Проектирование траншеекопателя роторного навесного

Таким образом, допустимый угол косогора составляет 20˚4^’ при ограничении скорости до 9,8 км/ч.

 

7. РАСЧЕТ ИСПОЛНИТЕЛЬНОГО МЕХАНИЗМА

 

Для подбора гидроцилиндра  необходимо определить силу, действующую на шток гидроцилиндра. Для схемы, приведённой на рисунке 7. Приложение И.

 имеем:

                                               (7.1)

Отсюда

 

 кН.

Устанавливаем два гидроцилиндра.

Рисунок 7.1 — Схема к определению силы, действующей на шток гидроцилиндра.

 

После определения усилия на штоке гидроцилиндра переходим  к определению диаметра гидроцилиндра. [5]

 

, м,                               (7.2)

 

где Р_ц – давление в гидросистеме, Р_ц = 16 МПа (таб.6 [2])

   к_ц – коэффициент, к_ц = 0,5...0,7 [5];

 h_мц – механический к.п.д. цилиндра. h_мц = 0.95...0.98 [5];

  Р_сл – давление в сливной магистрали. Р_сл = 0.2...0.3 МПа [5].

 

 м.

 

Принимаем из стандартного ряда гидроцилиндр ЦГ 100 – 63 – 630.

(D_ц = 100 мм, l_шт =630 мм) [5].

Определим расход масла  при работе гидроцилиндра 

, м³/с,                                 (7.3)

где d_ш – диаметр штока гидроцилиндра. d_ш = 0,63 м; v_ш – скорость движения штока. v_ш = 0,3 м/с [5].

 

 м³/с.

 

Для обеспечения рассчитанной подачи подходит насос НШ-100  установленный на базовом тракторе.

 

8. ПРОЧНОСТНЫЕ РАСЧЕТЫ

 

8.1. Прочностной расчёт зуба ковша

 

Исходя из рисунка 8. видно что зуб ковша подвержен деформации изгиба.

                  

Рисунок 8.1 — Схема к проведению прочностного расчёта режущего элемента.

 

Условие прочности [6]

 

σ_ИЗ = М /W ≤ [σ_ИЗ],                                      (8.1)

 

где М – момент действующий на нож;

   W – момент сопротивления изгибу;

[σ_ИЗ] – предел прочности при изгибе.

Определим напряжение изгиба, возникающее в рассматриваемом  элементе [6]

                                               (8.2)

где F_t – касательная сила;

     l_н – длина зуба, l_н=50мм;

  b – ширина зуба, b=76мм;

         – толщина зуба.

Нож изготовляем из стали 65 Г; [σ_ИЗ] = 276 МПа.[6]

Отсюда имеем толщину зуба

 

δ =

= 16,2 мм.

 

Принимаем δ = 20 мм.

 

 

 

8.2. Расчет болтового соединения

Выполним расчет крепления ковша к ротору траншеекопателя.

Рисунок 8.2 — Схема крепления ковш к кольцу ротора.

(8.3)

 

где - расстояние между болтами, принимаем = 85 см. 

 

(8.4)

 

 

 

Рисунок 8.3 — Схема к проведению прочностного расчёта болтового соединения.

(8.5)

 

Выразим  F₂

 

(8.6)

 

 

 

 

Определим силу действующую на болт

(8.7)

где F₁ определяем по формуле

F₁ = F_окр/z (8.8)

где z – число болтов крепления

F₁ = 18,44 /4 = 4,61 кН

Отсюда

 

Условие прочности[6]

,

где  F_окр– действующая сила;

    d – диаметр болта, d=14мм;

  [ ] – допускаемое напряжение среза. [ ] = 60 МПа(материал сталь Ст 2);

     i – количество плоскостей среза.

Определим необходимое количество болтов

.

Принимаем z = 3.

 

8.3 Расчёт сварного шва крепящего державку зуба

  Произведём расчёт сварного шва крепящего кронштейн крепления гидроцилиндра к рабочему органу.

Рисунок 8.4 — Схема к проведению прочностного расчёта сварного шва.

