Расчёт основных параметров самоходных погрузчиков

Курсовой проект

Тема: "Погрузчики одноковшовые строительные"

 

Руководитель

Колесников П.Г.

Разработал: студент группы 93 - 01

Сафронов А.П.

 

 

Красноярск 2012

Содержание

1. Исходные данные для выполнения курсового проекта

2. Назначение и классификация погрузчиков

3. Расчёт основных параметров самоходных погрузчиков

4. Разработка технологического оборудования погрузчиков

Библиографический список

Исходные данные для выполнения курсового проекта

 

Таблица 1.1 - Исходные данные для проектирования

№ варианта, тип движителя	Грузопоподъем ность Q, кН	Номинал. расход в гидропри - воде Qном л/мин	Номинал. давление гидроприводе Рном МПа	Скорость движения, км/ч	Статический радиус вед. звёздочки. RЗВ, м.	Вид рабочего оборудо-вания.	Колёсная формула и тип рамы базовой машины
				Vгр	Vнаб	Vmax
22Г				4,0	4,0		0,270	увеличенный ковш

 

Назначение и классификация погрузчиков

 

Виды работ выполняемых с помощью погрузчиков, виды грузов и применяемых рабочих органов. Обзор конструкций. Патентный поиск.

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.

Погрузчики классифицируют:

погрузчик одноковшовый строительный самоходный

1. По виду рабочего процесса различают а) погрузчики непрерывного действия, б) периодического (циклического) действия.

. По грузоподъёмности подразделяют на малогабаритные (менее 5 кН), лёгкие (6 - 20 кН), средние (21 - 40 кН), тяжелые (41 - 100), большегрузные (свыше 100 кН).

. По типу ходовой системы базового шасси: а) гусеничные, б) колесные.

. По типу технологического оборудования подразделяются на: фронтально-вертикальные, фронтально-радиальные, поворотные и перекидные.

. По типу рабочего органа погрузчики делят на: ковшовые, вилочные, грейферные и челюстные.

 

Расчёт основных параметров самоходных погрузчиков

 

Расчёт основных параметров базовой машины и технологического оборудования колёсных 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).

) Эксплуатационный вес погрузчика

 

Gп = (0,8…1,2) (2,05Qн), при Q_H>3,5 т. (3.1)

G_п=1,15 (2,05*4) =9,4 т.

 

) Вес базового трактора

 

G_т = G_п/ (1,25…1,35), т. (3.2), G_т = 9,4/1,30=7,2 т.

 

) Длина опорной поверхности гусениц (база)

 

А = (0,8…1,2) (600+1180*³√ Q_н+0,5), мм. (3.3)

А = 1 (600+1180*³√ 4+0,5) =2548,14 мм.

 

Полученное значение А сравниваем с размерами А серийных тракторов, приведённых в приложениях Б, Д, Е, Ж. и принимаем в качестве базового трактора, трактор Т-130 с размером А=2478 мм.

Определяем ширину погрузчика В, мм

 

В = (0,75…1,25) (300+1600*³√ Q_н), мм. (3.4)

В = 0,85* (300+1600*³√ 4) =2413,86 мм.

 

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

) Высота до центра шарнира крепления захвата или ковша к стреле

 

Н_о = (0,84…1,16) (1700+1300*³√ Q_н), мм. (3.5)

Н_о = 1,01* (1700+1300*³√ 4) =3801,25 мм.

 

) Ширина траков (гусеничной цепи)

в ≈ 400…500, мм.

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

) Колея машины (гусеничного хода)

 

В₁=В - в, мм. (3.6)

В₁=1880 - 500=1380 мм.

 

) Конструктивный вес технологического оборудования

 

G_о= G_п - G_т, кН. (3.7)

G_о=94 - 72=22 кН.

 

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

 

G_о=К_о G_т, (3.8)

 

где К_{о -} безразмерный коэффициент. К_о =0,25…0,35.

 

G_о=0,25*72=18 Кн

 

) Расстояние от оси направляющего колеса до центра тяжести груза и рабочего оборудования (рис.1.7,1.8) [1].

 

а_г = (0,7…1) А,: а_г=0,8*2478=1982,4мм. (3.9)

в_о = а_г/2,; в_о=1982,4/2=991,2мм. (3.10)

а_н = а_г +А,; а_н=1982,4+2478=4460,4 мм. (3.11)

Х_п= (0,6…0,7) А. Х_п=0,7*2478=1734,6 мм. (3.12)

 

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

 

X_d= (G_п*X_п+Q_н*a_н) / (G_п+Q_н); мм. (3.13)

 

где а_{н -} координата центра тяжести груза в ковше от оси ведущей звёздочки, а_н=4460,4 мм.

в_о - координата центра тяжести груза в ковше от рабочего оборудования. в_о=991,2 мм

Х_п - координата центра тяжести погрузчика от оси ведущей звездочки. Х_п=1734,6 мм.

 

X_d= (135*1734,6+25*4460,4) / (135+25) =2160,5 мм. (3.14)

 

Определяем среднее удельное давление на опорную поверхность q_о по формуле (1.27),

 

q_o= (G_п+Q_н) / (2b* (A₁+l_зв)) (3.15)

 

где

b - ширина гусеницы, b=500 мм

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

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

 

q_o= (135+25) / (2*0,5 (0,35+0, 203)) =289,3 кН/м²

 

Определяем давление под передним колесом - q_п по формуле (1.25)

 

q_п=2q_o (3 ((X_d-C_т) /А₁+l_зв)) - 1): кН/м^{2 (}3.16)

 

где С_т - расстояние от оси ведущей звёздочки до оси первого опорного катка (рис.1.8 [1]) принимать по аналогии с существующими тракторами. Так для трактора Т - 130 ЧТЗ С_т≈450 мм; ДТ - 75 С_т≈450 мм; ТТ4М С_т≈665

 

q_o=2*289,3 (3 ((2,1605-0,45) /0,35+0, 203)) - 1) =4790,4 кН/м²

 

Определяем давление под, задним катком q_{з -} по формуле (1.26).

