Тяговый расчет экскаватора.
Целью тягового расчета является
определение необходимых тяговых усилий
для преодоления различного рода сопротивлений.
Расчет максимальной мощности данной
машины, расчет мощности затрачиваемой
на передвижение.
В общем
случае тяговое усилие, необходимое
для движения машины выражается
формулой:
где
- сила сопротивления движению на прямолинейном
участке;
- коэффициент сопротивления
движению;
сила тяжести экскаватора c
оборудованием (по прототипу)
- сопротивление сил инерции,
возникающие при трогании экскаватора
c места.
- сила сопротивления
при движении на подъем с
углом
.
Мощность двигателя, необходимая
для передвижения
где
- скорость передвижения экскаватора
по площадке.
Мощность двигателя:
Рн - номинальная сила тяги на
крюке, Н ;
m - масса трактора, кг;
f - коэффициент сопротивления
качению;
Vн1 - номинальная скорость движения
на первой основной передаче, км/ч;
- механический КПД
трансмиссии, определяемый по эмпирической
формуле;
xэ - коэффициент эксплуатационной
нагрузки двигателя;
g = 9,81 м/с2 - ускорение
свободного падения тел.
Мощность двигателя совпадает
с прототипом.
Вывод: Максимальная мощность
соответствует прототипу, тяговое усилие
выполняется. Машина будет двигаться без
пробуксовки как по горизонтальной плоскости,
так и под углом 20 градусов.
Статический расчет
экскаватора.
Целью этого пункта является
расчет устойчивости экскаватора в определенных
условиях. В данном случае приняты условия:
оборудование в рабочем положении.
Восстанавливающий момент определим
по выражению:
- сила тяжести трактора
- сила давления ветра,
действующая на подветренную
площадь экскаватора S = 5,4
.
- распределенная ветровая
нагрузка.
Опрокидывающий момент определим
по выражению
- условие устойчивости
выполняется.
Определение производительности.
В этом пункте определяем теоретическую
производительность, для того что бы определить
максимальную рабочую скорость, и техническую
производительность. [4]
Птеор=q
Техническая производительность:
[4]
П(м3/ч)
n==200
Тц=
q-вместимость ковша
n-число циклов за
час работы
Тц -продолжительность
одного рабочего цикла
Коэффициент наполнения ковша kн
Группа грунта |
Тип привода |
механический |
гидравлический |
1 |
0.9 |
0.9 |
2 |
0.8 |
0.85 |
3 |
0.7 |
0.8 |
4 |
0.65 |
0.74 |
Коэффициент разгрузки kраз
Тип поворота |
Средний угол поворота, град |
20 |
40 |
60 |
80 |
100 |
120 |
140 |
механический |
1,15 |
1,05 |
1,0 |
1,02 |
1,1 |
1,2 |
1,35 |
гидравлический |
1,15 |
1,05 |
1,0 |
1,05 |
1,08 |
1,15 |
1,35 |
Определяем сменную
эксплуатационную производительность
экскаватора: [3]
Пэ
= Кв м3 /смену,
Кв- коэффициент использования
экскаватора по времени;
Кв= 8.
Вывод: По полученным данным
видно сколько кубоментров экскаватор
разрабатывает в смену, т.к. в моем экскаваторе
ковш по объему лишь 0,2 м3, то производительность
немного упала.
Прочностной расчет
рабочего оборудования
Отчет по анализу напряжений
Цель: Определение максимальных
напряжений действующих на рабочее оборудование
экскаватора. Для этого мы воспользовались
программой AutodeskInventorPro 2013.
Физические параметры
Материал |
По умолчанию |
Плотность |
1 г/см^3 |
Масса |
23,1331 кг |
Площадь |
2350830 мм^2 |
Объем |
23133100 мм^3 |
Центр масс |
x=-149,933 мм
y=-370,447 мм
z=325 мм |
Примечание: физические значения
могут отличаться от физических значений,
используемых в АМКЭ, описанных ниже.
