Опис конструкції машини і технології виробництва робіт

 

Екскаватор (рис.2.l.) складається з екскаватора базового 1, включаючийосновні вузли і системи: пристрій ходовий 2; платформа поворотна 3 з механізмами і агрегатами, системи сервокерування, пневмосистеми, електроустаткування, системи опалювання і вентиляція, бульдозера 4 і робочого устаткування з гідросистемою 5.

Поворотна платформа 3 спирається на раму пристрою ходового 2 через роликовий опорно-поворотний пристрій.

Рух екскаватора і його робочого органу здійснюється гідравлічним приводом, основними елементами якого є: гідронасос, гідророзподілювачі, клапанно-запобіжна апаратура, гідромотори ходу і повороту, гідроциліндри стріли, затискач і зіву, бак робочої рідини і сполучні трубопроводи.

Гідропривід екскаватора в поєднанні з гідравлічним сервокеруванням забезпечує плавне регулювання швидкості і поєднання робочих операцій стріли, затискач і зіву поворотом.

Електроустаткування дозволяє запуск двигуна екскаватора з кабіни і з майданчика обслуговування двигуна.

Конструкція кабіни машиніста, прилади, розташовані на панелях пульта управління, системи опалювання і вентиляція забезпечують нормальні умови роботи машиніста.

На екскаваторі встановлений двигун СМД-17Н або СМД-15Н чотирьохтактний чотирициліндровий дизель рідинного охолоджування з вихрокамерним сумішеутворенням і турбо наддуву (СМД-17Н).

Дана машина на базі гідравлічного екскаватора Ю-4321 з робочим устаткуванням - затискач, призначена для виконання відновних робіт. Ці роботи ведуться на будівельних майданчиках для руйнування старих будівель. Затискач в змозі поруйнувати бетонну, цегляну стіну, колону діаметром до 700мм, а також виконати вантажний - розвантажувальні роботи з вантажем до 1500кг І самостійно вантажити його в транспортний засіб. Крім того, ця машина застосовується при розчищання завалів, що виникли після землетрусу, для цього вона оснащена допоміжним устаткуванням - відвалом бульдозера.

Екскаватор може виконувати вказані роботи в діапазоні температур від 233К (мінус 40 °С) до 313К (плюс 40 °С), а також виконувати роботи в темний час доби, для цього оснащений світловими приладами.

Технологія виробництва робіт показана на малюнку 2.2. і на малюнку 2.3.

 

Рис.2.1 Загальний вид екскаватора.

 

Рис.2.2. Процес затискач елементу.

 

Вигляд А

 

Вигляд В

 

 

2.3. Робота екскаватора на максимальному вильоті.

Розрахунок екскаватора ео-4321 з робочим устаткуванням затискач

 

Стрілопідйомний механізм

 

Допустимі значення відстаней до осі шарніра кріплення корпусу гідроциліндра до поворотної платформи.

 

х_ц < 0,5∙Д_опк+(0,1...0,15)=0,5∙1,5+0,1=0,85 м,

1/3

Д_опк=0,55∙m=0,55∙19,86=1,5 м,

 

де m – маса екскаватора, т;

Д_опк - діаметр опорний - поворотного круга, м;

 

 

де х_ц, Y_ц – орієнтовна відстань відповідно від осі опорно-поворотного круга і від рівня стоянки екскаватора до осі провушини корпусу гідроциліндра;

h_пл - висота платформи, h_пл=0,15... 0,25м.

Відстань по вертикалі від рівня стоянки екскаватора до осі повороту стріли

 

Y_с= (Н_в-Нк) /2+l_з+R=(3-5.8) /2+2,75+ 1,3=2,15 м.

 

Розрахункові параметри, які необхідні для його вибору по нормах, рекомендується визначати по орієнтовних значеннях кута установки β і довжини 1 нерухомої ланки, повного кута повороту φ₀ = 90° стріл і довжини плеча ρ_к зусилля, що розвивається на штоку гідроциліндра.

Приймаємо кут β= 40° і визначаємо орієнтовну довжину нерухомої ланки

 

L= (Y_С - Y_п)/соsβ = (2,65 - 1,137)/cos40° =0,98 м

 

Розрахунковий хід поршня:

 

р = 2Lsin(φ₀/2)= 20,98sin(90°/2)= 1,385 м

 

Орієнтуємося на близьке до вертикального напряму (µ=90°) осі гідроциліндра з повністю висунутим штоком, тоді відстань r_к від осі повороту стріли до осі гідроциліндра, тобто довжина плеча зусилля на штоку:

 

R_к= lsin(µ - β)=0,98 sin(90° - 40°)= 0,75 м

 

Визначимо момент від сил тяжіння робочого устаткування з вантажем, за умови, що приведена до головки маса стріли m_с.пр. =0,4∙2640=1056 кг:

 

 

Розрахунковий діаметр гідроциліндра:

 

 

По діаметру Д_р і ходу поршня S_p вибираємо гідроциліндр:

J= 125 мм; S= 1400 мм; у=1,65; S=1,845; 5_к = 3 245; N= 1,758.