 

q_з=2q_o (2-3 ((X_d-C_т) / (A₁+l_зв)): кН/м^{2 (}3.17)

q_з=2*289,3* (2-3* (2,1605-0,45) / (0,35+0, 203)) =4211,8 кН/м²

 

Расчет параметров рабочих органов.

) Вылет рабочего органа (захвата лесопогрузчика или кромки ковша строительного погрузчика) L принимаем:

 

L= (Вт/2) +Δв мм. (3.18)

L= (1380/2) +200=690 мм.

 

) Необходимое напорное усилие определяется исходя из величины касательной силы тяги по усилиям сцепления (Тц) по формуле (1.10). При необходимости определения напорного усилия по мощности двигателя Тн, используется формула (1.9) [1]. Необходимое максимальное напорное усилие Т_max может быть определено также по величине удельного напорного усилия q_т, приведённого в таблице 1.7 [1]

 

q_т=0,25-0,40 кН/см² (3.19)

Т_max=Вк* q_т, (3.20)

 

где Вк - ширина ковша, см. В_к=2800 мм

Ширину ковша принимаем по аналогии с существующими конструкциями отечественных погрузчиков (табл.1.5, 1.6 [1])

 

Т_max=280*0,25=70 кН.

 

) Выглубляющее усилие N_в, развиваемое гидроцилиндрами поворота ковша или захвата на режущей кромке или конце клыков, определяется по формуле (1.14) или исходя из удельных выглубляющих усилий q_{н (}для ковшей строительных погрузчиков), приведённых в таблице 1.7 [1], по формуле (1.17) для погрузчиков грузоподъемностью 40кН q_н=0,25-0,40 кН/см.

 

N_в=q_н*Вк. (3.21)

N_в=0,25*280=70 кН.

 

Углы запрокидывания ковша или захвата в нижнем положении - γ_з и разгрузки в верхнем - γ_р (рис.1.4, 1.5) принимаем в соответствии с рекомендациями на с.33…34 [1].

Угол запрокидывания ковша в нижнем положении принимаем γ_з=45⁰

Угол разгрузки в верхнем положении принимаем γ_р=50⁰

Расчёт параметров рабочих органов колёсных и гусеничных машин (основной ковш, уменьшённый и увеличенный ковш, ковш с увеличенной высотой разгрузки, двухчелюстной ковш, челюстной захват для лесоматериалов, крановая безблочная стрела, грузовые вилы) выполняются в соответствии с разделом 1.4 [1].

Определяем номинальную ёмкость гусеничного ковша. V_в. м³.

 

V = (3.22)

 

е_р - расчетный коэффициент наполнения ковша е=1,25

γ_c - средний объемный вес сыпучих материалов γ_c=12 кН/м³

V = =2,7 м (3.23)

 

Расчёт радиуса поворота ковша Ro производится по формуле:

 

Ro= (3.24)

 

где V - номинальная емкость ковша

- относительная длина днища ковша, равная 1,4 - 1,5

- относительная длина задней стенки, равная 1,1 - 1,2

- относительная высота козырька, равная 0,12 - 0,14

- относительный радиус сопряжения днища и задней стенки, равный 0,35 - 0,4

- угол между задней стенкой и днищем ковша. =50⁰

В_в - внутренняя ширина ковша, принимается равной следу базового трактора. В_в=2800 мм.

 

R=

=1,1 м.

 

По величине расчетного радиуса поворота ковша и значениям относительных характеристик определяем основные параметры ковша.

Определяем длину днища ковша (расстояние от передней кромки ковша до его пересечения с задней стенкой).

 

l_Д = λ_Д*R₀ (3.25)

l_Д = 1,5*1,1=1,65 м

 

Определяем длину задней стенки (расстояние от верхнего края задней стенки или основания козырька до пересечения с днищем ковша).

 

l_З = (1,1 - 1,2) * R_{0 (}3.26), l_З = 1,2*1,1=1,32 м.

 

Определяем высоту козырька - l_З м, радиус сопряжения - r₀ м, высоту оси шарнира крепления ковша к стреле h_ш м.

 

l_к = (0,12 - 0,14) * R₀ (3.27)₀ = (0,35 - 0,4) * R₀ (3.28)_ш = (0,06 - 0,12) * R₀ (3.29)_к = 0,14*1,1=0,154 м.

r₀ = 0,4*1,1=0,44 м.

h_ш = 0,12*1,1=0,132 м

 

Угловые параметры ковша (градусы) должны составлять:

угол раствора между днищем и задней стенкой, γ₀ - 48⁰ ….52⁰

угол наклона режущих кромок,

боковых стенок относительно днища, ά - 50⁰ ….60⁰

угол заострения режущих кромок, γ_г - 30⁰ ……40⁰

угол между задней стенкой и козырьком, γ_г - 5⁰ …….10⁰

Толщина стального листа для изготовления уменьшенного ковша определяется из соотношения:

 

t_н= (0,32 - 0,4) *Q_н, мм (3.30)

t_н=0,4*40=16 мм.

 

При установке на ковш режущих зубьев расстояние между ними принимается равным 2,5 - 3,0 ширины зуба.

 

Рис 3.1 Конструктивная схема и параметры увеличенного ковша.