     Условие  прочности для данного случая 

                                                   

                                       (8.9)

где к – катет шва, к = 5 мм; l – длина сварного шва; [s]_р – допускаемое напряжение на растяжение.[6].

[t]_ср = 0.65 [s_p^/]

[s_p^/] = 0.5 ·s_T, s_T = 360 МПа

[s_p^/] = 0.5· 360 = 180 МПа

[t]_ср = 0.65· 180 = 117 МПа.

Исходя из выражения (7.3) имеем

 мм.

Сварку проводим по всей длине соприкосновения державки с корпусам.

 

9. ОСОБЕННОСТИ ЭКСПЛУАТАЦИИ МАШИНЫ

 

Новые и капитально отремонтированные  машины перед их использованием должны быть подвергнуты эксплуатационной обкатке. Она включает подготовку машин к обкатке, обкатку двигателей и гидросистем на холостом ходу, обкатку машин на холостом ходу и под нагрузкой, послеобкаточное обслуживание машин.

При подготовке к работе траншеекопателя проверяют правильность присоединения и навеску рабочего оборудования к базовой машине, крепление болтовых соединений. Проверяют состояние роторов, муфт предельного момента и, при необходимости, регулируют. После устранения обнаруженных неисправностей производят смазку согласно карте смазки.

Во избежание поломок траншеекопателя не допускается резкий поворот базовой машины при совершении рабочего процесса. При работе на прочных грунтах необходимо применять более низкие рабочие скорости.

 

9.1. Техническое обслуживание машины

 

Техническое обслуживание – комплекс операций по поддержанию  работоспособности или исправности изделия при использовании его по назначению, хранении и транспортировки.

В процессе использования  экскаваторов проводят технические  обслуживания: ЕТО, ТО–1, ТО–2, ТО–3, СТО, текущий и капитальный ремонт.

Ежесменное техническое обслуживание. При подготовке к работе мелиоративных машин проводится ЕТО: выполняется очистка от грязи, проверяют герметичность системы питания, охлаждения, и смазки двигателя; особое внимание обращается на надежность крепления сборочных единиц и герметичность соединений гидросистемы; производится подтяжка ослабленных креплений, устранение выявленных трещин сварных соединений или деформации элементов металлоконструкций; полностью затупленные ножи ковшей заменяются новыми или наплавляются.

Кроме того, перед началом работы проверяется наличие и уровень смазывающих материалов в заправочных емкостях, топлива, охлаждающей и рабочей жидкостей.

Смазывание машины выполняется согласно карте смазывания. Проверяется комплектность и исправность инструментов и инвентаря, проверяют исправность системы управления машиной, сигнализации и освещения.

Подготовка машины к работе завершается опробованием сначала на холостом ходу, а затем в рабочем режиме. Для проверки и регулировки давления в гидросистеме создают максимальное давление, подняв, например, рабочее оборудование до упора и удерживая гидрораспределитель во включенном положении. Если давление не соответствует норме, его регулируют предохранительным клапаном.

Техническое обслуживание № 1 проводится после 125 часов работы. При ТО-1 выполняются операции ЕТО. Без разборки проверяют техническое состояние элементов силовой передачи, ходового оборудования и рабочих органов машины. Проверяют работу гидросистемы: гидроцилиндров, насосов, гидромоторов, распределителей, клапанов. Контролируется уровень масла в редукторах. Определяют зазоры в элементах рабочего оборудования и относительное расположение элементов.

Все замеченные неисправности устраняются.

Техническое обслуживание № 2 проводят через 500  часов работы. Вначале выполняются работы ЕТО и ТО-1.

Затем проверяют соединение тягача с рабочим органом.

Контролируется зацепление конических передач, люфт в карданных передачах, натяжение цепей силовых передач. При необходимости производится регулировка и замена изношенных деталей.

Проверяется настройка предохранительных клапанов, промываются фильтрующие элементы гидросистемы. Производится замена масла в редукторах.

Снимаются крышки подшипников для осмотра. Загрязненные подшипники промываются и вновь смазываются.

