Размещено на http://www.allbest.ru/

Кафедра Механизация путевых, погрузочно-разгрузочных и строительных работ

Курсовая работа по дисциплине

Строительные и дорожные машины

Экскаватор траншейный роторный

Руководитель

Глотов В.А.

Разработал:

доцент студент гр. М-411

Свириденков Е.П.

НОВОСИБИРСК 2007г.

1. Назначение роторных траншейных экскаваторов. Выбор прототипа. Описание работы машины

Траншейные роторные экскаваторы - это машины непрерывного действия, в которых все операции рабочего цикла, такие как разработка грунта, транспортирование, разгрузка грунта выполняется одновременно. Они предназначены для рытья траншей под кабели, газопроводы, нефтепроводы, трубопроводы канализаций, дренажа и других коммуникаций.

В обычном исполнении экскаваторы отрывают в грунтах I - IV категорий траншеи прямоугольного профиля. Для рытья траншей с откосами в неустойчивых грунтах, они снабжаются откосниками.

В отличие от траншейных цепных экскаваторов, роторные, как правило, имеют более высокую производительность, но применяются для траншей меньшей глубины.

Данные экскаваторы применяются как в летнее, так и в зимнее время. При работе зимой для разрушения корки мерзлого грунта, ковши снабжаются специальными клыками, армированными твердым сплавом.

В качестве прототипа принят экскаватор ЭР-5. Техническая характеристика экскаватора ЭР-5 представлена в таблице 1. Общий вид экскаватора представлен на рисунке 1.

Таблица 1 - Техническая характеристика экскаватора ЭР-5.

Параметры	ЭР-5
Размеры траншеи, м: глубина (максимальная) ширина	2,2 1,2
Мощность двигателя, кВт	110
Скорость передвижения: рабочая, м/ч транспортная, км/ч	59-162 2,2-9,4
Ротор: диаметр, мм количество ковшей емкость ковша, л скорость резания, м/с	3915 14 80 2
Ширина ленты транспортера, мм	100
Масса, т	26

Экскаватор ЭР-5 предназначен для рытья траншей в грунтах I-IV категорий и мерзлых грунтах с глубиной промерзания до 12 м. В не мерзлых грунтах до III категории включительно траншеи можно рыть с откосами, в грунтах IV категории и мерзлых грунтах - без откосов.

Экскаватор ЭР-5 состоит двух основных агрегатов: тягача и рабочего органа. Тягач обеспечивает передвижение экскаватора, являясь базой для навески на него или соединения с ним рабочего оборудования, несет на себе силовую установку.

Рабочее оборудование обеспечивает отрыв от массива грунта в траншее проектной ширины с откосами или без них при заданной глубине, полный вынос его из траншеи и отсыпку в бруствер. Оно включает в себя ротор 2, установленный на верхней раме 3 на поддерживающих роликах 4 и на нижней раме 5 на направляющих роликах 4, зачистной щит 6 и отвальный конвейер 7.

Рама рабочего органа опирается передним концом на ползун 8, который перемещается по направляющей 9, жестко установленной на тягаче. Ползун перемещается гидроцилиндром 10 через цепную передачу 11. В рабочем положении задняя рама опирается на заднюю опору 12. Рабочий орган состоит из рабочего колеса 2 и ковшей 13.

Установленный в задней части рамы зачистной нож 6 служит для профилирования дна траншеи путем срезания гребней, образованных смежными зубьями, и зачистки траншей от осыпающегося грунта из не полностью разгруженных перемещающихся в забой ковшей.

Роторный экскаватор оборудован ленточным конвейером 7, установленным внутри ротора для отсыпки вынутого из траншеи грунта.

Экскаватор оборудован автономной силовой установкой с дизелем 14, устанавливаемым в передней части тягача. Потребителями энергии служат ходовое устройство, ротор, конвейер и вспомогательные устройства для подъема рабочего оборудования. Для передачи движения исполнительным механизмам применяют механические, гидромеханические и электромеханические трансмиссии.

Органы управления экскаватором сосредоточены в кабине, оснащенной системами вентиляции и обогрева.

