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

—цементация увеличивает не только поверхностную твер­ дость, но и прочность деталей;

—для деталей, от которых по условиям работы требу­ ется повышенная ударная вязкость, нельзя .применять глубо­ кую цементацию, так как цементация снижает ударную вяз­ кость;

—долговечность деталей нз сталей марок 15Х, 25Х, 18ХГТ, ЗОХНЗА после цементации снижается, а из сталей марок 12ХН2А, 12ХНЗА, 12ХН4А, 20ХНЗА несколько повы­ шается.

В экскаваторостроении отливки применяют из конструк­ ционных сталей марок 25Л, ЗОЛ и 35Л, 45Л и 50Л и из кон­ струкционных легированных марок 20ГЛ , 35ГЛ, 40ГЛ, ЗОХМЛ, 35ХМЛ, ЗОГСЛ и 40ХНЛ, Г13Л и др. Из конструк­ ционных углеродистых сталей изготавливают корпусные де­ тали редукторов, крышки, зубчатые колеса, блоки барабанов, фрикционные шкивы, гусеничные рамы и др. Отливки из ле­ гированной стали используют для производства тяжело нагру­ женных деталей: колес ходовых механизмов, вала шестерни вѳрти'кальжнповоротного вала, вала шестерни редукторов по­ воротного и подъеімного механизмов, шестерен, реек, зубча­ тых венцов и т. д. Отливки из конструкционно-углеродистой •и легированной стали подвергают термической обработке, нормализации и отжигу, а в некоторых случаях и закалке по технологии, предусмотренной заводом-изготовителем.

Механические свойства стальных отливок после термиче­ ской обработки приведены в табл. 5.

Серые чугуны марок СЧ 15—32 и СЧ 21—40 (табл. 6) об­ ладают хорошими литейными качествами, высокой сопротив­ ляемостью циклическим нагрузкам и имеют небольшую сто­ имость изделия. Из них изготавливают корпусные детали ре­ дукторов, крышки, фланцы, тормозные и фрикционные диски, муфты и другие детали.

Недостатком изделий из серых чугунов являются малая прочность, низкая ударная вязкость и хрупкость.

Увеличение прочности отливок из чугунов достигается пу­ тем модифицирования их, т. е. присадки к жидкому чугуну (перед отливкой деталей) небольшого количества модифика­ торов — ферросилиция, графитного порошка, силиката каль­ ция, способствующих получению однородной структуры. Прочность модифицированных чугунов на 30—40% выше прочности серых чугунов.

45

Бронзы (табл. 7) нашли широкое применение для изго­ товления втулок, венцов, вкладышей и других деталей.

Безоловянные бронзы Бр АЖ 9-4Л и Бр АЖМЦ 10-3-1,5 применяют на строительных экскаваторах емкостью ковша до 1,0 мг, Бр ОЦС 5-5-5 и латунь ЛМЦС 58-2-2 — на экскава­ торах средней емкости ковша: карьерных и вскрышных.

Т а б л и ц а 8

Коэффициент экономичности низколегированных сталей

ГЛАВА V

ОБЩИЙ РАСЧЕТ ЭКСКАВАТОРОВ

§ 1. Предварительное определение рабочих параметров, габаритных размеров и общего веса экскаваторов [9, 11, 14, 20]

Рабочие параметры, габаритные размеры и вес машины определяются путем анализа и корректирования параметров ранее выпущенных машин с использованием зависимостей, базирующихся на законе подобия.

Закон подобия позволяет установить не только параметры машины, но и оценить состояние технического уровня данной отрасли промышленности и прогрессивность конструкции.

Закономерность подобия справедлива для экскаваторов одного класса, выполненных из одних и тех же материалов, одинаковых конструктивных схем, рабочего процесса, кинема­ тических схем и режимов нагружений. Так, все одноковшовые

каваторам одной конструктивной схемы одного класса; экска­ ваторы с гидроприводом рабочего оборудования я других ме­ ханизмов относятся к другой конструктивной схеме другого

класса; карьерные — к третьему; вскрышные — к четверто­ му; шагающие — к пятому классу.

Принцип подобия заключается в следующем. Если линей­ ные размеры одной машины отличаются от второй в х -раз на постоянную величину, т. е.

47

первой .и второй .машины, то изменение других показателей происходит по зависимостям [21]:

площади Fi = x2F ;

Аналогично можно определить и напряжение в материале по­ добных машин от весовых нагрузок:

Однако следует иметь в виду, что моменты сопротивлений изменяются непропорционально изменению размеров. При ис­ пользовании формул (5.5) и (5.6) фактическая прочность из­ гибаемых деталей в .машинах больших размеров будет умень­ шаться, а меньших размеров— увеличиваться. В первом слу­ чае напряжения могут превзойти допустимый -предел, а во втором -неизбежно появление ненужных запасов прочности.

Поэтому прямую пропорциональную зависимость можно со­ хранить только для определения габаритных размеров, рабо­ чих параметров, общего веса и координат расположения цент­ ров тяжести узлов машины.

Большинство параметров одноковшовых экскаваторов мо- . гут быть выражены через вес машины, емкость ковша, радиус действия или продолжительность цикла.

При определении линейных параметров, габаритных и ра­ бочих размеров за главный параметр принят вес машины. В этом случае линейные размеры связаны зависимостью от веса:

Преобразуя формулу, получим

где Ai; А — линейные размеры; Gi; G — вес машины;

д

К= --------размерный коэффициент.

УG

За главный параметр можно принимать и емкость ковша, но в этом случае должно быть соблюдено условие — одина­ ковое назначение ковша и одинаковые физико-механические свойства грунта. Формула для определения линейных разме­ ров

Зависимости усилий, нагрузок, скоростей рабочих движе­ ний ,и протеканий рабочего процесса приближенно можно оп­ ределить по формулам, приведенным в табл. 9.

Выбор размеров' одноковшовых экскаваторов обычно при­

При выборе значения удельного веса следует помнить, что изменение веса машины влияет на ее устойчивость. Вес на­ ходится в прямой зависимости от максимального радиуса ко­ пания и реализации усилий на зубья ковша. Поэтому его це­ лесообразно определять по трем параметрам; емкости ковша, радиусу копания и продолжительности цикла. В табл. 11 при­ ведены формулы для определения веса по указанным пара­ метрам для экскаваторов с канатно-блочной системой подве­ шивания ковша.

49

Формулы для определения веса одноковшового экскаватора по трем параметрам: (ц, R и q [12]

По весу машины определяют линейные размеры рабочего

.оборудования: параметры действия, габаритные размеры и р-азмеры других элементов и деталей (рис. 7) по формуле (5.7):

А = К f G , где К — коэффициент подобия.

51