Техническое обслуживание № 3 проводят через 1000  часов работы. ТО-3 включает работы ЕТО, ТО-1, ТО-2. Тщательно контролируются все шарнирные и шаровые соединения. При необходимости заменяются изношенные пальцы, втулки, оси. Проверяются все шлицевые соединения и устраняются обнаруженные отклонения от нормы. Полностью осматриваются все детали и сварочные единицы, поврежденные и изношенные заменяются. Перед заменой смазочных материалов редукторы тщательно промывают керосином или дизельным топливом.

Сезонное техническое обслуживание. СТО выполняют для подготовки машины к работе в осенне-зимний, а также весенне-летний периоды.

Осенне-зимнее техническое обслуживание проводят перед началом зимнего сезона, когда температура становится ниже 278 К (5 °С), а весенне-летнее - перед началом летнего периода с температурой выше 278 К. В процессе обслуживания заменяется топливо, масла и другие технические жидкости согласно инструкциям по их применению в соответствующем сезоне. При этом замену производят независимо от количества наработанных моточасов. Перед сменой очищают от загрязнений и промывают баки, фильтры,корпуса и трубопроводы.

Содержание работ по периодическому техническому обслуживанию в зимний период остается основном тем же, что и в летний. Разница лишь в том, что зимой добавляются работы по обслуживанию обогревательных устройств кабин, двигателей. Вследствие повышенного износа деталей машин и в первую очередь рабочих органов чаще возникает необходимость их ремонта и замены.

Текущий ремонт. В период эксплуатации мелиоративных машин при необходимости проводят работы по текущему ремонту. Периодичность текущего ремонта должна быть кратной периодичности технического обслуживания, но не реже, чем через 1000 ч работы.

 

9.2. Охрана окружающей среды

 

Вредное воздействие  машин на окружающую среду является в повышенном содержании окиси углерода в отработанных газах и загрязнении почвы и водоемов нефтепродуктами.

Для предупреждения загрязнения воздуха государственными стандартами (ГОСТ 17.2.2.03—77) установлены нормы содержания окиси углерода в отработанных газах машин; объемная доля окиси углерода в отработанных газах автомобилей не должна превышать 1,5 г. Проверку содержания углерода в отработанных газах осуществляют при ТО-2. Если оно превышает установленные нормы, регулируют топливную аппаратуру двигателя автомобиля.

Загрязнение почвы и водоемов нефтепродуктами ходит сточными водами после мойки машин, от утечек топлива, масел и рабочих жидкостей, а также вследствие слива отстоя топлива, отработанных масел и других нефтепродуктов на землю.

Все нефтепродукты, сливаемые из машин в виде топлива, отработанного масла, использованных на технологические нужды керосина, бензина, дизельного топлива, растворителей и других продуктов, следует собирать и сдавать на базы нефтеснабжающих организаций.

Запрещается сливать на землю отстой топлива, отработанных масел, смазок, рабочих и других жидкостей из нефти.

 

10. ТЕХНИКО – ЭКОНОМИЧЕСКАЯ ОЦЕНКА МАШИНЫ

 

Основным оценочным  показателем любого технического изделия  является качество.

Качество машины характеризуется  надежностью, технологичностью, транспортабельностью, стандартизацией, унификацией, безопасностью, эргономическими, эстетическими, экологическими, патентноправовые и экономическими показателями.

В число последних  входит группа технико – экономических  показателей, по которым удобно производить предварительную оценку проектируемой машины или сравнить существующие. К ним относятся производительность, энергоемкость, расход топлива на единицу продукции, материалоемкость, энергоемкость, расход топлива на единицу продукции, материалоемкость, энергонасыщенность, приведенные затраты.

Теоретическая производительность:

 

         ,                                              (10.1)

 

где q – геометрическая вместимость ковша;

      Z_р – частота разгрузок.

 

.

Для многоковшовых экскаваторов непрерывного действия, разрабатывающих протяженные сооружения техническая производительность определяется  по формуле:

 

,                                            (10.2)

 

где η_б – коэффициент, учитывающий буксование машины или приводящий теоретическую скорость к реальной непрерывной скорости передвижения, η_б=0,98.