=(Gп+Qн)/(2b*(A1+lзв) (2.1.15)

где b - ширина гусеницы, b=500 мм

lзв - длина звеньев гусеничной цепи, lзв=203 мм.

А1 - расстояние между осями опорных катков, А1=350 мм.

qo=(86,1+35)/(2·0,5 (0,35+0,203))=218,99 кН/м2

Определяем давление под передним катком - qп

qп=2qo(3 ((Xd-Cт)/(А1+lзв)) - 1): кН/м2 (2.1.16)

где Ст - расстояние от оси ведущей звёздочки до оси первого опорного катка (принимать по аналогии с существующими тракторами. Так для трактора Т - 130 ЧТЗ Ст?450 мм;

qo=2·218,99· (3 ((1,4123-0,45)/(0,35+0,203)) - 1)=1841,47 кН/м2

Определяем давление под, задним катком qз

qз=2qo(2-3 ((Xd-Cт)/(A1+lзв)): кН/м (2.1.17)

qз=2*218,99*(2-3*(1,4123-0,45)/(0,35+0,203))=141048 кН/м2

2.2 Расчет параметров рабочих органов

1) Вылет рабочего органа (захвата лесопогрузчика или кромки ковша строительного погрузчика) L определяется по формуле (1.29) [1]:

L=(Bт/2)+?b, мм (2.2.1)

погрузчик машина колесный технологический

где Вт - ширина транспортного средства принимается по характеристикам автомобилей и лесовозных автопоездов.

?b - расстояние между погрузчиком и транспортным средством при перегрузке, необходимое по условиям безопасности работы и равное 300 - 500 мм.

L=(2400/2)+500 = 1700 мм

Тmax = Вк·qт, кН (2.2.2)

где Вк - ширина челюсти; ширину челюсти можно принимать по аналогии с существующими конструкциями отечественных погрузчиков (табл. 1.6 [1]). Принимаем Вк = 2600 мм

qт - удельное напорное усилие на кромке челюсти; принимаем из таблицы 1.7 [1]. qт = 0,25 кН;

Тmax=260·0,25 = 65 кН.

Наименьшее из расчетных усилий принимаем за максимальное значение напорного усилия

2) Выглубляющее усилие Nв, развиваемое гидроцилиндрами поворота челюсти:

Nв=qн·Вк, кН (2.2.3)

где qн - удельное выглубляющее усилие, приведена в таблице 1.7 [1], qн = 0,25 кН/см;

Nв= 0,25·260 = 65 кН.

5) Углы запрокидывания челюсти в нижнем положении - гз и разгрузки в верхнем - гр (рис. 1.4) принимаем в соответствии с рекомендациями на с. 33…34 [1].

Принимаем: гз = 460 и гр = 550

Расчёт параметров рабочих органов гусеничной машин выполняются в соответствии с разделом 1.4 [1].

1) радиус поворота нижней челюсти от оси отверстия для соединения со стрелой

(2.2.4)

2) высота расположения оси отверстия шарнира для соединения со стрелой hЧ=80…150 мм (2.2.5) принимаем 150 мм

3) радиус кривизны нижней челюсти rЧ=(18…22) QН, мм

rЧ=20*35=700 мм (2.2.6)

Рисунок 1 - Параметры челюстного захвата для лесоматериалов

4) координаты оси шарнира крепления верхней челюсти

hШ.Ч.=(20…25) QН, мм (2.2.7)

hШ.Ч.=23*35=805 мм

LЧ=(15…20) QН, мм (2.2.8)

LЧ=18*35=630 мм

5) Угол подъёма вил нижней челюсти аЧ=5-7 град., угол заострения вил ВЧ=15-20 град.

