ЭО

Федеральное агентство по образованию Томский государственный архитектурно-строительный университет

МАШИНЫ ДЛЯ ЗЕМЛЯНЫХ РАБОТ

ЭКСКАВАТОР ОДНОКОВШОВЫЙ ГИДРАВЛИЧЕСКИЙ. ОБРАТНАЯ ЛОПАТА

Методические указания к курсовому и дипломному проектированию

Составители Г.И.Митерев, В.А.Слепченко

Томск-2006

ОБЩИЕ УКАЗАНИЯ

С целью углубления и закрепления знаний по дисциплине "Машины для земляных работ" студентам предлагается в качестве одной из тематик курсового проектирования разработка эскизного учебного проекта наиболее распространенной землеройной машины - одноковшового гидравлического экскаватора с рабочим оборудованием обратная лопата.

Задание на курсовой проект согласно методическим указаниям 13 последние цифры "1", "3", "5" в шифре студента заочного факультета или в порядковом списке студентов дневного отделения определяет вид проектируемой машины - одноковшовый экскаватор гидравлический - обратная лопата (ОЭГ). Задания на разработкуОЭГ по вариантам, номера которых определяются руководителем проекта, представлены в таблице 1. Первая цифра номера задания означает номер группы, а две последующие - порядковый номер студента в списке группы.

Всоответствии с заданием следует осуществить компоновку машины в целом и разработать отдельные ее сборочные единицы на основе результатов общего расчета, включающего: выбор и обоснование основных параметров экскаватора; расчет нагрузок на рабочее оборудование; расчет параметров механизма поворота; расчет параметров механизма передвижения; статический расчет экскаватора; расчет производительности экскаватора.

Вкачестве примера оформления текстовых документов машиностроительных проектов данные методические указания оформлены в соответствии со стандартом ГОСТ 2.105-95 (ЕСКД). Общие требования к текстовым документам.

4

1 ТЕХНИЧЕСКАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА, УСТРОЙСТВО, НАЗНАЧЕНИЕ И РАБОТА ЭКСКАВАТОРА

1.1Техническая характеристика. Под этим названием даются численные значения основных параметров машины, полученные в результате проектирования.

1.2Устройство машины. В этом параграфе излагается очень кратко описание машины по изображению ее на рисунке, выполненном на отдельном листе формата А4.

1.3Назначение машины. Приводятся сведения о видах земляных работ, выполняемых данной машиной.

1.4Работа машины. Кратко описываются основные операции технологического цикла с указанием как осуществляется изменение положений того или иного элемента рабочего оборудования.

2 ВЫБОР И ОБОСНОВАНИЕ ОСНОВНЫХ ПАРАМЕТРОВ ЭКСКАВАТОРОВ

Выбор и расчет параметров проводятся на основе следующих исходных данных:

Тип рабочего оборудования - обратная лопата; Категории разрабатываемых грунтов; Вместимость ковша, q, м3;

Производительность эксплуатационная, Пэ, м3/смену (включается если не задана величина q);

Наибольшая глубина копания, Hк, м;

Удельное сопротивление грунта копанию Ку, МПа; Тип ходового оборудования.

5

Продолжение таблицы 1

* Ходовое оборудование: Г - гусеничное; ГУ - гусеничное уширенное; П – пневмоколесное; ** Рабочее оборудование: Стрела: I - моноблочная, 2 - составная; Рукоять: 3 - нормальная; 4 – удлиненная;

***ОВ - общий вид машины в двух проекциях; 5 - ковш

7

2.1 Определение массы и размеров базовой части экскаватора

2.1.1 Масса экскаватора и вместимость ковша

Масса экскаватора эксплуатационная (главный параметр машины) mэ, т, связана с геометрической вместимостью ковша q, м3, через удельную массу Km, т/м3, следующей зависимостью [14]

Удельная масса может быть принята из справочных данных [14] или найдена по массе mэа и вместимости ковша qa экскаватора аналога (ближайшего по значению q с аналогичным рабочим оборудованием) из формулы

Если в задании величина q не указана, а приведена сменная эксплуатационная производительность Пэ, м3/см, то следует вычислить ориентировочную вместимость ковша по формуле

где tц - продолжительность цикла, с; принимается для строительных экскаваторов с Пэ ≤ 1500 м3/см; tц= 16...20 с; tсм - продолжительность смены, ч; Крых и Кн - коэффициенты разрыхления грунта и наполнения ковша (таблица 2); Kв - коэффициент использования машины во времени; принима-

ется Kв = 0,8 ...0,85.

8

Массу рабочего оборудования экскаватора и составляющих его элементов определим по эмпирическим зависимостям [3]:

Масса рабочего оборудования mро 0,28mЭ ;

Масса ковша

mк 0,21mро ;

Масса стрелы

mс 0,5mро ;

Масса рукояти

mр 0,29mро .

Таблица 2 - Значения удельного сопротивления грунта копанию Кк, коэффициентов разрыхления грунта Крых и наполнения ковша грунтом КH [3]

9

При известной величине q массу экскаватора mэ, можно также вычислить из условия обеспечения запаса по сцеплению ходового устройства с грунтом при копании последнего поворотом ковша на уровне стоянки машины. Стружка срезаемого грунта максимальной толщины h, касательная составляющая силы копания Р01 горизонтальна.

В таком случае

ma P01maxg ,

где = 0,7 - коэффициент сцепления ходового устройства с грунтом; g = 9,81 м/с2.

Максимальное сопротивление грунта копанию можно найти [5] при hmax из

P01max KкRкbк 1 cos 0 ,

где KК - удельное сопротивление грунта копанию, принимается для наибольшей категории грунта в задании (таблица

кромкой зуба ковша, м; bг 1,5 3q 0,26 - ширина по внутренним стенкам ковша, м; = 55° - угол поворота ковша.

2.1.2 Основные размеры базовой части экскаватора

Размеры базовой части экскаватора определяются для основного вида рабочего оборудования. У гидравлического экскаватора таковым является обратная лопата.

10