Роторний траншейний екскаватор

Размещено на http://www.allbest.ru/

Размещено на http://www.allbest.ru/

Пояснювальна записка і розрахунки

до курсової роботи

ЭТР162.01.00.00.000 ПЗ

Роторний траншейний екскаватор



Зміст

Вступ

1. Огляд багатоковшових екскаваторів

1.1 Конструкція, принцип дії, обладнання, класифікація

1.2 Роторний траншейний екскаватор

1.3 Опис екскаватора ЕТР-162

2. Розрахунок роторного колеса

2.1 Опис роторного колеса

2.2 Розрахунок параметрів роторного колеса

2.3 Розрахунок на міцність ротора

3. Розрахунок гідроциліндрів механізму підйому ротора

4. Тяговий розрахунок

Висновки

Список використаних джерел



Вступ

Завдання конструктора - створити машину, що забезпечує виконання певного технологічного процесу і володіє кращими техніко-економічними показниками в порівнянні з існуючими машинами (пристроями, пристосуваннями) аналогічного призначення. Обсяг роботи та складність поставленого завдання залежать від того, проектується нова машина з оригінальним принципом дії або модернізується машина яка раніше випускалася, Чи доручено конструктору проектування всієї машини або окремого її вузла, чи машина є відокремленою одиницею або частиною механізованого комплексу, а також від того, в якій мірі вивчені умови роботи і технологічний процес. Для успішного її вирішення, в першу чергу, необхідно знати сучасний стан, шляхи та перспективи розвитку не тільки даної галузі техніки і технології, а й суміжних галузей, продукція яких залучається при комплектуванні складних машинних агрегатів, якими є машини для земляних робіт.

У даному курсовому проекті розглядаються завдання з проектування роторного траншейного екскаватора. Розглянуто питання по визначенню параметрів робочого обладнання, розрахунку гідроциліндрів для механізму підйому стріли ротора, і визначення тягового зусилля.



1. Огляд багатоківшевих екскаваторів

1.1 Конструкція, принцип дії обладнання і його призначення

Багатоківшевий екскаватор - землерийна машина з робочим органом у вигляді ківшового ланцюга або ківшового колеса, якому задається рух і зусилля, достатні для відділення від масиву, захоплення і перенесення ґрунту.

Головна особливість цих машин полягає в безперервності робочого процесу. Він здійснюється при поєднанні двох або трьох одночасних і безперервних робочих рухів (обертального або поступального руху робочого органу щодо машини і поступального руху самої машини)

Основне призначення цих екскаваторів в будівництві - уривка траншей і щілин під трубопроводи та ліній зв'язку, виробництво гідротехнічних і меліоративних земляних робіт.

Переваги багатоківшевих екскаваторів в порівнянні з одноківшевими полягають у їх більш високій питомій продуктивності та меншої вартості виконання робіт. Однак багатоківшеві поступаються одноківшевим екскаваторам при роботі у важких грунтах, особливо при розробці грунтів з кам'яними включеннями.

Роторний екскаватор - самохідна виїмково-навантажувальна машина безперервної дії на гусеничному або крокуючо-рейковому ході, та обладнанні з висувною або невисувною стрілою, що вибирає гірську породу ківшами, укріпленими на роторному колесі.

Характеристики роторних екскаваторів

- Діаметр роторних коліс - до 18 м

- Місткість ковша - до 12500 л

- Продуктивність - більше 10000 м3 / год

- висота розробки -- до 50 м

- глибина копання - до 25 м

Застосування роторних екскаваторів

- Розкривні і видобувні роботи верхнім або нижнім черпанням

- Видалення породи у відвал

- Селективна виїмка малопотужних пластів і різносортних пропластків корисної копалини

- Риття каналів і траншей

- Навантаження гірської породи

- Транспортування розкривних порід і корисних копалин

- Складання матеріалів

Робочі інструменти роторних екскаваторів

- Ротор з приводом

- Стріла ротора з конвеєром

- Кабіна управління

- Надбудова

- Відвальна стріла з конвеєром

- Поворотна платформа з приводом повороту екскаватора

- Опорно-поворотний пристрій

- Ходового обладнання

Класифікація роторних екскаваторів

- Розкривні роторні екскаватори;

- Видобувні роторні екскаватори;

- Роторні траншейні екскаватори.

