Министерство образования и науки Российской Федерации
Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение
высшего профессионального образования
«Томский государственный архитектурно-строительный университет»
Расчет рабочего оборудования
Пневмоколесных фронтальных
Погрузчиков
Методические указания к курсовому
проектированию
Составитель В.В. Домбровский
Томск 2015
Расчет рабочего оборудования пневмоколесных фронтальных погрузчиков: методические указания/Сост. В.В. Домбровский. - Томск: Изд-во Том. гос. архит.-строит. ун-та, 2015.- 43 с.
Рецензент к.т.н. В.А. Слепченко
Редактор к.т.н. Гончаров Н.В.
Методические указания к выполнению курсового проекта для студентов специальностей 17.09.00 Подъёмно-транспортные, строительные и дорожные машины и оборудование ..
Печатается по решению методического семинара кафедры «Строительные и дорожные машины» № 3 от 12.11.14 г.
с 01.09.2015
до 01.09.2025
Оригинал-макет подготовлен автором
Подписано в печать 01.06.2014.
Формат 60×90/16. Бумага офсет. Гарнитура Таймс.
Уч.-изд. л. 2.10 . Тираж 22 экз. Заказ №
Изд-во ТГАСУ, 634003, г. Томск, пл. Соляная, 2.
Отпечатано с оригинал-макета в ООП ТГАСУ.
634003, Г. Томск, ул. Партизанская, 15. Введение
В указаниях излагается методика расчета и проектирования рабочего оборудования пневмоколесных фронтальных погрузчиков. Даются указания по конструированию, расчету рычажных механизмов, выбору расчетных положений и определению нагрузок на гидроцилиндры системы управления рабочим оборудованием.
В результате выполнения курсовой работы студент должен:
Знать:
– основные системы и методы проектирования и управления технологическими процессами;
– основные законы механики твердых тел;
Уметь:
– производить расчеты технологических процессов и аппаратов;
Владеть:
– навыками работы со справочной и нормативной литературой;
Задание на расчет рабочего оборудования фронтальных погрузчиков должно дать студентам навыки самостоятельно определять основные параметры и рассчитывать рабочее оборудование.
Курсовая работа состоит из пояснительной записки объёмом 30…40 с формата А4 и графической части, выполняемой на двух листах формата А3.
Пояснительная записка должна содержать обзор конструкций рабочего оборудования фронтальных погрузчиков, анализ конструкций рычажных механизмов управления ковшом, описание разрабатываемой конструкции. Должны быть приведены исходные данные, необходимые расчеты для определения параметров рабочего оборудования, расчеты на прочность элементов рычажного механизма. Расчеты должны быть иллюстрированы схемами и эскизами.
Графическая часть должна содержать сборочный чертеж ковша погрузчика и сборочный чертеж рычажной системы управления ковшом.
Номер варианта задания студент выбирает в соответствии с порядковым номером в групповом журнале (для студентов очной формы обучения) или по последним цифрам шифра (для студентов заочной формы обучения).
1 Назначение и классификация
Одноковшовые погрузчики с комплектом сменного рабочего оборудования предназначены для разработки сыпучих материалов в карьерах с погрузкой в транспортные средства, погрузки штабелированных сыпучих и мелкокусковых строительных материалов в транспорт, бункерные устройства и др., разработки взорванных скальных материалов с погрузкой в транспорт из штабеля, послойной разработки грунтов с погрузкой в транспорт или транспортировкой на небольшие расстояния и разгрузкой в отвал, выполнения зачистных и планировочных работ, погрузки лесоматериалов с помощью челюстного захвата, погрузки и разгрузки тарных и штучных грузов.
Сменное рабочее оборудование: основной и двухчелюстной ковш, увеличенный ковш для легких материалов, уменьшенный ковш для тяжелых материалов, скальный ковш, ковш с увеличенной высотой разгрузки, ковш с боковой разгрузкой, челюстной захват, грузоподъемный крюк, грузовые вилы, поворотный и неповоротный, бульдозерные отвалы, корчеватель-собиратель и др. Погрузчики могут оборудоваться дополнительным навесным оборудованием, монтируемым сзади или сбоку базовой машины: рыхлительным, экскавационным, трубоукладочным.
Все погрузчики классифицируются по следующим признакам (Рис. 1).
По грузоподъемности погрузчики подразделяются на малогабаритные (менее 0,5 т), легкие (0,6…2,0 т), средние (2,1…4,0 т), тяжелые (4,1…10 т), большегрузные (св. 10 т).