Перегон экскаватора своим ходом разрешается на расстояние не более 10 км (по проселочным дорогам с умеренно-пересеченным рельефом, с подъемами и спусками не более 10). Для перевозки по дорогам используется прицеп грузоподъемностью 40 т [1,2,3,6]. На большие расстояния экскаватор перевозится по железной дороге или на трейлере.

2. Описание кинематической схемы роторного траншеекопателя

Трансмиссия экскаватора ЭР-5 состоит из механизмов, передающих движение от двигателя к ведущим колесам гусеничного хода, а также к рабочему органу и транспортеру. В трансмиссию входит муфта сцепления, КПП, коническая передача с бортовыми фрикционами, раздаточный редуктор и бортовые редукторы. На экскаваторе установлена рама, на которой смонтированы редуктор привода ротора, механизмы подъема и опускания передней и задней частей рабочего органа и узел опоры рабочего органа. Кроме того, на нем установлено оборудование гидравлического привода рабочего хода.

В рабочем положении основной поток мощности идет от раздаточного редуктора, через редуктор привода ротора (дифференциал) и цепные передачи на редукторы вала привода ротора, а от них мощность передается на ротор и на редуктор привода конвейера. От редуктора привода конвейера через цепную передачу поток энергии идет к приводным барабанам.

Привод ротора через дифференциалы обеспечивает равномерное распределение нагрузок между двумя валами цепных передач и зубчатых зацеплений редуктора вала привода ротора.

Кинематическая схема роторного траншейного экскаватора ЭР-5 представлена на рисунке 2. Перечень позиций представлен в таблице 2.

Таблица 2 - Перечень элементов кинематической схемы экскаватора.

Барабаны	42, 43
Валы	I, II, III, IV, V, VI, VII, VIII, XI, XII, XIII, XIV, XV, XVI, XVII, XVIII, XIX, XX, XXI, XXII, XXIII, XXIV
Валы карданные	IX, X
Двигатель	1
Гидромотор	50
Звездочки	27, 28, 29, 30, 41, 44, 59
Зубчатые колеса и шестерни	3, 4, 5, 6, 7, 8, 9, 10, 11, 12, 13, 18, 19, 20, 23, 24, 25, 26, 31, 32, 34, 35, 36, 37, 38, 45, 46, 47, 48, 49, 52, 53, 54, 55, 56, 57, 58, 60, 61, 63, 64, 65, 66, 67, 68, 69, 70, 71, 72, 73, 74, 75, 76, 77
Муфта предохранительная	22
Муфты соединительные	2, 14, 16, 21, 51, 62
Насосы	15, 17

Данная кинематическая схема предусматривает восемь транспортных передач вперед, четыре транспортные передачи назад, бесступенчатое изменение скорости в рабочем режиме, две передачи ротора, реверсирование ротора и конвейера.

Поток энергии при транспортном положении:

М-2-I-4-3-76-III-75-72-71-IV-64-63-VIII-62-V-61-58-VI-54-55-56-57-60-VII-59-гусеница.

Поток энергии при рабочем ходе:

М-2-I-IX-XV-9-11-12-16-17-трубопровод-50-51-XVIII-52-53-XVII-49-47-48-XVI-X-III-65-66-67-IV-64-63-VIII-62-V-61-58-VI-54-55-56-57-60-VII-59-гусеница.

Поток энергии при вращении ротора:

М-2-I-IX-XV-46-18-19-XIV-21-22-XIX-23-24-25-26-XX-27-28-29-30-XXI-31-32-XXII-33- XXIII-34 -35-ротор.

Поток энергии при движении конвейера:

М-2-I-IX-XV-46-18-19-XIV-21-22-XIX-23-24-25-26-XX-27-28-29-30-XXI-31-32-XXII-33- XXIII-37-36-38-XXIV-39-44-43-конвейер

-40-41-42-конвейер.

3. Описание гидравлической схемы механизма подъёма экскаватора.

На рисунке 3 представлена гидравлическая схема механизма подъёма

Рисунок 3 - Гидравлическая схема механизма подъёма

Гидравлическая система подъёма и опускания рабочего органа состоит из бака 1, сетчатого фильтра 2, гидравлического насоса НШ-46У, распределителя 4 типа Р75-П2, гидравлического цилиндра 7 и трубопроводов.