1.2 Роторний траншейний екскаватор

Роторний траншейний екскаватор - землерийна машина з робочим органом у вигляді ківшового колеса (ротора), що обертається в площині, що збігається з напрямком робочого переміщення всієї машини або незначно відхиляється від неї. Грунт, відокремлюваний від масиву і захоплюваний ківшами, піднімається в зону розвантаження, яка знаходиться у верхній частині ротора, переміщується у бік від траншеї і укладається у відвал стрічковим конвеєром або метальником.

У порівнянні з ланцюговими роторні траншейні екскаватори відрізняються більш високим ККД (немає ланцюгів, що працюють в абразивному середовищі) і, отже, меншою енергоємністю розробки грунту. При рівній з ланцюговим екскаватором масі роторний екскаватор продуктивніше, оскільки допускає більш високу швидкість різання, обумовлену рівномірністю обертання ротора, жорстким кріпленням ковшів і кращими умовами їх випорожнення. Однак роторним робочим органом можна відривати траншеї не вужче 0,15... 0,2 м, тоді як ланцюговим ширина траншеї (щілини) може бути доведена до 0,05 м. Межі глибини траншей що відриваються роторними екскаваторами дещо менше, ніж ланцюговими.

Глибина копаємих траншей визначається діаметром ротора. Збільшення глибини копання пов'язано зі значним зростанням діаметру і маси ротора і тому раціональна межа глибини копання для ЕТР не перевищує 3 м. Передача енергії від дизеля-тягача до основних виконавчих механізмів (роторному колесу, відвальному конвеєру, гусеничному рушієві) і допоміжному устаткуванню (механізмам підйому робочого органу та конвеєра) здійснюється за допомогою механічної, гідравлічної або електромеханічної трансмісії.

У трансмісію тягача включений гідромеханічний ходоуменшувач для безступінчастого регулювання робочих швидкостей руху машини при копанні траншей. На тягачі встановлена ??додаткова рама 2 з розміщеними на ній механізмами приводу 7 і підйому-опускання робочого органу.



Рисунок 1.1 - Схема роторного траншейного екскаватора

Рама має дві похилі напрямні 14, за якими за допомогою пари гідроциліндрів 3 і двох пластинчастих ланцюгів 4 гідравлічного підйомного механізму переміщаються повзуни 15 переднього кінця рами 8 робочого органу при переведенні його з транспортного положення в робоче і навпаки. Підйом-опускання задньої частини робочого органу здійснюються парою гідроциліндрів 5, штоки яких шарнірно прикріплені до верхньої частини стійок 16, пов'язаних з заднім кінцем рами 8 ланцюгами 6. При копанні траншеї задня частина робочого органу перебуває в підвішеному стані. Установка відкидної частини стрічкового конвеєра в похиле робоче положення і опускання її при транспортуванні машини виконуються гідроциліндром 19 через поліспаст 17 з траверсою 18. Зміною кута нахилу відкидної частини конвеєра досягається різна дальність відкидання грунту в сторону від траншеї.

Привід ходового пристрою екскаватора при русі на робочих швидкостях здійснюється від гідромеханічного ходозменшувача, що включає насос 8 змінної продуктивності, гідромотор 12 і понижуючий редуктор. Гідрооб'ємний привід ходозменшувача виконаний за схемою гідронасос - гідромотор. Обертання від гідромотора через знижувальні передачі роздавального редуктора 7 передається спочатку на середній, а потім на нижній вали, коробки передач 2 тягача, далі через конічну передачу 20, бортові фрикціони 3 і бортові редуктори 4 на провідні зірочки 21 гусеничного рушія.

Швидкість робочого ходу в діапазоні 10... 300 м / год регулюється зміною продуктивності насоса.

Роторне колесо може обертатися з двома швидкостями вперед і з однією швидкістю назад. Знижена частота обертання ротора необхідна при розробці талих грунтів з великими кам'янистими включеннями і мерзлих грунтів.

По ходовому обладнанню роторні траншейні екскаватори діляться на пневмоколісні, гусеничні та колісно-гусеничні. Більш поширені гусеничні машини, що володіють кращою прохідністю.

