Курсовая работа (т): Расчёт параметров рабочего оборудования фронтального погрузчика

Расчёт параметров рабочего оборудования фронтального погрузчика

Содержание:

Введение

Исходные данные к расчету параметров рабочего оборудования фронтального погрузчика

. Расчёт размерных параметров рабочего оборудования фронтальных погрузчиков

. Определение сопротивлений при черпании материала ковшом погрузчика

. Расчет механизма подъема стрелы

. Выбор гидроцилиндров поворота ковша и подъема стрелы

. Расчет производительности фронтального погрузчика

Список использованной литературы

Введение

В создании материально технической базы значительная роль отводится подъемно-транспортному машиностроению, перед которым поставлена задача широкого внедрения во всех областях народного хозяйства комплексной механизации и автоматизации производственных процессов, ликвидации ручных погрузочно-разгрузочных работ и исключения тяжелого ручного труда при выполнении основных и вспомогательных производственных операций.

Современные поточные технологические и автоматизированные линии, межцеховой и внутрицеховой транспорт, погрузочно-разгрузочные операции органически связаны с применением разнообразных грузоподъемных машин и механизмов, обеспечивающих непрерывность и ритмичность производственных процессов.

Правильный выбор грузоподъемного оборудования является основным фактором нормальной работы и высокой эффективности производства. Нельзя обеспечить устойчивый ритм производства на современной ступени его интенсификации без согласованной и безотказной работы современных средств механизации внутри цехового и межцехового транспортирования сырья, полуфабрикатов и готовой продукции на всех стадиях обработки и складирования.

Для погрузочно-разгрузочных работ в строительном производстве используют погрузчики и разгрузчики. Практика применения экскаваторов в качестве погрузчиков на карьерах и складах нерудных материалов показала, что они менее эффективны, чем погрузчики.

По роду погружаемых грузов погрузчики делят на погрузчики для штучных грузов (подхватывающие или вилочные) и для сыпучих грузов (зачерпывающие). Зачерпывающие погрузчики делят на одноковшовые и многоковшовые (непрерывного действия). Одноковшовые погрузчики являются универсальными и могут применяется в различных условиях. Многоковшовые применяются на базисных складах, в дорожном строительстве и там, где рабочий процесс должен быть непрерывным.

В зависимости от ходового оборудования погрузчики могут быть гусеничные и колесные. Погрузчики на гусеничном ходу имеют высокую проходимость и развивают большое напорное усилие. Колесные погрузчики отличаются большей маневренностью и высокими транспортными скоростями, не разрушают поверхности дорог и площадок складов.

Одноковшовый универсальный строительный погрузчик монтируют на базе гусеничных тракторов и колесных тягачей. Он предназначен для механизации погрузочных и строительно-монтажных работ при помощи сменного рабочего оборудования. Главным типом рабочего оборудования является ковш: кроме него погрузчики имеют и другие виды навесного оборудования. Это могут быть:

Ковш для погрузки сыпучих материалов,

Ковш прямой и обратной лопаты,

Вилы для штучных грузов,

Грейферные устройства,

Грузоподъемный крюк.

Основной ковш - рабочий орган машины, рассчитанный для работы с различными материалами, объемная масса которых находится в пределах 1,4 - 1,8 т/м.

Одноковшовые погрузчики классифицируют по грузоподъемности на легкие - до 2 т, средние - до 4 т, тяжелые - до 10 т и сверхтяжелые - более 10 т. По типу базовой машины погрузчики подразделяют на колесные и гусеничные.

Погрузочное оборудование имеет три модификации: фронтальное, перекидное, полуповоротное. Фронтальным оборудованием можно разгружать материал только со стороны его разработки, полуповоротное обеспечивает и боковую разгрузку. Перекидной тип погрузочного оборудования позволяет вести разгрузку назад.

В настоящее время более распространены строительные фронтальные погрузчики с объемным гидроприводом рабочего оборудования.

Материалы зачерпываются двумя способами: раздельным и совмещенным. При раздельном способе передняя кромка ковша перемещается в глубь штабеля на глубину врезания которая больше глубины ковша. Затем ковш поворачивается на угол загрузки и поднимается для разгрузки. Совмещенный способ заключается в том, что ковш внедряется в штабель материала на величину, равную приблизительно 0,3 глубины ковша, после чего он поворачивается на угол откоса штабеля; одновременно продолжается перемещение погрузчика и подъем ковша. Движения, сообщаемые ковшу, должны быть такими, чтобы траектория движения режущей кромки была близка к параллельной к откосу штабеля и чтобы сохранялась постоянная толщина снимаемого слоя материала.

Успешно осуществляется переход от применения отдельных видов подъемно-транспортной техники к внедрению высокопроизводительных комплексов. Создаются принципиально новые системы грузоподъемных машин для комплексной механизации и автоматизации погрузочно-разгрузочных, транспортных и складских работ.