Рабочая жидкость (масло) засасывается насосом 3 из бака 1 через сетчатый фильтр 2, установленный в баке, и по трубопроводу подаётся к распределителю 4. При нажатии на рычаг золотника 6 вниз масло поступает в поршневую полость гидравлического цилиндра 7, и происходит подъём рабочего оборудования.

Предохранительный клапан 5 предохраняет систему от перегрузки.

Гидравлический насос 3 устанавливают на дополнительную коробку передач. Включение и выключение насоса производится специальным рычагом из кабины машиниста. При работающем двигателе перед включением или выключением необходимо выключить главную муфту сцепления. При длительной работе экскаватора без применения гидравлической насос следует выключать. Распределитель смонтирован на задней стенке кабины экскаватора. Рычаги управления золотниками выведены внутрь кабины под левую руку водителя. Гидравлический цилиндр помещён над кабиной и укреплен горизонтально на раме тягача. Бак с фильтром установлен над капотом двигателя[5].

4. Определение основных параметров машины и рабочего оборудования

4.1 Построение графика распределения температуры, числа ударов плотномером ДорНИИ и удельной работы копания

График распределения температуры , числа ударов плотномером ДорНИИ и удельной работы копания по глубине траншеи строится с использованием данных [4 табл. 3.1.], а также учитывая, что удельная работа копания прямо пропорциональна числу ударов , причем при величина Нм-2.

Рисунок 4 - Изменение температуры и прочности грунта по глубине промерзания

Затем определяется средняя величина удельной работы копания . Для этого траншея разбивается на 6 слоев по глубине, в середине каждого слоя определяется температура, число ударов и удельная работа копания.

Средняя величина удельной работы копания , Нм-2

 (1)

где - число слоев ();

- удельная работа копания i-го слоя, Нм-2;

- толщина i-го слоя, м.

Значение определяется графически из графика на рисунке 3. Значения температуры , числа ударов плотномером ДорНИИ и удельной работы копания в середине каждого слоя по глубине разрабатываемой траншеи представлены в таблице 3.

Таблица 3 - Температура Т, число ударов плотномером ДорНИИ С, удельная работа копания Е в середине каждого слоя по глубине разрабатываемой траншеи

№ слоя	1	2	3	4	5	6	7
Т, С	0	-7	-9,2	-10,5	-11	-12	16,5
С	60	170	215	250	270	290	300
Е,*105, Нм-2	19,5	46,6	56,3	62,8	67,2	71,5	74,8

Нм-2.

4.2 Определение основных параметров ротора

Диаметр ротора по зубьям , м:

(2)

где - глубина копания, м (м).

м.

Радиус ротора по ковшам , м:

(3)

м.

Наружный радиус диска ротора , м:

(4)

м.

Внутренний радиус диска ротора , м:

(5)

м.

Высота сечения кольца , мм:

(6)

мм.

Толщина сечения кольца , мм:

(7)

мм.

Угловая скорость вращения ротора , рад/с:

 (8)

где - критическая угловая скорость, при которой центробежная сила инерции, действующая на частицы в ковшах, находящихся в зоне разгрузки, уравновешивает их силу тяжести, рад/с.

(9)

где - окружная скорость ротора, м/с (м/с).

рад/с;

рад/с.

4.3 Определение основных параметров ковша

Число ковшей на роторе :

(10)

.

Примем число ковшей 20 для того, чтобы при проектировании схемы размещения резцов получить чётное число режущих комплектов.

Вместимость ковша из условия обеспечения заданной производительности , м3:

(11)

где - техническая производительность, м3/ч (м3/ч);

- коэффициент разрыхления (для глины(II) [4]);

- коэффициент наполнения ( [4]).

м3.

Ширина ковша м:

(12)

где - ширина траншеи, м (м).

м.

Высота ковша и длина ковша , м:

(13)

где - коэффициент, учитывающий форму ковша ().

Принимаем тогда

,

.

Следовательно, м, конструктивно принимаем м

Шаг ковшей , м:

(14)

м.

Число ссыпок в минуту :

(15)

.