За способом з'єднання робочого органу з тягачем ці машини підрозділяють на навісні та напівпричіпні. Останні мають додатковий пневмоколісний візок, що дозволяє знизити навантаження на тягач від робочого органу.

Для риття вузьких траншей і прорізання щілин в мерзлих грунтах замість ковшового ротора застосовують фрезерний. Для риття траншей і каналів з укосами екскаватор оснащують додатковими шнеками-фрезами і профілюючими ножами. Для цих же цілей застосовують екскаватори з двома похилими роторами переважно фрезерного типу.

Конструктивним різновидом роторних траншейних екскаваторів є машини з переставним ротором. Можливість перестановки ротора дозволяє копати траншеї біля стін будівель, парканів, стовпів і в інших обмежених умовах.



Рисунок 1.2 - Схема роторного колеса

Роторний траншейний екскаватор складається з робочого органу, візка, відвального конвеєра, або метальника, двигуна, механізмів управління, передавальних і підйомних механізмів, платформи і підтримуючих металоконструкцій.

Ківші 5 робочого органу приєднані до колеса 9, яке розташоване у середині рами 13. Обертальний рух колесу надається за допомогою внутрішнього зубчастого вінця 12 і шестерні 11. Для фіксації вертикального положення ківшевого колеса служать ролики 10. В середині ківшевого колеса, під прямим кутом до площини його обертання, знаходиться відвальний конвеєр, або метальник, 4, що спирається на раму. На відвальний конвеєр грунт потрапляє під дією сили тяжіння.

Рама ківшевого колеса заднім по ходу екскаватора кінцем за допомогою коліс 7 і піднімального гідроциліндра 6 спирається на дно траншеї. Передній кінець рами з'єднаний з гідроциліндром 2 підйомного механізму. До рами ківшевого колеса прикріплений зачистний башмак 8. Ковші застосовують, як правило, саморозвантажувальні. Болтами через вушка в бокових стінках вони жорстко прикріплюються до колеса.

Конструкції корпусу і козирка ковша роторного екскаватора аналогічні конструкціям ланцюгового багатоковшового траншеєкопача. Випуклий обрис корпусу сприяє кращому заповненню і випорожненню ковша і, крім того, підвищує стійкість ротора у вибої.

Заміна великої кількості зубів на роторі після їх зносу вимагає значних витрат часу. Тому конструкцією зубів повинна передбачатися можливо мала трудомісткість їх встановлення чи зняття. Для скорочення витрат часу на ці операції доцільно застосовувати двосторонні зуби. Для риття вузьких щілин зуби кріпляться безпосередньо до дискового ротору - фрез.

а - кріплення ковша на обечайке; б - ріжуча частина; 1 - зуб; 2 - козирок;

2- обичайка; 4 - ланцюгове днище; 5 - кишеня кріплення зуба; 6 - зуб-уширювач

Рисунок 1.3 - Ківш роторного траншейного екскаватора

Ширину траншеї можна змінювати при зміні ротора або установці зубів-уширювач.

Колесо ротора складається з двох кілець, з'єднаних ківшами і утворюють з ними жорстку конструкцію. На торцях кілець закріплений зубчастий вінець для передачі ротору обертання. При дворядному розташуванні ковшів між двома кільцями, несучі зубчасті вінці, встановлюється третє кільце. Внутрішня поверхня зубчастого вінця зазвичай є також біговою доріжкою для підтримуючих і напрямних роликів.

Ротор для риття вузьких траншей або прорізання щілин являє собою зварний диск коробчатого перетину з зуботримачами. Завдяки послідовному бічному зсуву зуботримача і зубів забезпечується риття траншеї розрахованої ширини. Зубчасті вінці ротора встановлюються на обох його торцях. Для очищення ротора від грунту і переміщення грунту на берми траншеї служать спеціальні очищувачі та отвалообразователи.

Рама ротора - просторова металева конструкція для утримання ротора в необхідному робочому або транспортному положенні. Вона служить також опорою для відвального конвеєра, механізму привода ротора та електродвигуна цього механізму у багатодвигунових машин.

Переднім по ходу екскаватора кінцем рама ротора з'єднується з підйомним механізмом. Задній кінець рами підтримується колісної опорою, перекочується по дну траншеї, або підвіскою (в екскаваторах з навісним ротором).

