Файл: Родин И.И. Проектирование одноковшовых строительных экскаваторов учеб. пособие.pdf

ВУЗ: Не указан

Категория: Не указан

Дисциплина: Не указана

Добавлен: 19.06.2024

Просмотров: 126

Скачиваний: 5

ВНИМАНИЕ! Если данный файл нарушает Ваши авторские права, то обязательно сообщите нам.

П р о д о л ж е н и е т а б л и ц ы 28

Вид

 

Условия, при которых

опреде­

Значение

механизма

ляется

динамическая

нагрузка

коэффициента

Механизм

 

Упор ковша в ж е­

Канатный

на­

 

напора

 

 

сткое

 

препятст-

пор

 

 

 

1,5

 

 

 

вне

 

 

 

Ш естеренча­

 

 

 

 

 

 

 

 

то-реечный

 

2,3

 

 

 

 

 

 

 

напор

 

 

 

 

 

 

Стопорение

ковша

в грунтах III—

 

Механизм

хода — IV

категории

 

 

 

 

1,45

 

 

 

Стопорение

гу­

Гусеницы

не

На I передаче

 

 

 

сениц

 

 

 

проскальзы­

2,5

 

 

 

 

 

 

 

вают

 

относи­

на II переда­

 

 

 

 

 

 

 

тельно

поверх­

 

 

 

 

 

 

 

че 4,05

 

 

 

 

 

 

 

ности

 

грунта

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Гусеницы

про­

 

 

 

 

 

 

 

 

скальзывают

 

 

 

 

 

 

 

 

относительно

 

 

 

 

 

 

 

 

поверхности

 

 

 

 

 

 

 

 

грунта

 

 

1,5— 1,6

 

 

 

Поворот

при

на­

Гидравличе­

 

 

 

 

личии

зазоров

ское

 

управле­

2,1 — 2,15

 

 

 

 

 

 

 

ние

 

 

 

Механизм

пово­

 

 

 

 

Пневматиче­

1,2— 1,25

рота

(рабочее

 

 

 

 

ское управ­

 

оборудование)

 

 

 

 

ление

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Т а б л и ц а 29’

 

Запасы прочности, применяемые на заводе «Уралмаш»

Материал

Нормальные

Случайные

Аварийные

 

нагрузки

нагрузки

 

нагрузки

 

 

 

 

 

Сталь

ст.

3

 

 

1,5

 

1,3

 

1,1

Низколегированная

 

1,6

 

1,4

 

1;15

сталь 10ХСНД

 

 

 

 

На конструкцию, расчет и работоспособность рукояти ока­

зывают влияние тип напорного імеханиэма, условия работы, материал и принятое сечение.

При выборе конструкции следует помнить, что наиболь­ шее число отказов и простоя экскаваторов происходит вслед-

114


о

со

ев

К

»=3

ло

cd £н

А

н

св

И

§

О

й

« ГТ

0.2

::ЯЯ

2 а

§ О § И

&S „ о я о

4 І

а®

3S

5я

й н Фо

Яо

3§

о.®

шя

§9

ев еэ

0

о са

5 •

н

«

6

ев

Ю

сб

J-I

4>

Ш5Й

 

м35*"*

 

 

QJ

03

й) X

н 3

к

ü

о К

К

^

® '£

cd

cd сз й

к _ о

к

К

К Ä

к

о

ÜÜ>J

 

SSк а

при внутренней

1L5

о

ft

со

 

я

 

EX

 

Я

1=3

\o

со

я

о

п

о

ft

С

CL,

er

оО

со"

IS

1

1

1

1

ю

О

ед'

со

 

ю

«со

юо

CNT со"

о

сг о*

05

о

cg" о

I

05 со

о

cg

эЯ

о

я

я

Я

Я

я

Я

СО

О)

ФЯ

f t а о

S H

д Я

$ §

Я >і

п

ю

er

со

IS

cg"

cg"

cg

05

cg"

 

 