Подача на ковш , м:

(16)

где - скорость рабочего хода, м/ч:

(17)

где - площадь поперечного сечения траншеи, м2:

(18)

м2;

м/ч;

м.

4.4 Проектирование схемы размещения резцов.

Расстояние между смежными траекториями резания , мм:

(19)

где - ширина лезвия резца, мм (мм).

мм.

Необходимое число линий резания :

(20)

.

Число режущих комплектов в группе, разрушающей грунт по всей ширине траншеи :

(21)

где - число резцов в режущем комплекте.

.

Число групп режущих комплектов на рабочем органе :

(22)

Принимаем [4], тогда:

.

Из формулы (21) определяем :

,

Принимаем.

Теперь необходимо уточнить и :

из формулы (21) , а из формулы (20) м.

Схема размещения резцов показана на рисунке 4.

Подача на режущий комплект , м:

(23)

м.

Подача на резец , м:

(24)

м.

Максимальная подача на резец , м:

(25)

где - вылет резца, м.

Принимаем и из формулы (25) определяем вылет резца , м:

м.

4.5 Определение требуемой мощности экскаватора и выбор двигателя

Баланс мощности при копании:

(26)

где - расчетная мощность дизеля, кВт;

- коэффициент снижения выходной мощности дизеля (;

- мощность на привод рабочего органа, кВт;

- мощность на привод конвейера, кВт;

- мощность на привод передвижения при рабочем ходе, кВт;

- мощность на систему управления (положением рабочего хода и конвейера), кВт.

В начальной стадии, когда не известны скорости рабочего хода, размеры рабочего органа, конвейера и другие параметры машины, определить достоверно мощности на привод каждого из механизмов невозможно, поэтому ориентировочно принимается:

(27)

Мощность на привод конвейера кВт:

(28)

где - эмпирический коэффициент пропорциональности, кВтч/м3 ( кВтч/м3 [4]);

- техническая производительность экскаватора, м3/ч (м3/ч);

- КПД привода конвейера ( [4]).

кВт.

Мощность на привод рабочего органа , кВт:

(29)

где - мощность, затрачиваемая на копание грунта, кВт:

(30)

где - удельная работа копания рабочими органами траншеекопателей, Нм/м3 ( Нм/м3);

- КПД рабочего органа ( [4]).

кВт;

- мощность, затрачиваемая на подъем грунта до уровня разгрузки ковшей, кВт:

(31)

где - удельный вес грунта, Н/м3 (Н/м3 [4]);

- расстояние от уровня стоянки экскаватора до уровня, где происходит разгрузка ковшей, м (м);

- высота подъема грунта из забоя до уровня стоянки, равная расстоянию от центра тяжести поперечного сечения траншеи до уровня стоянки, м:

(32)

м;

кВт;

- КПД привода рабочего органа:

(33)

где - КПД муфты сцепления (принято );

- КПД коробки перемены передач (принято , поскольку поток энергии идет на прямую от муфты сцепления к раздаточному редуктору через вал КПП);

- КПД раздаточной коробки (принято );

- КПД муфты предельного момента (принято );

- КПД дифференциала (принято );

- КПД цепных передач (принято );

- КПД редуктора вала привода ротора (принято );

- КПД зубчатого зацепления шестерни с зубчатым венцом ротора (принято ).

;

кВт.

кВт.

Из формулы (26) определяем , кВт:

кВт.

Принимается дизель ЯМЗ-240 [4]. Техническая характеристика дизеля представлена в таблице 4.

Таблица 4 - Техническая характеристика дизеля ЯМЗ-238.

Характеристика	Л-37м
Максимальный вращающий момент, Нм	890
Частота вращения, об/мин	2100
Мощность, кВт	176,5
Удельный расход топлива, г/(кВтч)	227
Масса, кг	1000

4.6.Эксплуатационная производительность машины

Эксплуатационная сменная производительность , м3/см:

, (34)

где - продолжительность смены, ч (ч [7]);

- коэффициент использования экскаватора во времени ( [7]);

- коэффициент готовности экскаватора ( [7]);

- коэффициент, учитывающий увеличение продолжительности рабочего цикла по сравнению с расчетной ( [7]).

.

