- •«Томский государственный архитектурно-строительный университет»
- •Расчет рабочего оборудования
- •Пневмоколесных фронтальных
- •Погрузчиков
- •634003, Г. Томск, ул. Партизанская, 15. Введение
- •1 Назначение и классификация
- •2. Расчет основного ковша
- •3. Расчет элементов рычажной системы
- •4 Выбор и расчет основных параметров
- •Расчетное значение скорости, км/ч,
- •5 Расчет гидропривода
- •6 Основные расчетные положения
- •I, II, III – расчетные положения
- •7. Техническая производительность
5 Расчет гидропривода
Гидропривод рабочего оборудования погрузчиков выполняют по типовой схеме (Рис. 8).
Исходные данные для расчета гидропривода: типовая схема гидропривода, давление предохранительного клапана рк , усилия на штоках исполнительных гидроцилиндров, скорости движения поршней гидроцилиндров.
Давление предохранительного клапана рк – наибольшее давление в гидросистеме, ограничиваемое предохранительным клапаном, выбирают с учетом обеспечения заданной долговечности гидрооборудования.
Усилия на штоках исполнительных гидроцилиндров определяют в установившемся режиме работы по величинам наибольшего выглубляющего усилия Nв – для гидроцилиндров ковша и подъемного усилия Nn – для гидроцилиндров стрелы, приложенных на режущей кромке ковша в положении внедрения.
Усилие на штоке одного гидроцилиндра ковша (Рис. 9)
(30) |
где MK – масса ковша, т; пп – количество гидроцилиндров поворота ковша; iП и iK – мгновенные передаточные числа механизма погрузочного оборудования, определяемые соотношением плеч рычажной системы, для силы Na и массы ковша МК; k1 – коэффициент запаса, учитывающий потери в гидроцилиндрах и шарнирах, k1=1,25.
Мгновенные передаточные отношения механизма вычисляют для положения ковша, соответствующего внедрению в материал:
, |
(31) |
где li – плечи приложения сил в нагруженных элементах механизма.
Усилия на штоках гидроцилиндров стрелы определяют по подъемному усилию с учетом кинематики рычажной системы и привода. Величину подъемного усилия Nn для расчета гидроцилиндров подъема стрелы вычисляют из условия потери устойчивости, так же как и выглубляющее усилие стрелы без опорных лыж.
При кинематической схеме механизма с перекрестной системой (Рис. 6) усилия в одном гидроцилиндре стрелы определяют по формуле
, (32)
где Nв – выглубляющее усилие, т; Мp – масса погрузочного оборудования без портала, т; – усилие гидроцилиндра ковша без учета коэффициента запаса, т; пп – количество гидроцилиндров поворота ковша; пс – количество гидроцилиндров подъема стрелы; k2 – коэффициент запаса, учитывающий потери в шарнирах и гидроцилиндрах, k2=1,25; l3, l4, l10 – плечи сил, м.
По полученным значениям усилий на штоках гидроцилиндров ковша SK и стрелы SС и давлению предохранительного клапана рк подсчитывают их диаметр.
Скорости движения поршней гидроцилиндров ковша и стрелы, определяют исходя из требуемых скоростей движения ковша и стрелы. Среднюю скорость движения поршней гидроцилиндров ковша вычисляют для положения внедрения
, м/с, |
(33) |
где in – мгновенное передаточное отношение от режущей кромки ковша к гидроцилиндрам поворота.
Средняя скорость движения поршней гидроцилиндров стрелы
, |
(34) |
где vnc – поступательная скорость движения стрелы, отнесенная к шарниру ковша; SЦ – ход поршня гидроцилиндра стрелы; lС – длина стрелы; с – угол поворота стрелы.
Рабочее давление (наибольшее давление, возникающее в гидроцилиндрах в процессе равномерного подъема ковша с номинальным грузом) для наиболее распространенных схем погрузочного оборудования определяют при верхнем положении ковша, когда гидроцилиндры подъема стрелы имеют наименьшее плечо (Рис. 9):
(35) |
Рабочее давление на выходе гидронасосов
, мПа, |
(36) |
где DC – диаметр гидроцилиндра стрелы, мм; nC – количество гидроцилиндров стрелы; г – к.п.д. системы. pK – давление предохранительного клапана, мПа.
Максимальная грузоподъемность – наибольшая масса груза в ковше, который может быть поднят на полную высоту по показателям гидропривода. Ее определяют для наименьшего плеча гидроцилиндров стрелы по давлению предохранительного клапана из условия равновесия (Рис. 9):
, |
(37) |
где pН – номинальное давление в гидросистеме, pН =0,9pК; Dc – диаметр гидроцилиндров стрелы; пс – количество гидроцилиндров стрелы; г – гидравлический к. п. д. гидросистемы на участке насос -цилиндры стрелы; Mp – масса оборудования без портала; МH – масса основного ковша; iK – мгновенное передаточное число от ковша к гидроцилиндрам поворота; l4, l5, l10, l11 – плечи действия сил.