Расчет экскаватора ЭО-4121

   содержание

	стр.
аннотация
введение
описание  гидросистемы
1. проектирование гидропривода
1.1. Выбор номинального  давления
1.2. Выбор рабочей жидкости
1.3. Выбор и расчет гидроцилиндра
1.4. Выбор и расчет  гидронасоса
1.5. Конструкция и  расчет гидролинии
1.6. Выбор типоразмеров стандартизированной гидроаппаратуры
2. проверочный расчет  гидропривода
2.1. Расчет потерь давления по длине прямолинейных участков гидролинии
2.2. Расчет потерь давления в местных сопротивлениях
2.3. Расчет КПД гидропривода
2.4. Тепловой расчет гидропривода
заключение
список  используемой литературы

 

    аннотация

   Задание данного курсового проекта содержит в себе проектирование гидропривода полноповоротного гусеничного одноковшового экскаватора ЭО-4121.

   Представленный  проект содержит текстовую часть  – расчетно-пояснительную записку  и графическую часть.

   Расчетно-пояснительная  записка включает в себя 30 листов машинописного текста, 1 лист приложений, всего 31 лист.

   Графическая часть содержит 3 листа формата А1;

   Лист1 – общий вид машины с размещением  гидропривода;

   Лист2 – принципиальная гидравлическая схема;

   Лист3 – сводные графики расчета.

   При проектировании учитывались современные  тенденции к нормализации и унификации деталей и сборочных единиц гидропривода.

   Также уделено внимание выбору рабочей  жидкости, гидроцилиндров, гидронасосов, типоразмерам и т.д., входящих в гидропривод экскаватора.

 

    ВВЕДЕНИЕ

 

     Для комплексной механизации работ  в промышленности, мелиоративном  жилищном, дорожном строительстве нашли широкое применение гидравлика и автоматика. Широкое применение гидравлического привода объясняется целым рядом его преимуществ в сравнении с другими типами привода.

     К основным преимуществам следует  отнести небольшой удельный вес, небольшие размеры, реализацию больших передаточных чисел, бесступенчатое расположение сборочных единиц привода, надежное предохранение от перегрузок, простоту преобразования вращательного движения в поступательное, удобстве управления и легкость его автоматизации.

     Большинство строительных и дорожных машин (бульдозеры и рыхлители, фронтальные погрузчики и лесопогрузчики, скреперы, автогрейдеры и грейдер – элеваторы, одноковшовые универсальные и траншейные многоковшовые экскаваторы, самоходные стреловые краны, дорожные катки, бетоноукладчики, асфальтоукладчики и др.) имеет гидравлический привод рабочих органов.

     Применение  гидравлического привода на строительных и дорожных машинах позволяет:

• значительно снизить их массу и размеры путем устранения таких сборочных единиц, как фрикционные муфты, редукторы, карданные передачи и т.п.;
• упростить их кинематическую схему и сконструировать новые типы машин: экскаваторы – планировщики, самоходные краны с телескопическими стрелами и т.д.;
• увеличить производительность экскаваторов, скреперов, бульдозеров и других машин за счет принудительного внедрения в грунт рабочего органа;
• расширить область применения этих машин за счет использования планировочного, погрузочного, снегоуборочного, бурового и другого сменного оборудования с гидроприводом.

     В строительных и дорожных машинах  для передачи мощности от двигателя  к рабочим механизмам применяется  гидравлический объемный (статический) привод. 
 

     Одноковшовые  экскаваторы являются землеройными машинами цикличного действия и предназначены для экскавации различных грунтов. Основная часть из них относится к универсальными машинам.

     Основным  видом рабочего оборудования экскаваторов является ковш. Помимо ковша экскаватор может оснащаться дополнительным оборудованием (грейфер, гидромолот, различные захваты т.п.).

     По  назначению одноковшовые экскаваторы  бывают:

• строительные и строительно-карьерные, имеющие обычно ковш вместимостью 0,015 – 10 м³ и массу 0,25 – 250 т;
• карьерные, с ковшом вместимостью 2 – 20 м³ и массой 40 – 900 т;
• вскрышные с ковшом вместимостью 4 – 160 м³ и массой 170 – 13000 т, предназначенные для добычи полезных ископаемых в горной промышленности и выполнения земляных работ больших объемов, например в гидротехническом строительстве;
• туннельные и шахтные с уменьшенными размерами рабочего оборудования, с ковшами вместимостью 0,5 – 1 м³ и массой 15 – 30 т, предназначенные для подземных работ.

     Для сокращенного обозначения различных  по исполнению моделей строительных экскаваторов пользуются системой индексов типа ЭО-0000. Первая цифра обозначает размерную группу экскаватора, вторая – код ходового устройства, третья – исполнение рабочего оборудования, четвертая – номер модели.

     По  типу привода различают экскаваторы  с гидравлическим, механическим, гидромеханическим, электрическим и смешанными приводами.

     По  степени подвижности поворотной части экскаваторы делятся на полноповоротные, когда поворотная платформа относительно ходового оборудования может вращаться на 360°, и неполноповоротные.

       По типу механизма передвижения  экскаваторы разделяют на гусеничные, пневмоколесные, шагающие, на специальном шасси, на базе тракторов, автомобилей и плавучие.

     На  гидравлических строительных экскаваторах основным рабочим оборудованием является обратная лопата. Это объясняется тем, что машина при этом виде оборудования может наиболее полно реализовать свои технические возможности в части мощности привода и усилий на рабочем органе.

     Рабочее оборудование обратная лопата состоит  из стрелы 4, рукояти 7 и ковша 6. Приведение их в движение осуществляется с помощью гидроцилиндров 5, 8 и 9. Рукояти и ковши этого оборудования, выполненные фирмами разных стран, имеют, примерно, одинаковое конструктивное исполнение. Стрелы же имеют разнообразные решения.