Механізми підйому мають в більшості випадків гідравлічний привід. За конструктивним виконанням розрізняють гідравлічні, гідроканатні і гідроланцюгові різновиди механізмів. У гідроканатних і гідроланцюгових механізмах ротор опускається і піднімається гідравлічними циліндрами, включеними в систему поліспастів.

Грунт може переміщатися по обидві сторони від екскаватора, якщо передбачена можливість перестановки конвеєра і зміни напрямку руху його стрічки. Конвеєр переставляється звичайно вручну за допомогою рейок або цевочного зачеплення, у великих екскаваторах - гідроциліндром або спеціальним механічним приводом, керованим з пульта машиніста.



а - з підвіскою заднього кінця рами; б - з роздільним підйомом переднього і заднього кінців рами ротора; 1 - рама ротора; 2, 4 - зірочки; 3 - ланцюг; 5 - гідроциліндр

Малюнок 1.4 - Схеми механізму підйому ротора

Деякі моделі екскаватора обладнані складними конвеєрами, а найбільші - двома конвеєрами, що дозволяє видавати грунт одночасно по обидві сторони від траншеї.

У екскаваторах з механічною трансмісією конвеєри мають зазвичай привід на обидва кінцевих барабана з натяжним пристроєм.

Стрічки конвеєрів забезпечені бортами. Для запобігання з'їзду з барабана стрічки встановлюються з напрямним ребром.

Поздовжній профіль конвеєрів може бути прямолінійним, дугоподібним і ламаним (V-образним). Найбільш поширені дугоподібні конвеєри в яких завдяки дії відцентрових сил грунт притискається до стрічки і швидко набуває її швидкість.

Для додання криволінійного профілю в напрямку поздовжньої осі конвеєра стрічку притискають зверху до кінцевих барабанів і проміжним роликовим опорам гумотканинними пасками, які одночасно служать елементами направляючих бортів для грунта.

Ходове обладнання більшості моделей роторних траншейних екскаваторів гусеничне. Більш раціональний передній привід гусениць: двигун і трансмісія, візки розташовуються попереду, а вільне місце ззаду тягача дозволяє наблизити робочий орган до центру тяжіння всієї машини. Рама екскаватора спирається на гусеничний візок в трьох точках: на дві точки ззаду і одну (балансир) - спереду.

Зачисний башмак служить для вирівнювання дна траншеї. Він поміщається на кінці похилої або криволінійної балки, що знаходиться у вертикальній осьовій площині переміщення екскаватора і прикріпленою до задньої по ходу екскаватора частині рами ротора і задній опорі. Грунт, перенесений ротором через його верхню частину, підгрібається зачисним черевиком під ротор.

Перші дослідні роторні траншейні екскаватори в СРСР типу КГ-65 були створені Дмитровським екскаваторним заводом незадовго до початку війни. У 1950-х були замінені моделлю ЕТР-152, а потім (з 1957 року) швидкохідною траншейною машиною БТМ. Московський експериментально-механічний завод з 1950-х років почав виробництво роторних траншейних екскаваторів для прокладки газопроводів. Першою випущеною став ЕР-2 на базі значно доопрацьованого трактора С-80; екскаватор оснащувався ротором з 14-а ковшами і рив траншею глибиною 1,7 метрів і шириною 0,85 метрів. У 1960-х роках виробництво роторних траншейних екскаваторів освоєно Брянським заводом іригаційних машин, Брянським заводом дорожніх машин (який став основним виробником екскаваторів цього типу) і Брянським заводом дорожніх машин. У ті ж роки Мозирський завод меліоративних машин освоїв виробництво роторних екскаваторів і екскаваторів - каналокопачів. Для інженерних військ був побудований ряд машин, призначених для риття траншей і котлованів і представляють собою роторний траншейний екскаватор. Деякі з цих машин мають ряд особливостей.



Рисунок 1.5 - Швидкохідна Траншейна Машина БТМ-3

Машина типу БТМ (Швидкохідна Траншейна Машина) є роторним траншейним екскаватором на базі важкого артилерійського тягача АТ-Т, що випускався з 1957 року Дмитровським екскаваторним заводом. Серійно випускалися модифікації БТМ-3, БТМ-4М і модель для цивільних потреб БТМ-ТМГ.