3. Проектирование технологического оборудования погрузчиков

3.1 Расчёт параметров и построение кинематической схемы механизма поворота челюсти

Рисунок 2 - Схема для определения длины стрелы

Расчёт параметров и построение кинематической схемы механизма поворота челюсти производим в соответствии с разделом 2.1 [1]. Размеры рычажной системы и гидроцилиндра привода должны обеспечить не только поворот челюсти, но и сохранение заданного положения его в пределах всего угла ц поворота стрелы.

1) Определяем высоту расположения центра шарнира крепления стрелы к раме базовой машины - Нс:

Нс = (0,35…0,45) ·Но, мм (3.1.1)

Нс = 0,40*3675,8 = 1469 мм.

2) Определяем вылет рабочего органа L - расстояние от передних выступающих частей базового трактора до нижней кромки челюсти при наибольшей высоте разгрузки:

L = (Вт/2) +?b, мм (3.1.2)

где ?h - расстояние между погрузчиком и транспортным средством при разгрузке, ?h=300…500 мм;

L = (2400/2) +500 = 1700 мм.

3) Определяем расстояние от оси шарнира крепления стрелы до наиболее выступающей части базового шасси:

lв = (0,7…0,8) L, мм (3.1.3)

lв = 0,75·1700 = 1275 мм

4) Определяем длину стрелы:

lc = v(L - R0·cosе + lB)2 + (H0 - Hc)2, м (3.1.4)

5) Определяем размеры рычажной системы механизма поворота ковша:

lш = (0,48…0,5) ·lс, мм; (3.1.5)

lш = 0,5·3160 = 1580 мм,

а = (0,11…0,12) ·lс, мм; (3.1.6)

а = 0,12·3166 = 266 мм,

в = (0,22…0,24) ·lс; (3.1.7)

в = 0,24·3160 = 758 мм,

с = (0,27…0,29) lс; (3.1.8)

с = 0,29·3160 = 916 мм,

р = (0,13…0,14) lс. (3.1.9)

р = 0,14·3160 = 442 мм,

?=(0,125…0,135) ·RЧ, мм; (3.1.10)

? = 0,135·1225 = 1390 мм;

6) Определяем ход поршня:

S=S2 - S1, мм; (3.1.11)

где S1 - радиус дуги окружности из точки F проведённой через точки Сi1, Сi2, Сi3.

S2 - радиус дуги окружности из точки F проведённой через точки С1, С2, С3.

S = 588 мм;

Полученное значение S сравниваем со стандартными значениями по таблице 2.2 [2] и округляем до ближайшего: S = 560 мм;

3.2 Расчёт усилий на штоках гидроцилиндров привода поворота челюсти

1) Усилие на штоках гидроцилиндров привода поворота челюсти определяем по формуле:

(3.2.1)

Рисунок 3 - Схема к расчету усилий в механизме поворота челюсти

где к = 1,25 - коэффициент запаса, учитывающий потери;

Nв - выглубляющее усилие.

При этом следует принимать: Zк = 2 - число цилиндров привода,

Определяем вес ковша с грузом:

Gк.гр=Qн+Gн, т (3.2.2)

где Qн - номинальная грузоподъёмность погрузчика;

Gн - вес самого ковша.

Gк.гр = 12,5+ 35 = 47,5 кН,

Определяем мгновенные передаточные отношения механизмов:

а) Поворота для выглубляющего усилия:

(3.2.3)

б) Для веса ковша:

(3.2.4)

где l6…l11 - размеры элементов рычажного механизма поворота челюсти.

2) При расчёте передаточных отношений по формулам (2.5) размеры звеньев рычажной системы обозначать в соответствии с рис. 2.1, рис. 2.2, рис. 2.3, рис. 2.4 [1].

l6 = R0 = Rч = 1225 мм;

l7 = p = 442 мм;

l8 = c = 916 мм;

l9 = в = 758 мм;

l11 = lС/2 = 612 мм;

Усилие в тяге d - (Sт) можно определить из уравнения равновесия коромысла относительно точки О

Мо=0 Sтк,

; (3.2.5)

; (3.2.6)

кН

3.3 Расчёт параметров кинематики механизма подъёма стрелы

Оптимальные значения параметров кинематики механизма подъёма стрелы определяются методом математического моделирования движения стрелы с грузом под действием усилий на штоках гидроцилиндров привода Р.