Моделирование:1
Общая цель и параметры:
Цель проектирования |
Одноточечный |
Тип моделирования |
Статический анализ |
Дата последнего изменения |
20.12.2012, 15:33 |
Обнаружить и устранить моды
жесткого тела |
Нет |
Дополнительные параметры:
Средний размер элемента (дробное
значение от диаметра модели) |
0,1 |
Минимальный размер элемента
(дробное значение от среднего размера) |
0,2 |
Коэффициент разнородности |
1,5 |
Макс. угол поворота |
60 град |
Создать изогнутые элементы
сетки |
Да |
Материал(-ы)
Имя |
Легированная сталь |
Общие |
Массовая плотность |
7,85 г/см^3 |
Предел текучести |
250 MПа |
Окончательный предел прочности
растяжения |
0 MПа |
Напряжение |
Модуль Юнга |
205 ГПа |
Коэффициент Пуассона |
0,3 бр |
Модуль упругости при сдвиге |
78,8462 ГПа |
Тепловое напряжение |
Коэффициент расширения |
0,000012 бр/C |
Теплопроводность |
44,5 Вт/( м К ) |
Удельная теплоемкость |
475 Дж/( кг C ) |
Имена деталей |
Деталь1 |
Рабочие условия
Сила:1
Тип нагрузки |
Сила |
Вектор X |
0,000 Н |
Вектор Y |
-5000,000 Н |
Вектор Z |
0,000 Н |
Выбранные грани
Зависимость фиксации:1
Тип зависимости |
Зависимость фиксации |
Выбранные грани
Результаты
Сила и момент реакции в
зависимостях
Имя зависимости |
Сила реакции |
Реактивный момент |
Величина |
Компонент (X,Y,Z) |
Величина |
Компонент (X,Y,Z) |
Зависимость фиксации:1 |
5000 Н |
0 Н |
2458,06 Н м |
0 Н м |
5000 Н |
0 Н м |
0 Н |
-2458,06 Н м |
Результат
Имя |
Минимальная |
Максимальная |
Объем |
23133100 мм^3 |
Масса |
181,595 кг |
Напряжение по Мизесу |
0,0000526247 MПа |
8,22265 MПа |
1-ое основное напряжение |
-1,59249 MПа |
6,39242 MПа |
3-е основное напряжение |
-7,86265 MПа |
1,55874 MПа |
Смещение |
0 мм |
0,229191 мм |
Коэфф. запаса прочности |
15 бр |
15 бр |
Напряжение XX |
-4,70273 MПа |
4,80026 MПа |
Напряжение XY |
-2,34129 MПа |
3,01707 MПа |
Напряжение XZ |
-4,28317 MПа |
4,29263 MПа |
Напряжение YY |
-3,10991 MПа |
3,71022 MПа |
Напряжение YZ |
-1,24593 MПа |
1,24879 MПа |
Напряжение ZZ |
-7,86142 MПа |
5,64026 MПа |
Смещение по оси X |
-0,0207563 мм |
0,0183596 мм |
Смещение по оси Y |
-0,228255 мм |
0,0000770673 мм |
Смещение по оси Z |
-0,0684615 мм |
0,0684607 мм |
Эквивалентная деформация |
0,000000000267202 бр |
0,0000353861 бр |
1-ая основная деформация |
-0,000000000111518 бр |
0,0000290007 бр |
3-я основная деформация |
-0,0000393368 бр |
-0,000000000141795 бр |
Деформация XX |
-0,0000171761 бр |
0,0000215207 бр |
Деформация XY |
-0,0000148472 бр |
0,0000191327 бр |
Деформация XZ |
-0,0000271616 бр |
0,0000272215 бр |
Деформация YY |
-0,000011967 бр |
0,0000112152 бр |
Деформация YZ |
-0,000007901 бр |
0,00000791917 бр |
Деформация ZZ |
-0,000039329 бр |
0,0000289107 бр |
Рисунки
Напряжение по Мизесу
1-ое основное напряжение.