Машини типу ТМК (Траншейна Машина Колісна) являють собою роторний траншейний екскаватор на базі пневмоколісного тягача КЗКТ-538, що випускалися Дмитровським екскаваторним заводом з 1975 року. Згодом вироблялися їх модернізовані версії ТМК-2 на базі пневмоколісного тягача КЗКТ-538ДК.

Котлованні машини типу МДК (Машина Дорожня Котлованна) і її модифікаціі МДК-2, МДК-3 являють собою роторний екскаватор поперечної дії з фрезерним робочим ротором. Бічна поверхня ротора являє собою фрезу, вісь ротора перпендикулярна осі риття траншеї. При русі машини ротор розробляє грунт по всьому своєму діаметру, грунт витягується з траншеї і за допомогою лопаток, розміщених на роторі, викидається по одну сторону від траншеї у відвал на відстань до 10 метрів, утворюючи бруствер. Глибина і ширина риття траншеї становить 3,5 метра.

У повний профіль траншея риється за кілька проходів. Екскаватор МДК є навісним обладнанням до тягача АТ-Т, екскаватор МДК-3 - до тягача МТ-Т.

Роторні траншеєкопачі Тесмек Bucket Wheel (BW) є найбільш продуктивними машинами для риття траншеї в сипучих грунтах, м'яких і злегка скелястих грунтах для подальшої прокладки в неї трубопровідної мережі.

Вони можуть бути оснащені конічними або пелюстковими зубами щоб забезпечити максимальну продуктивність. Прекрасно підходять для робіт у вічній мерзлоті.

Рисунок 1.6 - Траншеєкопач 775DT BW

Модель 775DT BW в роторному виконанні - це «легка» ківшева землерийна машина, що забезпечує дуже велику продуктивність як в погонних так і в кубічних метрах. Машина оснащена системою управління TrenchTronic 3.0 і спеціально розроблена для роботи в м'яких грунтах. Машина моделі 775DT BW легко транспортується завдяки її компактним розмірам і вазі.



Рисунок 1.7 - Траншеєкопач 1075 BW

Модель одна тисяча сімдесят п'ять BW була розроблена в якості високопродуктивного траншеєкопача для робіт з прокладання трубопроводів і комунікацій загального користування в м'якому і напівтвердих грунтах. Залежно від стану грунту ківші можуть бути оснащені конічними або лопатоподібними землерийними зубами для забезпечення максимальної продуктивності.

Рисунок 1.8 - Траншеєкопач 1175XDX

Відноситься до класу «60 метричних тонн» траншеєкопач з ківшевим землерийних ротором, призначений для копання м'якого і напівтвердого грунту під трубопроводи середнього та великого діаметру та інженерні комунікації загального користування. Модель 1175XDX являє собою високопродуктивну машину, яка може бути оснащена конічними або лопатоподібними землерийними зубами для забезпечення максимальної продуктивності при різних грунтових умовах.

Рисунок 1.9 - Відноситься до класу «70 метричних тонн» траншеєкопач «1075» з ротором був задуманий як високопродуктивна машина для робіт з прокладання трубопроводів великого діаметру та інженерних комунікацій загального користування в м'якому і напівтвердих грунтах. Ця модель може рити траншеї глибиною до 290 см і шириною до 168 см. Її ковші можуть бути оснащені конічними або лопатообразними землерийними зубами для забезпечення максимальної продуктивності в залежності від конкретних ґрунтових умов.