Для реализации алгоритма необходимы данные, приведённые в таблице.

Таблица 1 - Исходные данные

Параметры состояния системы

Параметры управления

М1, кг

М2, кг

F1, град

L=lc, м

S1, м

S2, м

Fнач, град

F2, рад/с2

Рн, МПа

LL1L

GG1G

1142

3567,8

55

3,166

1,1

1,72

28

0,04

15

0,687 м

700

1) Начальный угол наклона стрелы Fнач определяется по известным размерам Нс и lс (рисунок 2). При этом конец стрелы (т. А) совмещается с поверхностью пути. Общий угол поворота стрелы F90.

Fнач= arcsin (Нс/lс), град, (3.3.1)

Fнач = arcsin (1469/3166) = 280;

2) Масса подвижных частей рабочего оборудования М1, приведённая к центру тяжести груза Qн, определяется по формуле:

М1=(1000·во·Gо)/(q·аг), кг, (3.3.2)

здесь Gо - вес технологического оборудования, кН.

Размеры во, аг - рис. 1.7, 1.8 [1].

М1 = (1000·1144·22,4)/(9,81·2288) = 1142 кг,

3) Масса груза:

М2=(1000·Qн)/q, кг, (3.3.3)

Qн - по заданию на курсовой проект, кН.

М2 = (1000·35)/9,81 = 3567,8 кг.

4) Угол между осями стрелы и гидроцилиндра - G1, а также размер L1 и пределы их варьирования, размеры S1 и S2 принимать в следующих пределах:

G1 = 70;

657075;

L1=0,25·lc=0,25·3,166= 0,7915 м; (3.3.4)

L1 - 0,15 L1 L1 + 0,15;

0,6415 0,7915 0,9415;

S1 = 1,1 м;

S2 = 1,72 м;

S = 0,62 м.

5) Угловое ускорение F2 для всех вариантов задания принимаем:

F2 = 0,04 рад/с2.

6) Определить размер С = О1D по начальным размерам G1 L1 S1 (2.9) [1].

С=(L1)2+(S1)2-2·L1·S1·cos(G1), м (3.3.5)

7) Определить начальное значение угла G3 - (2.10) [1].

G3=arcсos[c2+(L1)2 - (S1)2]/(2C·L1)], град, (3.3.6)

С=(0,7915)2+(1,1)2-2·0,7915·1,1·cos70 =1,12 м.

G3=arcсos[(1,12)2+(0,7915)2 - (1,1)2]/(2·1,12·0,7915) =27.

8) Определить угол между линией О1D и осью Х

F1=Fнач+G3, (3.3.7)

F1 = 28+ 27=55

9) Текущее значение угла G3, увеличивающееся при вращении стрелы,

В1=F1-Fнач+F=G3+F, (3.3.8)

Значение Fнач принимается отрицательным, т.к. стрела находится ниже уровня оси ОХ, F - приращение угла поворота стрелы F=10, 20, 30,… 90. (Шаг увеличения угла G3 -10).

В1 = 270+100 = 370

В2 = 270+200 = 470

В3 = 270+300 = 570

В4 = 270+400 = 670

В5 = 270+500 = 770

В6 = 270+600 = 870

В7 = 270+700 = 970

В8 = 270+800 = 1070

В9 = 270+900 = 1170

10) Вычисление промежуточных размеров гидроцилиндра привода (2.12) [1]. Все дальнейшие действия по решению задачи на min-max выполняется в соответствии с [1].

(3.3.9)

где L1 - расстояние от оси вращения стрелы до точки крепления штока гидроцилиндра к стреле, L1 = 0,7915 м.

с - расстояние от оси поворота гидроцилиндра до оси поворота стрелы, с=1,12 м.

