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

Максимальные касательные напряжения будут

Кроме напряжения от инерционной силы, в рукояти имеются напряжения от действия боковой силы

Силу Рб определяют из условия динамических стопорных на­ грузок.

кромкой эксцентриситет приложения усилия резания будет меньше, чем на ковше с зубьями, и он может быть принят:

I = 0,25 b , (7.19)

где b — ширина ковша, см.

Изгибающий момент в горизонтальной плоскости от сил инерции ковша и рукояти в сечении т—m также определим по формуле

121

/р — длина рукояти; С — ширина седлового подшипника.

Д в у х б а л о ч н а я р у к о я т ь

В двухбалочной внешней рукояти (рис. 27) перемещение

Рис. 27. Расчетная схема двухбалочной рукояти.

ее в седловом подшипнике обычно больше, чем допускаемая деформация по условиям гибкости. В этом случае все силы, скручивающие рукоять, заменяют парами сил, которые бу­

дут изгибать ее в вертикальной плоскости. При расчете счи­ тают неравномерное распределение усилий между балками и принимают: реактивную силу R, действующую в вертикаль­ ной плоскости на одну балку, равной 2/3R, на другую — 1/3R; горизонтальную осевую силу SHmax на балку, равной 2/3SHmax; горизонтальную силу Рб, действующую обратно направлению на седловом подшипнике, приложенной к од­ ной балке.

Суммарные напряжения в сечении п—п будут складывать­

ся:

122

1) из напряжений в вертикальной плоскости

Силу напора S Hmax следует принимать только для многомо­ торного привода, при одномоторном приводе величина ее не­ значительна;

2 ) растяжения или сжатия

4)напряжения от скручивания балок рукояти силами Р0і

иРб.

Здесь следует иметь в виду возможность двух видов де­ формаций: скручивание балок или изгиб в вертикальной пло­ скости. Если боковые зазоры рукояти в седловом подшипни­ ке меньше деформаций балки, то расчет производить на скру­ чивание, как и однобалочные рукояти, по формуле (7.5).

При больших зазорах в седловом* подшипнике под дей­ ствием силы Р0і, приложенной к крайнему зубу, создается скручивающий момент Р0і/, воспринимаемый в седловом под-

123

рои сил k • . Напряжение от этих двух сил составит

однобалочных рукоятей. При расчете считают, что вся нагруз­ ка воспринимается одной балкой.

Р а с ч е т р у к о я т и о б р а т н о й л о п а т ы

Опасными сечениями рукояти являются сечение у шар­ нира А при соединении тяг ковша и у шарнира.В соединение

в препятствие с жесткостью грунта 10 000 т/м. Тяговый канат должен составлять с рукоятью угол, близкий к 90° (рис. 28). Усилие подъема принимают Sn=0.

При определении максимальных напряжений в сечении А следует учесть напряжения от скручивающего момента вслед­ ствие внецентреннего приложения силы Р0ь а также сжима­ ющего усилия от веса стрелы, рукояти и прочего оборудова­ ния.

С е ч е н и е у ш а р н и р а В — напряжение в сечении проверяют на действие следующих нагрузок (в трех положе­ ниях) :

1. Отрыв препятствия с помощью каната подъема. Ковш расположен от поверхности на 1/3 глубины копания, канат подъема перпендикулярен оси рукояти у = 90°.

При расчете учитывается, как и для сечения у шарнира А, внецентренное приложение сопротивлений копанию Р0ь

124

Рис. 28. Расчетная схема обратной лопаты.

2. На режущую кромку действует боковое усилие Рб при упоре ковша в грунт во время включения поворотного меха­ низма. За расчетное положение принимается: рукоять со стрелой составляет ß—45—50°, стрела находится горизон­ тально, а = 0°.

Усилие Рб находят из наибольшего крутящего статическо­ го момента.

3. Действуют максимальные динамические нагрузки при торможении поворотной платформы с груженым ковшом и горизонтальной рукоятью. Стрела к горизонту составляет угол а = 50—60°.

Усилия Sn и ST определяются для удержания рабочего оборудования в данном положении.

Расчет рукояти производится в следующей последователь­ ности.

Составляют уравнение моментов сил относительно зуба ковша, находят реакцию в шарнире В и затем опредёляют напряжение в заданном сечении.

125-

Р а с ч е т р у к о я т и э к с к а в а т о р а с г и д р а в л и ч е с к и м п р и в о д о м

На рукоять действуют силы: сопротивление копанию Р0і, приложенное к крайнему зубу, величина отпора Р„2, усилие на штоке цилиндра рукояти Sp, открытия днища ковша SK и боковое усилие при встрече зуба ковша с препятствием Рб. Усилие на штоке цилиндра рукояти определяется для 5— 8 по­ ложений по траектории копания (гл. 5, § 4, формула (5.27). По полученным данным определяют максимальное усилие на штоке цилиндра и находят максимальное реактивное усилие в шарнире крепления рукояти к стреле.

Опасными сечениями являются п—п у крепления оттяж­ ки ковша и т—т у шарнира крепления рукояти к стреле.

Сечение п—п проверяется на изгиб в вертикальной плос­ кости, сжатие, скручивание — от действия внецентренно при­ ложенных сил Роі, открытия днища ковша SK — на изгиб в горизонтальной плоскости ОТ Р0 2 и Рб-

Кроме того, рукоять следует проверить на включение ги­ дроцилиндра стрелы на подъем рабочего оборудования с од­ новременным упором зубьев ковша в препятствие.

Сечение т —т рассчитывают на действие инерционных на­ грузок в горизонтальной плоскости, полагая, что зуб ковша встретился с жестким препятствием. Методика расчета оста­ ется та же, как и для экскаваторов с канатно-блочным под­ вешиванием.

Р а с ч е т р у к о я т и о б р а т н о й л о п а т ы

Расчет рукояти производят на одновременное действие сил на штоке поршня цилиндра рукояти Sp и цилиндра по­ ворота ковша SK. Усилия Sp и SKпо траектории схемы копа­ ния определяют для 3—4 положений: 1) ковш на максималь­ ном вылете; 2 ) копание на уровне стоянки; 3) ковш на мак­ симальной глубине и 4) на выходе из траншеи. При расчете следует иметь в виду, что лучшее заполнение ковша грунтом производится гидроцилиндром поворота ковша.

Действующими силами при расчете будут Р0і, Р02, Рб, Sp, SK.

Опасные сечения — в рукояти п—п, место крепления ковша и т—т у шарнира крепления рукояти к стреле (рис. 28а, 29).

Напряжения в сечении п—п складываются от действия изгибающего момента в вертикальной плоскости, изгибаюіце-

126