1.3 Опис пристрою екскаватора ЕТР-162

Рисунок 1.10 - Роторний траншейний екскаватор ЭТР-162

Траншейний роторний екскаватор ЕТР-162 призначений для риття траншей прямокутного перерізу під трубопроводи, кабелі та ін. В грунтах 1... 4 категорій, а також в мерзлих грунтах з глибиною промерзання до 0,7 м. Екскаватор являє собою самохідну напівпричіпну землерийну машину безперервної дії на гусеничному ходу. В якості базової машини використовується трактор ДТ-75. Робочий орган екскаватора, ротор, обладнаний ківшами з симетрично розташованими ріжучими зубами. При обертанні ротора розроблений ківшами грунт піднімається вгору, висипається на транспортер, який переміщує його в сторону від траншеї. Транспортер встановлений на основній рамі у внутрішній порожнині ротора. Транспортер стрічковий, криволінійний, реверсивний, його ведучі барабани забезпечені гумовими бандажами для кращого зчеплення з транспортерною стрічкою. Ротор і транспортер приводяться в дію від редуктора приводу ротора. Передня частина основної рами робочого органу за допомогою гідравлічного підйомного механізму, встановленого на тракторі, піднімається і опускається по вертикальних напрямних, тим самим забезпечується заглиблення ротора в траншею, або вихід з неї. Задня частина рами робочого органу спирається на поворотне пневматичне колесо. Між ротором і опорним колесом встановлено зачисний пристрій для зачистки дна траншей. З метою вирівнювання тиску на грунт уздовж опорної поверхні гусениць екскаватора, в передній частині його встановлена противага. У процесі роботи ротор обертається в трьох роликоопорах, змонтованих на трикутній рамі, встановленій на основній рамі робочого органу. Привід ротора і транспортера механічний, від валу відбору потужності трактора.

Таблиця 1.1 - Технічна характеристика ЭТР-162

Параметр	Значення
Розміри траншеї, м: глибина ширина	1,6 0,6
Базова машина	трактор ДТ-75
Швидкість пересування: робоча, м/г транспортна, км/г	0…312 5,19…5,79
Габарити екскаватора, мм: довжина ширина висота	8830 3050 3000
Маса, т	16

1 - основна рама; 2 - трикутна рама; 3 - поворотне пневматичне колесо; 4 - зачисні пристрій; 5 - роликоопора; 6 - зуби ковша; 7 - ківш; 8 - ротор; 9 - стрічковий транспортер; 10 - подвійна ланцюгова передача; 11 - вертикальні надсилаються; 12 - гідравлічний подьемная механізм; 13 - тягач - трактор ДТ - 75; 14 - противага

Малюнок 1.11 - Схема ЕТР - 162

Таблиця 1.2 - Технічні характеристики трактора ДТ-75

Параметр	Значення
Маса конструктивна,кг	6440
Колія, мм	1330
База, мм	2772
Марка силового агрегата	СМД-22 з турбокомпресором ТКР8,5
Потужність двигуна, кВт	103



2. Розрахунок роторного колеса

2.1 Опис роторного колеса

Ротор, обладнаний двома дисками, рейками і ківшами, при обертанні спирається на три пари роликів, встановлених на рамі робочого органу. Ротор діаметром 2,9 м приводиться в обертання від двигуна трактора через ВОМ і редуктор приводу ротора з муфтою граничного моменту.

1 - кільце ротора; 2 - ківш; 3 - зуби; 4 - опорні ролики; 5 - рама ротора

Рисунок 2.1 - Роторне колесо екскаватора ЕТР-162

У середині ротора розташований поперечний транспортер з приводом від редуктора через ланцюг. Передня частина рами робочого органу шарнірно пов'язана з повзунами підйомного механізму, встановленого на верхньому поясі основної рами, що спирається на трактор.

Екскаватор найефективніше працює як в талих, так і мерзлих грунтах за рахунок оснащення ротора зубами, розставленими за спеціальною схемою і мають пластини з твердого сплаву. Така схема розстановки дозволяє ліквідувати нерівномірність навантаження на ротор і тим самим підвищити його довговічність.

Підіймається і опускається робочий орган гідроциліндром, підключеним до гідросистеми базового трактора. Задня частина ротора спирається на опорне пневмоколесо. Між ротором і колесом встановлений башмак, призначений для зачистки дна і стінок траншеї.

Грунт може відвалюватися на будь-яку сторону траншеї.

2.2 Розрахунок параметрів роторного колеса

Діаметр ротора по ріжучим кромкам ковшів , м,

, (2.1)

де -- найбільша глибина траншеї, м [Завдання].

.

Приймаємо .

Рекомендована частота обертання ротора з гравітаційним навантаженням , об/хв,

, (2.2)

.

Приймаємо .

Кількість ківшів на роторі рекомендуєтся приймати = 8... 12[1].

Приймаємо =8

Кількість розвантажень ківшів , 1/хв,

, (2.3)

.