По типу ходовой части погрузчики подразделяются на гусеничные и колесные. Полугусеничная ходовая часть для погрузчиков применяется редко. Гусеничные погрузчики имеют жесткую, полужесткую и эластичную подвеску ходовой части. При жесткой ходовой части тележки гусениц жестко связаны между собой и с основной рамой трактора, а портал погрузчика опирается на рамы гусеничных тележек. Полужесткая ходовая часть обеспечивает вертикальные перемещения гусеничных тележек. Портал погрузчика в этом случае устанавливают на раме трактора. При эластичной подвеске гусениц используют опорные направляющие колеса и балансирные каретки опорных катков. Портал погрузчика закрепляют на раме трактора.
Колесную ходовую часть выполняют по схемам 2х4 и 4х4 с трехточечной системой подвески. Наиболее распространены машины со всеми ведущими колесами. К основным преимуществам колесной ходовой части относится возможность реализации высоких скоростей и транспортабельность.
По типу базовой машины различают погрузчики на специальных шасси и тягачах, погрузочных модификациях промышленных тракторов, промышленных модификациях тракторов общего назначения. Специальные шасси и тягачи имеют наиболее рациональную компоновку узлов и агрегатов, их создают для работы с погрузочным оборудованием. Погрузочные модификации создают на базе промышленных тракторов в соответствии с требованиями установки оборудования и работы с ним. Промышленные модификации тракторов общего назначения используют в качестве базовых машин для нескольких видов дорожно-строительного оборудования (бульдозерного, погрузочного, скреперного и др.). Требования погрузочного оборудования учитывают не полностью.
По расположению рабочего органа различают погрузчики с передним и задним размещением погрузочного оборудования.
Погрузочное оборудование может быть полуповоротным, комбинированным, перекидным и фронтальным. Для полуповоротного оборудования характерна боковая разгрузка ковша по отношению к направлению разработки материала. Комбинированное погрузочное оборудование обеспечивает как переднюю, так и заднюю разгрузку ковша. При перекидном оборудовании материал разгружается назад. Наиболее распространенное фронтальное оборудование обеспечивает разгрузку ковша со стороны разработки материала (возможна и боковая разгрузка при оборудовании машины специальным ковшом).
а
б
в
г
д
а – тип ходовой части; б – тип базовой машины; в – расположение погрузочного оборудования на базовой машине; г – тип погрузочного оборудования; д – тип привода погрузочного оборудования
Рис. 1 – Классификация строительных одноковшовых
погрузчиков
Таблица 1 – Классификация рычажных механизмов погрузочного оборудования
|
Вид погрузочного оборудования |
Система слежения и управления рабочим органом |
Группы механизмов управления рабочим органом | ||||||||
|
Безрычажная |
Рычажная | |||||||||
|
Одноступенчатая |
Многоступенчатая | |||||||||
|
1 |
2 |
3 |
4 |
1 |
2 |
3 |
4 | |||
|
I |
Механическая |
|
|
|
|
- |
|
|
|
- |
|
Гидравлическая |
|
|
- |
- |
- |
- |
- |
- |
| |
|
II |
Механическая |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
Гидравлическая |
|
|
- |
- |
- |
- |
- |
- |
- | |
Привод погрузочного оборудования – гидравлический, реже – электромеханический, канатно – блочный и цепной.
Необходимые движения ковша осуществляют с помощью механизмов управления, которые подразделяют по направлению действия гидроцилиндра поворота ковша на два вида:
– у первых запрокидывание ковша осуществляется поршневой полостью гидроцилиндров ковша,
– у вторых – штоковой полостью.
Различают механические и гидравлические системы сохранения положения ковша в процессе подъема стрелы. В первом случае сохранение уровня ковша достигают кинематически, с помощью рычажного механизма. Гидравлическая система слежения имеет автоматический клапан или устройство, обеспечивающее порционную подачу жидкости в соответствующие полости гидроцилиндров ковша и сохранение его положения в процессе подъема. По характеру воздействия гидроцилиндров на ковш механизмы разделяют на безрычажные и рычажные. В безрычажных механизмах гидроцилиндры управления закреплены на стреле и воздействуют непосредственно на ковш. Во втором случае гидроцилиндры устанавливают на раме машины, и усилия на ковш передаются через рычажный механизм.
Используют одноступенчатые и многоступенчатые рычажные механизмы. Одноступенчатые механизмы имеют в кинематической схеме по одному шарнирно-рычажному четырехзвеннику, установленному между гидроцилиндрами управления и рабочим органом.
В многоступенчатых системах используют несколько передаточных четырехзвенников, преобразующих усилие гидроцилиндров управления.
Наиболее распространенным механизмом управления рабочим органом является одноступенчатый рычажный механизм вида I (таблица 1) с перекрестной системой рычагов и механической системой слежения.