2. Расчет основного ковша

Размеры основного ковша фронтальных погрузчиков вычисляются в зависимости от требуемой его вместимости и ширины (максимального поперечного габарита) базовой машины.

Внутреннюю ширину ковша В₀ принимают на 50…100 мм больше величины следа или ширины базовой машины

мм,

(1)

где - максимальный поперечный габарит базовой машины, мм;

Расчетный радиус поворота ковша–расстояние между осью шарнира крепления к стреле и режущей кромкой (Рис. 2)

м,

(2)

где V_H – номинальная вместимость ковша, м³; В₀ – внутренняя ширина ковша, м; _д – относительная длина днища ковша, _д =1,4…1,5; ₃ – относительная длина задней стенки, ₃ =1,1…1,2; _к – относительная высота козырька, _к =0,12…0,14; _r – относительный радиус сопряжения днища и задней стенки, _r =0,35…0,40; ₁ – угол между плоскостью козырька и продолжением плоскости задней стенки, ₁ = 5…10°; _о – угол между задней стенкой и днищем ковша, _о=48…52°.

Длина днища (расстояние от передней кромки ковша до его пересечения с задней стенкой), , мм.

Длина задней стенки (расстояние от верхнего края задней стенки или основания козырька до пересечения с днищем ковша),

, мм.

Высота козырька l_К = (0,12…0,14) R₀, мм.

Радиус сопряжения r₀ = (0,35…0,40) R₀, мм.

Высота шарнира крепления ковша к стреле

h_ш = (0,06…0,12) R₀ , мм.

угол наклона режущих кромок боковых стенок относительно днища ₀ = 50…60°;

угол заострения режущих кромок ₀ = 30…40°.

₁

90⁰

l_К

l₃

О

r₀

 ₀

_k

₀

R₀

h_Ш

l_д

Рис. 2 – Поперечное сечение ковша

3. Расчет элементов рычажной системы

Размеры элементов рычажной системы рассчитывают в зависимости от вместимости основного ковша и необходимой высоты его разгрузки, а также выбранной точки подвеса корневого шарнира стрелы с учетом компоновки базовой машины.

Высота подвеса корневого шарнира стрелы:

мм,

(3)

где _Нс – относительная высота подвеса шарнира стрелы,

_Нс =1,2…2,0.

Расстояние от точки подвеса корневого шарнира стрелы до наиболее выступающей передней части машины l_в принимают с учетом обеспечения наилучшей видимости при управлении (Рис. 3).

Для колесных погрузчиков принимают l_в = 0,75…0,8 D_K мм,

где D_K – диаметр колеса погрузчика, мм.

Вылет ковша L – расстояние от передних выступающих частей базовой машины до режущей кромки ковша, находящегося на максимальной высоте при наибольшем угле разгрузки:

мм,

(4)

где В_Т – ширина кузова наиболее тяжелого транспортного средства, с которым предназначен работать погрузчик, мм; b – расстояние между погрузчиком и транспортным средством при разгрузке, необходимое по условиям безопасности работы, мм.

Высота разгрузки ковша Н_р – наибольшее расстояние от опорной поверхности до режущей кромки основного ковша при максимальном угле разгрузки и номинальном давлении в шинах. Высоту разгрузки мм, определяют в зависимости от типоразмера машины и транспортных средств

мм,

(5)

где h_T – наибольшая высота бортов транспортных средств, с которыми может работать погрузчик, мм; h_Р – дополнительный зазор, выбираемый с учетом опрокидывания ковша и работы на неподготовленном основании, мм.

Рис. 3 - Схема к определению вылета ковша и длины стрелы

Длина стрелы

, мм.

(6)

Угол наклона радиуса ковша ,

где _R - наибольший угол разгрузки ковша - угол наклона днища ковша к горизонту, _R=50⁰.

Угол поворота стрелы _С обычно составляет 85…90⁰.

Ориентировочно размеры элементов перекрестных рычажных систем составляют (Рис. 4):

Расстояние от корневого шарнира подвески стрелы до шарнира подвески коромысла l_Ш=(0,48…0,5)l_C; Высота установки среднего шарнира коромысла a_K=(0,11...0.12)l_C; Длина верхнего плеча коромысла в_К=(0,22…0,24)l_C; Длина нижнего плеча коромысла с_К=(0,27…0,29)l_C; Расстояние между шарнирами ковша _К=(0,13...0,14)l_C.

Длину тяги определяют графическим построением.

Сектор движения стрелы от нижнего до верхнего положения разбивают на три части:

Положение 1 – стрела в нижнем крайнем положении, ковш лежит на опорной поверхности под рекомендуемым углом запрокидывания ( = 42…46⁰);

Положение 2 – стрела расположена горизонтально, ковш под рекомендуемым углом запрокидывания;

Положение 3 – стрела в верхнем крайнем положении, ковш под наибольшим углом разгрузки _R = 50⁰.

На чертеже, выполненном в масштабе, соединяют одним отрезком точки Д₃ и B₃.

От точки В₃ откладываем отрезок В₃Е₃, равный длине нижнего плеча коромысла с_К. Длина отрезка Е₃Д₃ и есть длина тяги .

Для каждого промежуточного положения стрелы параллельно отрезку A_iD_i откладывают линии A_iD_i, характеризующие поступательное движение запрокинутого ковша в процессе подъема. Затем согласно принятым размерам элементов рычажного механизма определяют положения точек C_i в верхней части коромысла.

Рис. 4 – Построение кинематической схемы рычажной системы

Подбирая окружность, проходящую через точки С_i, находят координаты точки крепления гидроцилиндров поворота ковша Х_K и Y_K. Точки C_i могут располагаться внутри очерченной окружности. При этом обеспечивается большее запрокидывание ковша в промежуточных положениях стрелы по сравнению с нижним положением. Обеспечивают также постоянное запрокидывание ковша в процессе подъема. Допускаемая разница углов запрокидывания в крайних положениях стрелы составляет 15⁰.

Радиус окружности является наибольшим размером гидроцилиндра поворота ковша с выдвинутым штоком. Для определения хода гидроцилиндра ковша из того же центра подбирают окружность, проходящую через точку С₃ и соответствующую положению разгрузки ковша.

Ковш в положении разгрузки на любой высоте должен иметь угол не менее 45⁰. Точки крепления гидроцилиндра стрелы определяют конструктивно.