Місткість ківша , л,

, (2.4)

де -- технічна продуктивність екскаватора, м3/г [Завдання].

.

Слід мати на увазі, що приблизно 40... 50% обсягу ківша становить підківшева порожнина, обмежена внутрішнім діаметром ротора і його бічними кільцевими поверхнями.

Крок ківшів, Т, м,

, (2.5)

.

Розміри ківша знаходять за допомогою наступних виразів:

довжина , м,

, (2.6)



.

ширина , м,

, (2.7)

де - ширина траншеї, м [Завдання].

.

висота , м,

, (2.8)

.

Маса ротора з ківшами , т,

, (2.9)

де К --питомий опір копанню, МПа.

, (2.10)

де , - экспериментальні величини, які визначаються по таблиці, [1];

- товщина зрізаючої стружки, м.

, (2.11)



де - робоча швидкість руху екскаватора, м/г.

, (2.12)

де - технічна продуктивність екскаватора, .

, (2.13)

де , - коефіцієнти наповнення ківша і розрихлювання грунту, які залежать від категорії розроблюємого грунту, [1].

,

Рабоча швидкість руху екскаватора по формулі (2.12)

,

Товщина зрізаємої стружки по формулі (2.11)

,

Питомий опір копанню за формулою (2.10)

,

Маса ротора з ківшами по формулі (2.9)

.

Потужність привода ротора , кВт,



, (2.14)

де - питомий опір копанню, яке залежить від категорії розроблюємого грунту, [1].

.

Передавальне відношення механізму, ,

, (2.15)

де - частота обертання валу відбору потужності, [2].

.

2.3 Розрахунок на міцність ротора

Навантаження на ротор визначаються для положення, коли ротор виглубляется, причому навантаження до ковшів прикладені так, що рівнодіюча дотичних складових проходить через вісь повороту переднього шарніра кріплення ротора до тягача. Це рівнозначно допущенню, що всі дотичне зусилля докладено до одного ковшу і має зазначений напрямок.



Рисунок 2.2 - Схема сил, які діють на ротор

Дотичне зусилля , Н,

, (2.16)

де - максимальний крутний момент на роторі, [2].

.

Нормальне зусилля , Н встановлюють з умови рівноваги відносно точки О,

(2.17)

де [2];

[2].

Навантаження на опорні катки визначають з рівнянь моментів сил відносно центрів катків і з урахуванням дії сил , зусилля у зачепленні вінця ротора . Так,

, (2.18)

де - зусилля у зачепленні вінця ротора, [2]

- плечі сил , , , , . , , [1].

.

(2.19)

где - плечі сил , , , [1].

.

Розрахунок на міцність ротора, що являє собою статично невизначену систему з несиметричним прикладанням сил, проводиться наближеним методом за наступною схемою

Розраховуєма ділянка кільця ротора між опорними катками 1 і 2 розглядається як балка, затиснена на двох опорах. Вплив відкинутої частини ротора враховується коефіцієнтом, що дорівнює 0,7... 0,8. Реактивні моменти в закладанні розрахункової ділянки ротора визначається на підставі принципу незалежності дії сил для кожного з діючих зусиль.



Рисунок 2.3 - Розрахункова схема ротора

Для опори 2 реактивний момент ,Нм від дії сили ,

, (2.20)

Реактивний момент ,Нм від дії сили ,

, (2.21)

Реактивний момент , Нм від дії сили ,

(2.22)

де -- радіус нейтральної лінії розрізу ротора, [1];

, , , , , , [1].

,

.

Розрахунок на міцність піддається і розріз I--I. В цьому розрізі згинаючий момент , Нм,

, (2.23)

.

Напруга , МПа,

, (2.24)

де -момент опору перерізу, ;

Момент опору перерізу , .

, (2.25)

де - момент опору перерізу відносно вісі х;

- момент опору перерізу відносно вісі у.



Рисунок 2.4 - Переріз І-І

Момент опору перерізу відносно вісі х ,

, (2.26)

де - ширина перерізу, [2];

- висота перерізу, [2].

.

Момент опору перерізу відносно вісі у ,

, (2.27)

.

Момент опору перерізу по формулі (2.25)

.

Умови міцності по формулі (2.24)

.

Умова міцності виконується.