Вi - текущее значение угла поворота стрелы соответствующее её положению в плоскости, см. п. 9

Результаты расчетов перемещения штока гидроцилиндра сводим в таблицу 2.

Таблица 2 - Расчеты перемещения штока гидроцилиндра

Вi

Si

1

37

0,785

2

47

0,895

3

57

1

4

67

1,12

5

77

1,23

6

87

1,34

7

97

1,44

8

107

1,53

9

117

1,27

11) Усилие на штоках гидроцилиндров подъёма стрелы с грузом:

(3.3.10)

где F = - Fнач + F;

I1 - момент инерции масс относительно оси вращения стрелы.

I1 = (M1 + M2) ·L2·g/1000, кг·м/с (3.3.11)

I1 = (1142 + 3567,8) ·3,166·9,81/1000 = 146,3 кН·м/с2

где G-сила тяжести груза и подвижных частей рабочего оборудования.

G = (М1 + М2) ·g/1000, кН (3.3.12)

G = (1142 + 3567,8) ·9,81/1000 = 46,2 кН.

Результаты расчетов усилия на штоке гидроцилиндра сводим в таблицу 3.
Таблица 3 - Расчет усилия на штоке гидроцилиндра подъёма стрелы

Si

F, град.

P, кН.

0,785

-28

189,38

0,895

-18

184,07

1

-8

194,89

1,12

2

205,86

1,23

12

218,48

1,34

22

240,96

1,44

32

315,88

1,53

42

806,12

1,27

52

146,92

12) Выбор гидроцилиндров подъёма стрелы

По усилию на штоках гидроцилиндров определяем их диаметр и основные размеры по ОСТ22-1417-79.

Определяем диаметр гидроцилиндра. Dц

(3.3.13)

где Юц - КПД гидроцилиндра, Юц=0,9 - 0,97

- наибольшее усилие на штоке гидроцилиндра, так как гидроцилиндров 2, то усилие делим на 2.

Проектом принимается диаметр цилиндра-Dц = 180 мм и ход поршня-L = 620 мм.

По полученному значению диаметра и ход штока принимаем гидроцилиндр, по ОСТ22-1417-79. Основные размеры гидроцилиндра сводим в таблицу 4.

Таблица 4 Основные размеры гидроцилиндра. Мм

D

d, мм при ц=1.6

D1

d1

d2

b

rmax

lmin

180

110

203

М48х2

70

70

80

80

3.4 Прочностной расчет стрелы

Для определения поперечного сечения стрелы и проверки ее на прочность необходимо составить расчетную схему с расставленными на ней нагрузками которая представлена на рисунке 5. Расчетная схема представляет собой балку, закрепленную шарнирно. Для расчета необходимы следующие данные: усилие на штоке Рc=403,06 кН; расстояние от точки приложения силы до оси стрелы l=0,7915 м; угол между горизонтальной осью и осью действия силы Y=70є.

Определяем опорные реакции Rа и Rв, кН.

Для определения опорных реакций необходимо составить сумму моментов относительно точек А и В (УМА=0, УМВ=0).

; (3.4.1)

; (3.4.2)

Рисунок 5 - Расчетная схема

; (3.4.3)

; (3.4.4)

Проверка:

; (3.4.5)

Условие выполняется.

Мкр=86,7 кН*м

; (3.4.6)

Рисунок 6 - схема сечения

; (3.4.7)

; (3.4.8)

; (3.4.9)

Площадь поперечного сечения стрелы

; (3.4.10)

Заключение

Мною был спроектирован погрузчик с челюстным захватом на базе трактора Т-130, с грузоподъемностью 3,5 тонны. Были произведены расчёты длины стрелы и её прочностной расчет. Были выбраны рассчитаны и выбраны гидроцилиндры для поворота стрелы.