5. Выбор гидроцилиндра механизма подъёма

Гидроцилиндр выбираем, исходя из условия обеспечения силы требуемой для подъёма рабочего органа и хода поршня.

Кинематическая схема механизма подъёма, представлена на рисунке 3. В этой схеме цепная передача заменена на канатно-блочную, также разработана схема запасовки каната с целью уменьшения хода поршня ГЦ (так как высота подъема ротора более трех метров). На принятой схеме кратность полиспаста uп= 4.

Рисунок 5 - Кинематическая схема механизма подъёма ротора.

Гидроцилиндр выбираем по необходимому диаметру ,мм [5]:

(35)

где - сила, действующая на штоке гидроцилиндра, Н;

- номинальное давление в системе, Па (Па);

- КПД гидроцилиндра ().

Схема действия сил при подъёме ротора представлена на рисунке 4.

Рисунок 6 - Схема действия сил при подъёме ротора.

Сила на штоке будет складываться из действующих сил: веса рабочего оборудования и силы трения :

(36)

Вес рабочего оборудования кН (из прототипа), а силу трения определим по формуле:

(37)

где - коэффициент трения скольжения ползуна по направляющей (=0,3).

Реакцию определяем из уравнения суммы моментов относительно точки А:

Следовательно:

,

Н.

Н.

Н.

Выбран гидроцилиндр ГЦО 4 - 220 x 110 x 1600 [5].

Так как цепная передача была заменена на канатно-блочную, необходимо выбрать канат.

Основным параметром стальных канатов является диаметр, который выбирается в соответствии со стандартом в зависимости от разрывного усилия F, кН [2]:

(38)

где - минимальный коэффициент использования каната ( - для режима работы 4М [2, таблица 2.3]);

- максимальное натяжение каната, Н.

(39)

где - кратность полиспаста ();

- к.п.д. полиспаста.

(40)

где - к.п.д. блока ( [2]).

;

Н.

Следовательно,

Н.

По ГОСТ 2688 принимаем канат двойной свивки типа ЛК-Р конструкции 6х19 (1+6+6+6/6) + 1о.с. диаметром d = 42 мм, имеющий при маркировочной группе проволок 1960 МПа разрывное усилие кН.

Условное обозначение принятого каната: канат-42-Г-I-Н-1960-ГОСТ 2688.

6. Расчёт рамы рабочего оборудования

За расчётное положение принимается такое сочетание условий и нагрузок, при которых ротор, встретившись в забое одним ковшом с непреодолимым препятствием, вывешивается вместе с рамой, конвейером и задней опорой на зубьях этого ковша; при этом от трансмиссии при срабатывании муфты предельного момента на ротор передаётся максимальный вращающий момент.

На рисунке 8 представлена расчётная схема рамы рабочего оборудования.

Рисунок 7 - Схема нагружения рамы рабочего оборудования

В этом случае на ротор действуют следующие силы:

- касательная сила в зацеплении шестерён с зубчатыми венцами колёс, Н;

- вес рабочего оборудования, Н ( G = 86200 Н);

- опорные (нормальные) реакции опорных роликов 1 и 2, Н;

- касательная сила на режущей кромке ковша, Н;

- нормальная сила на режущей кромке ковша, Н.

Касательная сила в зацеплении шестерен ,Н:

(43)

где - максимальный вращающий момент на роторе, Нм;

- радиус основной окружности зубчатого венца, м (м);

- мощность на привод ротора, Вт (Вт);

- коэффициент запаса по крутящему моменту муфты предельного момента, ();

- угловая скорость вращения ротора, с -1(=1,5 с-1);

- коэффициент точности срабатывания муфты ().

Н

Сила определяется из условия равенства моментов от сил и относительно оси вращения ротора:

Н

Силу определяем по формуле из силового прямоугольного треугольника, составленного силами , и . Угол между силами и составляет , тогда:

(44)

Н.

Тогда :

(45)

Н.

Далее необходимо определить неизвестные реакции опорных роликов.

Определять реакции будем методом плана сил (рисунок 9).

Изначально составляем векторное уравнение:

(46)

Определяем масштаб плана сил:

(47)

мм/кН.