3-е основное напряжение
Смещение
Коэфф. запаса прочности
Напряжение XX
Напряжение XY
Напряжение XZ
Напряжение YY
Напряжение YZ
Напряжение ZZ
Смещение по оси X
Смещение по оси Y
Смещение по оси Z
Эквивалентная деформация
1-ая основная деформация
3-я основная деформация
Деформация XX
Деформация XY
Деформация XZ
Деформация YY
Деформация YZ
Деформация ZZ
Вывод: В ходе работы мы рассчитали
тяговый расчет, статический расчет, баланс
мощности, определили нужный гидроцилиндр,
определили производительность и провели
прочностной расчет. По полученным данный
рассчитываемый трактор – ЭТЦ-165 максимально
получился похожим на прототип, вследствие
чего можно сделать вывод, что расчеты
были произведены верно. По результатам
прочностного расчета можно видеть, что
деталь выдержит те нагрузки, которые
будут приходится на нее в результате
работы.
Техника безопасности
при работе на экскаваторе.
Машинист экскаватора может
быть допущен к работе только на той машине,
по которой прошел обучение. В удостоверении,
выданном машинисту экскаватора, должно
быть указано, на какой марке экскаватора
он допущен к работе;
Машинист экскаватора должен:
- знать инструкцию по технике
безопасности для машиниста экскаватора,
а также инструкцию завода изготовителя
данного экскаватора по монтажу и эксплуатации
машины;
- знать устройство экскаватора,
устройство и назначение его механизмов
и приборов безопасности;
- владеть навыками, нужными для
управления механизмами экскаватора и
ухода за ними; перед тем как перейти к
самостоятельному управлению экскаватором,
машинист, окончивший курс обучения, не
менее 1 месяца должен проработать на экскаваторе
под руководством опытного машиниста
и ознакомиться со всеми условиями, в которых
работает данный экскаватор, а также необходимыми
мерами предосторожности;
- если экскаватор работает с
крановым или грейферным оборудованием,
знать факторы, влияющие на устойчивость
экскаватора, и причины потери устойчивости;
- знать ассортимент и назначение
горючего и смазочных материалов, применяемых
для данного экскаватора;
- при комплексной механизации
производственного процесса знать правила
безопасной работы на всех машинах, участвующих
в комплексе. Это необходимо потому, что
машинист экскаватора отвечает за соблюдение
правил техники безопасности всеми рабочими,
обслуживающими экскаватор.
Машинист экскаватора и весь
персонал, обслуживающий механизмы, участвующие
в комплексе, должны пройти вводный инструктаж
и инструктаж на рабочем месте по технике
безопасности, который следует повторять
не реже 1 раза в 3 месяца и при каждом переходе
этих рабочих на новое место работы или
при изменении условий их труда.
Машинист экскаватора и весь
обслуживающий персонал машины должны
быть обеспечены, спецодеждой и защитными
средствами согласно действующим нормам
и обязательно применять их во время работы.
Без соответствующих спецодежды и защитных
средств обслуживающий персонал экскаватора
к работе не допускается.
Машинисты одноковшовых экскаваторов,
работающих с оборудованием, па которое
распространяются Правила устройства
и безопасной эксплуатации грузоподъемных
кранов (крюком или грейфером), в тех случаях,
когда стрела, а также крюк или грейфер
подвешены па канате, должны быть обучены
и аттестованы квалификационной комиссией
с обязательным участием представителя
местного органа Госгортехнадзора.
У всех машинистов экскаваторов,
их помощников, слесарей, электромонтеров,
стропальщиков (при работе экскаваторов
с крановым оборудованием) следует периодически
не реже одного раза в 12 месяцев, а также
при нарушении правил техники безопасности
проверять знание этих правил.
Все виды инструктажа и проверки
знаний по технике безопасности следует
оформлять соответствующими документами-журналами
проведения инструктажа, протоколами
и т. п. [5]
Список использованной
литературы
1. Строительные машины для механизации
мелиоративных работ. Учебник под редакцией
Сурикова В.В.
2. http://www.uresurs.ru/dorozhno-stroitelnaja-tekhnika/ehskavator-eho-2621/
3.http://edu.dvgups.ru/METDOC/EKMEN/ETR/EK_PRED/METOD/SUMENKOVA/WEBUMK/frame/2.htm
4.http://edu.dvgups.ru/METDOC/ITS/STRPRO/TMAGSTR/METOD/ZEM_RAB/Kech_zem4.htm
5. http://exkavator.ru/articles/user/~id=7607