 

 

>5

о

 

_нЯ

 

 

 

ft

я

 

я я

 

 

 

 

ЗЯ

 

 

 

 

 

 

я

 

£ s

 

 

 

 

о;

 

ft tt

 

 

 

 

>-4

 

я

 

я

5

о;

м

Ш Ң

 

 

Й ,5

я

я

 

я

 

s

o

со Я

 

 

о

 

со

си

 

со

Я

3

ft ft

 

О

я

 

н

 

rrt

Ен

я

я _

 

о

 

ПЧ

о; а

 

 

 

я

о

Я

3

 

a& g

 

я

я

Я

бн

 

f t

>>

£ а §

ft я

 

Я

ft

я

к

 

о

116 I


ствие поломок рабочего оборудования в зимнее время. По­ этому конструкция рукояти должна иметь меньшую концент­ рацию напряжений, большую гибкость и необходимую удар­ ную вязкость. Этим требованиям удовлетворяют рукояти, из­ готовленные из гнутых профилей круглого и эллиптического

сечения, из

материала с

ударной вязкостью не ниже

2,5 кгс-м/см2 при температуре

(—40°С).

Габаритные размеры рабочего оборудования и веса при­

ведены в табл.

30.

 

Рукояти рассчитывают на прочность по максимальным на­ грузкам, на долговечность и выносливость — по эквивалент­ ным.

За расчетное положение принимают рукоять, поставлен­ ную на уровне напорного вала так, чтобы линия, соединяю­ щая зуб ковша с центром напорного вала, составляла гори­ зонтальную линию, а вылет ковша был, таковым, чтобы под­

веска его была вертикальна. Угол наклона стрелы должен соответствовать нормальному углу наклона к горизонту, рав­ ному 45° (рис. 26).

Рис. 26. Расчетная схема однобалочной рукояти.

117

Действующими силами являются:

'Sn — усилие в подъемном канате; Sn — усилие напора или возврата;

SH I- - усилие отпора;

перпендикулярная к

R — составляющая реакции,

рукояти;

 

Роь Р02, PG— сопротивление грунта копанию, отпора и бо­

ковое сопротивление;

с грунтом;

gp, gft+гр — масса рукояти и ковша

е, ds, d, d2 — эксцентриситеты приложения сил; г, Гі, г2 и т. д. — плечи приложения сил.

Рукоять рассчитывают на изгиб в вертикальной и горизон­ тальной плоскостях, на скручивание — вследствие эксцент­ ричности приложения действующих сил, на сжатие — при напоре или растяжении во время втягивания рукояти. Опас­ ные сечения будут от действия вертикальных нагрузок при стопорении в сечении п—п у шарнира крепления ковша к ру­ кояти растяжкой или у концевой отливки при двухбалочных рукоятях; от действия горизонтальных сил сечение тт у

седлового подшипника. Суммарные

напряжения в

сечении

п—п в рукоятях

прямоугольного сечения складываются: из

Ой — напряжения

от изгиба

в вертикальной

плоскости,

аи = .

,

KZCjCM2,

 

(7.1)

 

 

w

 

 

 

1

где R — реактивная

сила, определяется из уравнения

суммы

моментов сил относительно зуба ковша:

 

 

R = Snr, +

SHd, -

gK, rpCK -

gprp

кгс _

(7.2)

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Г 2

 

 

 

 

напряжения от сжатия или растяжения

 

 

 

осж

кгс; см"1;

 

 

(7.3)

напряжения от изгиба в горизонтальной плоскости

 

-

— — — —

----^ —

кгс см.2;

 

(7.4)

 

 

W I

 

 

 

 

от скручивания силами Р0і и PG:

 

 

 

 

 

Ррі1 +

Рб^

кгс[см- ,

 

(7.5)

к

W0

 

 

 

 

118


где W и Wi — моменты

сопротивлений в вертикальной

и горизонтальной

плоскостях, см3\

 

Wo — момент сопротивления

кручению, см3\

Гщ г'п, Гр и т. д. — плечи приложения

сил, м\

 

-gp — вес части

рукояти

от седлового подшип­

ника до сечения, кг;

Объемный

вес

gK+rp — вес

ковша с грунтом.