     Системы гидропривода одноковшовых экскаваторов должны обеспечивать выполнение предъявляемых к ним технологических требований по реализации необходимых усилий и скоростей на рабочем органе при заданных его траекториях движения, необходимые крутящий момент для привода поворотной платформы и тягово-скоростные характеристики при передвижении.

     Кроме этого, к системам гидропривода одноковшовых экскаваторов предъявляется ряд специальных требований, обеспечивающих:

• регулирование скоростей гидродвигателей;
• защиту гидродвигателей и насосов от перегрузок;
• ограничение скоростей рабочего органа при опускании стрелы и движения экскаватора под уклон.

 

Описание гидроСИСТЕМЫ 

     Гидропривод экскаватора состоит из сдвоенного насоса I (секция А и Б), который подает потоки жидкости из гидробака 2 к гидрораспределителям 3 и 4. В опорных секциях 5 распределителен размешены первичные предохранительные клапаны и обратные клапаны. Золотники 6, 7 и 8 распределителя 3 управляют соответственно гидромотором 16 привода левой гусеницы, гидромотором 17 поворота платформы, гидроцилиндром 18 открывания днища ковша (при прямой лопате) или поворота грейфера при использовании последнего в качестве сменного оборудования. Кроме того, золотник 8 управляет гидроцилиндрами 20 или 21 поворота рукояти погрузчика при соответствующей переналадке рабочего оборудования. Этими же гидроцилнндрами управляет и золотник 10, объединяя потоки жидкости двух секций насоса и увеличивая скорость выполнения операций.

     Золотник 9 распределителя 4 управляет спаренными гидроцилинцрами 22 подъема-опускания  стрелы экскаватора. Причем эта секция стыкуется с золотником 14, который обеспечивает опускание стрелы под действием собственного веса (при нейтральном положении золотника 9). Между рабочими секциями 9 и 10 установлена промежуточная секция 13, которая предназначена для совмещения рабочих операций — подъема стрелы и поворота рукояти или ковша. При совмещении операций рабочая жидкость из штоковых полостей гидроцилиндров 22 стрелы поступает в гидроцилиндр 21 рукояти погрузчика или гидроцилиндр 23 ковша обратной лопаты.

     Золотник 10, как уже указывалось выше, управляет  гид роцилиндром 20 поворота рукояти обратной лопаты или гидроцилиндром 21 поворота рукояти погрузчика. Золотник 11 управляет гидроцилиндром 23 поворота ковша обратной лопаты или (в зависимости от сменного оборудования) гидроцилиндром поворота ковша прямой лопаты с поворотным ковшом или гидроцилиндром грейфера, а также гидроцилиндром 24 поворота ковша погрузчика. Золотник 12 управляет гидромотором 25 хода правой гусеницы. Как и левым гидромотор 16, он соединен с распределителем через центральный коллектор 15.

     Если  золотники 6, 7 и 8 распределителя 3 не включены, то весь поток от секции А насоса 1 поступает через обратный клапан 26 к распределителю 4. В этом случае золотники распределителя 4 направляют объединенный поток жидкости к соответствующим гидродвигателям. Происходит ускоренное движение гидродвигателей. Предохранительные клапаны в напорных секциях предохраняют насос от перегрузок. Вторичные передохрани-тельные клапаны 27, 28 и 29, пристыкованные к рабочим секциям распределителей, предназначены для разгрузки гидроприводов при пиковых давлениях в период разгона или торможения. Предохранительные клапаны 19 устанавливаются при рабочем оборудовании грейфера и служат для предотвращения перегрузок в обоих гидролиниях и выполнения плавного поворота грейфера.

     Предохранительные клапаны 30 и 31 разгружают полости гидроцилиндров, трубопроводы и распределители от чрезмерных реактивных давлений в запертых полостях гидроцилиндров, возникающих при качании ковшом. При оборудовании экскаватора обратной лопатой клапан 30 предохраняет штоковую полость гидроцилиндров 22 стрелы, а клапаны 31 поршневую полость гидроцилиндра 21 рукояти погрузчика. При установке сменного погрузочного оборудования клапан 31 защищает штоковую полость гидроцилиндра 24 поворота ковша, а при установке оборудования прямая лопата зашишаст поршневую полость гидроцилиндров рукояти прямой лопаты и прямой лопаты с поворотным ковшом.

     Обратные  клапаны 32 предназначены для исключения кавитационного режима работы гидроцилиндров (для выполнения утечек рабочей жидкости) при срабатывании предохранительных клапанов 30 и 31, а также исключения кавитации в гидромоторах 16, 17 и 25 при срабатывании предохранительных клапанов 27, 28 и 29.

     Между распределителями 3 и 4 размешен обратный клапан 26, который исключает поток  жидкости из секции Б насоса 1 в сливную  секцию распределителя 3, но обес-печиваст суммирование потоков обеих секций насоса в распределителе 4 при нейтральном положении всех золотников распределителя 3.

     На  выходе из сливных секций распределителей  потоки жидкости объединяются и поступают в теплообменник 33 с переливным клапаном 34, который срабатывает при повышении сопротивления потоку жидкости в теплообменнике при низких температурах. После теплообменника поток жидкости поступает к параллельно установленным линейным фильтрам 35.

     Для управления тормозами механизмов хода и поворота платформы служат гидрозамыкатсли 36, которые срабатывают при включении кранов 37 с фиксаторами. Поток жидкости для гидрозамыкатслей обеспечивает вспомогательный гидронасос 38, установленный на двигателе внутреннего сгорания. Насос 38 имеет автономный предохранительный клапан 39.