Далее определяем величины векторов всех сил, строим векторный многоугольник и определяем значения неизвестных сил и (рисунок 9).



Рисунок 8 - План сил.

После проведения всех операций получили: кН, кН.

После определения всех действующих нагрузок на раму рабочего оборудования, мы можем определить сечение балки.

Сначала необходимо определить реакции в опорах. Для этого необходимо составить сумму вех сил относительно осей Х и У, и составить сумму моментов всех сил относительно правой опоры.

(48)

(49)

(50)

Из уравнений (50) определяем реакцию R1:

Далее из уравнения (48) определяем реакцию R2

Из формулы (49) определяем реакцию R3:

.

Рисунок 9 - Рама рабочего оборудования.

Далее необходимо определить наиболее опасное сечение. Для этого нужно построить эпюры поперечных усилий Q, продольных усилий N и моментов М (см. приложение).

По наиболее нагруженному сечению ведём подбор поперечного сечения балки.

Подбор сечения ведём по допустимому напряжению:

(51)

где - момент сопротивления принятого сечения, см3;

- площадь поперечного сечения принятого сечения, см2.

Материал рамы принимаем сталь 09Г2С [4]. Тогда:

.

Сечением рамы рабочего оборудования принята балка двутавровая № 16 [3], тогда:

Па

Далее выбранную балку необходимо проверить на прочность по третьей теории прочности - теория наибольших касательных напряжений.

Проверка поперечного сечения балки на прочность ведётся по формуле:

(52)

где - нормальные напряжения в сечении на расстоянии у от оси х-х, Па:

(53)

где - момент инерции, , ().

Момент инерции стенки балки:

(54)

Момент инерции полки балки:

(55)

- касательное напряжение в сечении на расстояние у от оси х-х:

(56)

где - статический момент инерции отсечённой части сечения, м3;

- ширина сечения на расстоянии у от оси х-х, м.

Проверка прочности в точке 1:

Па.

Тогда по формуле (52):

МПа

Перегрузка составляет 2,8 %, что допустимо.

Рисунок 9 - Схема к расчету балки на прочность.

Проверка прочности в точке 2:

Па

Па

По формуле (52):

МПа МПа

Перегрузка составляет 4,6 %, что допустимо.

Проверка прочности в точке 3:

(т.к. у = 0)

Па

Тогда по формуле (52):

МПа

МПа МПа

Условие соблюдается.

Теперь поперечное сечение балки необходимо проверить на общую устойчивость. На общую устойчивость сечение будем проверять в точке 2.

Общая устойчивость проверяется по формуле:

(57)

где - соответственно нормальные и касательные напряжения в точке 2, Па (МПа, МПа);

- соответственно нормальные критические и касательные критические напряжения в точке 2, Па:

(58)

(59)

(60)

.

Тогда по формулам (58) и (59):

Теперь по формуле (57):

0,7 0,9.

Условие (57) соблюдается.

Проверка поперечного сечения балки на жесткость:

(61)

где - длина балки, м ( м);

- высота балки, м ( м);

- расчетное сопротивление балки по пределу текучести, Па (Па).

.

Условие (61) соблюдается.

Проверка продольной устойчивости балки в наиболее нагруженном сечении:

, (62)

где - допустимое напряжение, МПа (= 236 МПа);

- коэффициент продольной устойчивости( выбирается в зависимости от значения гибкости балки ).

 (63)

где - расчётная длина балки, м:

, (64)

- коэффициент, зависящий от характера закрепления концов балки ();

- длина балки, м(м).

.

- радиус инерции, м:

(65)

где - момент инерции балки, м4 (м4);

- площадь поперечного сечения балки, м2 (м2).

Тогда по формуле (63):

.

Тогда =0,785.

По формуле (62) проводим проверку продольной устойчивости:

Перегрузка составляет 4,2%, что допустимо.

рама траншейный экскаватор резец

7. Расчет шарнирного соединения

Расчёт начнём с определения расчётных сопротивлений материала оси и проушины. Материал оси принят Сталь 45, материал проушины 09Г2С.

Расчётные напряжения оси: , .

Расчётные напряжения проушины: .

Определение диаметра оси шарнира из условия работы кольца на срез:

(66)

где - усилие в сварных швах, Н (Н, т.к. две проушины);

- число линий среза ().