Библиографический список

1. В.Ф. Полетайкин, Е.В. Авдеева. Методические указания по курсовому проектированию для студентов специальностей 171100 и 170401 всех форм обучения. - Красноярск: СибГТУ, 2002.-28 с.

2. Полетайкин В.Ф., Авдеева Е.В. Погрузочные машины: Учебное пособие для студентов специальности 17.11.00 всех форм обучения. - Красноярск: СибГТУ, 1999. - 201 с. ISBN 5-8173-0048-6

3. Полетайкин В.Ф. Проектирование специальных лесных машин [Текст]: учебное пособие для студентов специальности 170401 всех форм обучения/ В.Ф. Полетайкин. - Красноярск: СибГТУ, 2007.-282 с.

Размещено на Allbest.ru


Подобные документы

  • Виды работ, выполняемых с помощью погрузчиков как самоходных подъёмно-транспортных машин, их назначение и классификация. Виды грузов и применяемых рабочих органов. Обзор конструкций и патентный поиск. Расчёт основных параметров самоходных погрузчиков.

    курсовая работа [149,9 K], добавлен 22.01.2013

  • Назначение погрузчика фронтального одноковшового ТО-28А, технические характеристики и параметры погрузчика и его систем, устройство работы рулевого управления. Технологический расчет требований долговечности машины, ее элементов и ресурса машины.

    курсовая работа [1,1 M], добавлен 22.08.2011

  • Расчёт основных параметров пневмоколёсных фронтальных погрузчиков: определение параметров ковша; построение кинематической схемы рычажной системы управления; расчёт элементов гидропривода. Техническая производительность, грузоподъёмность ходовой части.

    курсовая работа [13,0 M], добавлен 16.05.2011

  • Кинематические схемы современных погрузчиков. Расчет приводных двигателей. Схема преобразователя напряжений. Расчет основных статических параметров двигателя. Характеристика мехатронной системы в соответствии с требованиями производственной безопасности.

    дипломная работа [1,2 M], добавлен 25.06.2013

  • Определение силы тяги базовой машины. Выбор основных параметров отвала. Тяговый расчет машины при работе с отвалом и ее производительность. Мощность необходимая для работы плужного снегоочистителя. Производительность и мощность цилиндрической щетки.

    курсовая работа [1,5 M], добавлен 20.04.2012

  • Оптимальное распределение показателей надежности между элементами машины. Производственное назначение одноковшового фронтального погрузчика ТО-28А. Коэффициент использования машины. Расчет показателей надежности. Отказы элементов автомобильного крана.

    контрольная работа [413,5 K], добавлен 06.01.2013

  • Применение механического оборудования на предприятиях общественного питания. Принципиальная схема протирочной машины МИВП. Описание правила ее эксплуатации. Расчет основных технологических параметров. Конструктивная проработка и компоновка устройства.

    курсовая работа [620,7 K], добавлен 08.04.2014

  • Определение параметров машины непрерывного действия. Определение режима работы конвейера. Ленточный конвейер для перемещения сыпучих грузов. Определение погонных нагрузок. Определение параметров приводной станции. Расчет вала приводного барабана.

    методичка [173,6 K], добавлен 13.12.2012

  • Исследование видов картофелеочистительных машин. Анализ основных параметров, влияющих на качество очистки, производительность и мощность машины. Технологический расчет конусной картофелеочистительной машины периодического действия и дискового механизма.

    контрольная работа [133,8 K], добавлен 11.02.2014

  • Рассмотрение конструктивных параметров узла машины. Расчет размерной цепи. Выбор шлицевого соединения, параметров зубчатых венцов, подшипников, втулки, упорных колец, крышек подшипника, звездочки и параметров шпоночного соединения, крепежных элементов.

    контрольная работа [39,3 K], добавлен 26.09.2014

Работы в архивах красиво оформлены согласно требованиям ВУЗов и содержат рисунки, диаграммы, формулы и т.д.
PPT, PPTX и PDF-файлы представлены только в архивах.
Рекомендуем скачать работу.