грунта принимают для экскаваторов ем­

костью свыше 1 м3—2 т/м3, до 0,65 м3

1,6

ТІМ3\

 

 

 

 

F — площадь рукояти, см2.

 

 

Сила Рб возникает на крайнем зубе во время поворота при

упоре его в грунт.

 

 

 

получено из

вы­

Максимальное значение Рб может быть

ражения

 

 

 

 

 

Рб =

кгс,

 

(7.6)

где МКр — крутящий момент, развиваемый двигателем во вре­ мя поворота, приведенный к оси вращения экска­

ватора,

или Мт — тормозной

момент;

 

Го — плечо от зуба

ковша до оси вращения поворотной

платформы.

 

 

всех сил

в сечении

Суммарное_напряжение от действия

пп составит

 

 

 

 

 

3 = V ( Зсж +

V V

+ =иг2)2 +

З т 2

кгс см2 .

. (7.7)

Если рукоять круглого сечения, то

 

 

 

з — ")/ (Зсж Д- 3и.'Р Е 3 т

K Z c j c M 2 .

(7.8)

В рукоятях сварной конструкции прямоугольного сечения, выполненных из листов и прокатных профилей, отсутствуют закругления в углах и приведенные максимальные суммар­ ные напряжения возникают в углах прямоугольного сечения, где имеется наибольшая концентрация напряжений. Опреде­ лять их следует по формуле

з - | / (3сж + Зи Ф а иг)2 + 3 т2 KZcjcM2 .

(7 -9 )

Для рукоятей из труб момент сопротивления будет

W = 0,2D 3 (1 - а 4) .

(7 .1 0 )

где D — наружный диаметр трубы, см;

119


d

а =. -g -----отношение внутреннего и наружного диаметров

трубы.

Максимальные касательные напряжения т в рукоятях по­

лого прямоугольного сечения возникают

в средней

части

длинной

стороны. Момент

сопротивления

кручению

равен

[ 7] ;

Wo = 2 8 , (а -

5)(Ь — 8,)

см*.

 

(7.11)

 

 

Для короткой стороны

 

 

 

 

 

 

W0' = 25 (а — 8)(Ь -

8,)

см3.

 

(7.12)

Здесь 6 і

и б — толщины стенок сечения

соответственно боль­

шей и меньшей сторон;

 

 

 

 

 

а и Ь — внешние размеры меньшей и большей сторон сече­

ния.

 

 

 

 

 

 

 

С е ч е н и е

т—т

 

 

За расчетную нагрузку принимают максимальный крутя­ щий момент, развиваемый двигателем поворотного механизма с учетом динамических нагрузок во время выбора зазора, приведенный к оси вращения:

м пди„ = м пкр j^rqriT!к

кгсм•

 

 

(7ЛЗ)

Максимальное напряжение

изгиба

составляет

 

 

аиг = ^ дингт

кгс’см3.

 

(7.14)

г'к Wi

 

 

 

 

 

Здесь: Мпдин — максимальный

динамический момент,

приве­

денный к оси вращения, кгсм;

 

момент;

МпКр — приведенный номинальный

крутящий

I11! — средний приведенный момент

инерции руко­

яти и ковша

(с грунтом и без грунта), взятый

на вылете рукояти

0,9г, кгсм-сек2-,

 

Іп 2 — приведенный момент инерции

механизма по­

ворота и платформы со стрелой, кгсм-сек2-,

Wi — момент сопротивления рукояти изгибу в гори­

зонтальной

плоскости, см3;

 

до ц. т. ковша,

г'к — расстояние

от

оси

вращения

см;

от

ц. т. ковша

до

седлового под­

Гщ — расстояние

шипника, см.

120