Усилие в сварных швах это суммарное усилие от продольной силы и одной из пары сил, создающих момент в месте крепления проушины с рамой рабочего оборудования.

Из формулы (62) получаем:

.

Определение ширины проушины из условия работы проушины на смятие:

(67)

Отсюда:

.

Определение радиуса головки проушины:

(68)

где - диаметр наружного кольца, м:

(69)

м.

Тогда:

м.

Толщину листов проушины рекомендуется принимать в зависимости от действующей силы, при Н, принимаем мм, мм.

Высота проушины:

(70)

м.

Длина сварного шва:

(71)

м.

Эскиз проушины представлен на рисунке 12.

Рисунок 10 - Эскиз проушины

8. Расчёт сварного соединения проушины с рамой рабочего оборудования

Для выполнения сварных швов выбран электрод Э46А ГОСТ 9647 - 75, сварка полуавтоматическая, электродуговая , , .

Определение длины сварных швов с учётом размеров проушины , м:

(72)

м.

Катет шва принят с учётом толщины свариваемых поверхностей и прочности материала мм.

Силы, действующие на кольцо проушины, показаны на рисунке 11.

Рисунок 11 - Схема нагружения наружного кольца проушины.

На схеме указаны силы: - сила тяги, Н; - сила от ползуна, Н; - равнодействующая от двух сил, Н.

Расчёт ведём по равнодействующей силе:

(74)



Проверка наружного кольца на прочность:

(73)

где - допустимое напряжение кольца, МПа (= 608 МПа);

- коэффициент пропорциональности (= 4).

.

Перегрузка составляет 1%, что допустимо.

Условие (73) выполняется.

Расчёт сварного шва ведётся по усилиям, действующим на шов.

Усилия показаны на рисунке 12.

Рисунок 12 - Схема сил, действующих на сварной шов.

Расчет сварного шва ведём по условию:

(74)

где - допустимое напряжение на срез, МПа ().

- напряжение от силы Н, МПа:

(75)

- площадь шва, м2:

(76)

м2.

Тогда по формуле (75):

;

- напряжение от силы тяги FT, МПа:

(77)

;

- напряжение от момента М, МПа:

(78)

Iш - момент инерции шва, м4:

(79)

.

Тогда по формуле (78) получаем:

.

Все полученные напряжения от действующих сил и момента складываем аналитически. На рисунке 13 показаны векторы напряжений.

Рисунок 13 - Векторы напряжений.

Исходя из рисунка 15:

(80)

.

Перегрузка составляет 4%, что допустимо.

Список литературы

1. Давидович П. Я., Крикун В. Я. Траншейные роторные экскаваторы. М., 1974. 317 с.

2. Волков Д. П. Машины для земляных работ. М., 1992. 448 с.

3. Гаркави Н. Г. Машины для земляных работ. М., 1982. 335 с.

4. Ветров Ю. А. Машины для земляных работ. Киев, 1981. 383 с.

5. Экскаваторы одноковшовые и многоковшовые: Учебное пособие по курсовому проектированию/Сост. Н. В. Мокин, Р.Ф. Саблин. Новосибирск: Изд-во НИИЖТа, 1984. 109 с.

6. Экскаваторы и стреловые самоходные краны. Отраслевой каталог. М., 1987. 423 с.

7. Холодов А. М. Проектирование машин для земляных работ. Харьков, 1986. 271 с.

8. Беляков Ю. И., Владимиров В. М. Рабочие органы роторных экскаваторов. М., 1967. 179 с.

9. Экскаваторы непрерывного действия. Атлас конструкций. Л.Е. Подборский, З.Е. Гарбузов. М., 1964. 148 с.

10. Строительные машины. Задания и методические указания к лабораторным и практическим занятиям/ Сост. Н. В. Мокин, Р. Г. Коломеец, Р.Ф. Саблин. Новосибирск:Изд-во СГАПСа, 1997. 43 с.

11. СТП СГУПС 01.01 - 2000. Курсовой и дипломный проекты. Требования к оформлению. Новосибирск, 2000. 41 с.

Размещено на Allbest.ur