При використовуванні в стрілопідйомних механізмах золотникових гідроциліндрів з П = 1,65 і насосів з діапазоном регулювання п = - 1.... 2,5 для обмеження максимальних динамічних навантажень в циліндрі рекомендуються кути тиску: ТН = 70,6°; ТК = 74,6°.

По параметрах вибраного гідроциліндра і прийнятим значенням кутів тиску радіус коромисла:

 

Повний кут повороту відомої ланки (стріли):

 

 

Початковий кут відхилення відомої ланки:

 

 

Довжина нерухомої ланки:

 

 

Для перевірки обчислень по знайдених лінійних параметрах Р, L, φ_п визначимо розрахункову початкову і кінцеву величини гідроциліндра:

 

 

Якщо з точністю вироблених обчислень S_LP=S_i<S_KP=S_K, то параметри механізму визначені правильно. Вважаючи у_ц= 1,4м, знайдемо кут установки нерухомої ланки:

 

β= arccos[(y_c-y_ц) /L]=аrссоs[(2,15 - 1,4)/1,029]= 43,21°

 

Приймаємо Х_с=Х_ц=0,85 м, обчислюємо відстань від осі опорно-поворотного пристрою до осі п'яти стріли:

 

Х_с=Х_ц-L∙sinβ= 0,85-1,029∙sin43°21”= 0,145 м

 

Теоретичну довжину стріли знаходимо як відстань між головкою і її п'ятою, суміщеною з крапкою:

 

Рис.3.1 До розрахунку зусиль в робочому устаткуванні.

 

Механізм повороту затискач

 

Механізм повороту затискач розраховується для фіксованого нижнього положення гранично опущеної стріли. Повний кут повороту рукояти повинен складати φ= 110°…130°, приймаємо φ = 130°. Кут φ_y відхилення осі рукояті від теоретичної осі стріли при втягнутому штоку гідроциліндра вибираємо в межах: φ_у=20°... 30°, приймаємо φ_у= 25°.

Орієнтовну довжину  радіусу коромисла визначаємо по формулі:

 

=(0,35…0,65)∙=0,4∙2,7=1,08 м.

 

Розрахунковий хід поршня:

 

S_p= 2∙ ∙sin(φ_o/2)= 2∙1,08∙sin(130°/2)= 1,25 м

 

Відстань  від осі повороту рукояті до осі гідроциліндра:

 

= (0,7... 0,75)∙p= 0,7∙1,08= 0,75 м

 

Момент опору повороту рукояті:

 

М_от=G_зг(I_з+0,5R)+G_з∙0,35∙І_з=(1800+1500)∙10∙(2,7+0,5∙1,3)+1800∙10∙0,35∙2,7= 127560 Нм.

 

Розрахунковий діаметр поршня знаходимо при z= 1:

 

 

По діаметру Д_р і ходу S_p поршня вибираємо гідроциліндр Д= 125мм, d= 60мм, S= 1250мм, S_o= 0,435м, S_H= 1,685м, S_o= 2,935(Ψ= 1,65).

Виходячи із забезпечення рівності кутів тиску і довжин плечей зусилля для крайніх положень штока визначаємо параметри механізму приводу затискач при γ_н= γ_к= 0,5;

 

φ₀= 0,5∙130°= 65°;

ρ= = 0,67м;

 

Довжини плечей зусиль, що розвиваються гідроциліндром в крайніх положеннях штока:

 

r_н= ρІsinφ_н/S_н=0,67∙2,32∙sin17,8°/1,685= 0,282 м;

r_к= ρІsin(φ_н+φ₀)/S_к=0,63∙2,32∙sin(17,8°+130°)/2,935= 0,282 м

 

Оскільки параметри механізму були визначені з умови r_H=r_K, розрахунок виконаний правильно.

Рушійний момент від гідроциліндра в крайніх положеннях при Номінальному тиску Р н в поршневій порожнині гідроциліндра:

 

 

Кут β відхилення осі нерухомої ланки від теоретичної осі стріли повинен бути не менше кута між осями теоретичної осі стріли і її верхньої частини. При λ= 10°:

 

В= 25° - φ₀ + λ= 25° - 17,8° + 10° = 17,2°,[3]