Исходные данные к расчету параметров рабочего оборудования фронтального погрузчика

1.      Фронтальный погрузчик - К-702, двигатель ЯМЗ 238НБ, мощьность-147 КВт

2.      Грузоподъемность - 2 т

.        Тип шасси - гусеничный

.        Ширина базового шасси - 2790 мм

.        Максимальная высота разгрузки - 3200 мм

.        Рабочее давление в гидросистеме - 10 МПа

1. Расчёт размерных параметров рабочего оборудования фронтальных погрузчиков

Основным параметром, определяющим размеры рабочего оборудования фронтального погрузчика, является его грузоподъемность.

Высоту разгрузки ковша выбирают в зависимости от транспортных средств, для работы с которыми он предназначен. Рациональным считается соотношение грузоподъемности фронтального погрузчика и транспортного средства от 1:3 до 1:4. По данному соотношению определяется грузоподъемность транспортного средства и, соответственно, его марка.

Высоту разгрузки рекомендуется определять соотношением:

                 (1.1)

Где: - наибольшая высота бортов транспортного средства, м;

 - зазор между бортом транспортного средства и режущей кромкой ковша погрузчика,  от 0,3 до 0,5 м.

 мм.

Вылет кромки ковша при наибольшей высоте разгрузки определяется по выражению:

, м,      (1.2)

Где: - ширина кузова наиболее тяжёлого транспортного средства, с которым будет работать погрузчик, м;

 - безопасное расстояние между погрузчиком и транспортным средством при разгрузке,  от 0,15 до 0,2 м.

 м.

Номинальная вместимость основного ковша, предназначенного для работы с материалами плотностью от 1,5 до 1,8 т/м3, определяется по номинальной грузоподъёмности:

, м,     (1.3)

Где    - номинальная грузоподъёмность, т;

 - коэффициент наполнения ковша, = 1,25;

 - средняя плотность материала, у=1,6 т/м  

 м.

Внутреннюю ширину ковша принимают больше габаритной ширины его ходовой части или по аналогу:

, м,     (1.4)

Где  - ширина следа базового шасси (габаритная ширина ходового оборудования), м.

 мм.

По расчетному радиусу поворота определяются основные размеры ковша (рисунок 1.1)

Длинна днища - , м;                                    (1.6)

Длинна задней стенки - , м; (1.7)

Высота козырька - , м; (1.8)

Радиус сопряжения - , м; (1.9)

Высота шарнира крепления к стреле - , м; (1.10)

Ширина зева ковша - , м. (1.11)

=1,5 · 0,931=1,4 м

=1,2 · 0,931=1,12 м

=0,14 · 0,931=0,13 м

=0,4 · 0,931=0,37 м

=0,12 · 0,931=0,11 м

=1,12 · 1,19=1,33 м

Высота шарнира подвески стрелы от опорной поверхности (рисунок 1.2) ориентировочно определяется по формуле:

, м                  (1.12)

 м.

Длина стрелы определяются по зависимости:

, м    (1.13)

Где    - расстояние от оси шарнира подвески стрелы до наиболее выступающей части базовой машины, м;

- высота разгрузки ковша, м;- фронтальный вылет режущей кромки ковша в положении разгрузки;

Е- угол наклона радиуса поворота режущей кромки ковша в положении разгрузки:

, град  (1.14)

Где    - угол наклона днища ковша к горизонту,  от 50 до 55º;

- высота шарнира крепления ковша к стреле, м.

, м       (1.15)

 принимаем = 55º тогда:

 м.

Угол запрокидывания ковша  составляет от 40 до 48º.

Угол поворота стрелы при подъёме рабочего оборудования  обычно составляет от 80 до 90°.

Одним из основных параметров ковша является расстояние между осью шарнира ковша на стреле и режущей кромкой, называемого радиусом поворота (рисунок 1.1):

, м     (1.5)

Где:  - относительная длинна днища ковша  от 1,4 до 1,6;

- относительная длинна задней стенки ковша,  от 1,1 до 1,2;

- относительная высота козырька ковша,  от 0,12 до 0,14;

- относительный радиус сопряжения днища и задней стенки ковша,  от 0,35 до 0,40;

- угол между плоскостью козырька и продолжением плоскости задней стенки ковша,  от 5 до 10º;

- угол между задней стенкой и днищем ковша,  от 48 до 52º

 м.

Рисунок 1.1 - Размеры профиля основного ковша

фронтальный погрузчик ковш стрела

Рисунок 1.2 - Общий вид одноковшового погрузчика.

1-ковш; 2-коромысло; 3-кабина; 4-силовой агрегат; 5,9-пневмошины; 6-рама; 7-карданные валы; 8-передняя полурама; 10-стрела

После расчёта длины стрелы рассчитываются размеры рычажной системы механизма поворота ковша:

,м      (1.16)

,м         (1.17)

,м       (1.18)

,м        (1.19)

,м                   (1.20)

= 1,54 м

= 0,7 м

= 0,42 м

= 0,35 м

= 0,86 м

Δ= 0,12 м

Длину тяги d, а также координаты точек крепления гидроцилиндров поворота ковша и подъема стрелы определяют по результатам графическим построения механизма.

Значения основных геометрических параметров рабочего оборудования, необходимые для анализа достоверности результатов расчета, представлены в таблице 1.1.

Таблица 1.1 - Ориентировочные диапазоны геометрических размеров рабочего оборудования фронтальных погрузчиков грузоподъемностью от 0,5 до 8 т