3. Розрахунок гідроциліндрів механізму підйому стріли ротора

Діаметр поршня гідроциліндра визначаємо по формулі D, мм

, (3.1)

де номінальний тиск в гідросистемі, [Завдання];

механічний ККД гідроциліндра, [4]

.

Приймаємо [4].

Діаметр штока , м,

, (3.2)

.

Приймаємо [4].

Об'єм рідини, ,

(3.3)

де - швидкість переміщення штока, м/с [Завдання].

Для забезпечення функціонування гідроциліндрів з заданими параметрами, необхідно, щоб обсяг рідини витрачуваний гідроциліндрами дорівнював подачі насоса



(3.4)

де число одночасно працюючих гідроциліндрів, [2].

_.

, ,

(3.5)

.

На основі розрахункового обсягу робочої камери насоса вибираємо шестерневий насос типу НШ 100 А3 з об'ємом робочої камери 100 см3 / об, номінальний тиск 16 МПа, частота обертів: максимальна - 2400 об / хв, мінімальна 500 об / хв [5].



4. Тяговий розрахунок

Щоб забезпечити рух машини необхідно виконати умову:

(4.1)

де T загальне тягове зусилля, Н;

W опір руху машини, Н.

Рисунок 4.1 - Схема опорів діючих на екскаватор

Опір руху машини W, H,

, (4.2)

де - внутрішні опори гусеничного ходу, Н;

опір руху екскаватора, Н;

W₃ опір від різання ротором грунту, Н.

Внутрішні опори гусеничного ходу, Н,

, (4.3)



де - маса екскаватора, [Завдання];

- прискорення вільного падіння, .

.

Опір руху екскаватора, Н,

, (4.4)

де - коефіцієнт опору руху, [3]

.

Опір від різання ротором грунту W_3., Н,

, (4.5)

де - потужність привода ротора, [Підрозділ 2.2];

- кут нахилу зуба до горизонту, [2];

- швидкість обертання ротора, [2].

.

Опір руху машини за формулою (4.2)

.

Визначаємо загальне тягове зусилля екскаватора , Н,

, (4.6)

де - коефіцієнт опору коченню, [1];

- к.к.д. привода, [1].

.

131400 Н>48710 Н.

Рух машини забезпечується.



Висновки

земляний екскаватор гідроциліндр ротор

Була вивчена технологія роботи одноківшевих екскаваторів, їх класифікація і конструкція. Зокрема були вивчені роторні траншейні екскаватори. Екскаватор ЕТР-162 був вивчений більш докладно. Був проведений розрахунок параметрів роторного колеса. Потужність приводу ротора склала 30 кВт, передавальне відношення механізму 67. Зробили розрахунок на міцність ротора. Зусилля, що виникають в перетині рівні 140 МПа, що є менше від допускаємих - умова міцності виконується. Підібрали гідроциліндри та гідронасос на механізм підйому ротора. Діаметр поршня гідроциліндра взяли 140 мм. На основі розрахункового обсягу робочої камери насоса вибираємо шестеренчастий насос типу НШ 100 А3 з об'ємом робочої камери 100 см3 / об, номінальний тиск 16 МПа, частота обертів: максимальна - 2400 об / хв, мінімальна 500 об / хв. Виконали тяговий розрахунок машини. Отримали опір руху машини 48710 Н, тягове зусилля 131400 Н - рух машини забезпечується.



Список використаних джерел

1. Холодов, А. М. Проектування машин для земляних робіт [Текст]: навч. / А. М. Холодов - Х.: Вища. школа, 1986. - 272 с.

2. Екскаватори багатоківшеві [Електронний ресурс]: довідник. - Режим доступу: (Дата звернення: 09.12.2015).

3. Косенко, Б. Ф. Трактори [Текст]: довідник. / Б. М. Косенко, Б. П. Тюркін. - М.: Транспорт, 1968 г. - 425 с.

4. Соломонов, С. А. Колійні машини [Текст]: навч. / С. А. Соломонов, М. В. Попович, Б. Н. Стефанов. - М.: Транспорт, 1985. - 375 с.

5. Гідравлічні насоси [Електронний ресурс]: довідник. (Дата звернення: 22.09.2015).

Размещено на Allbest.ru

...