Проектирование рабочего оборудования одноковшового экскаватора

σ = N /Fвсего сечения = 12.7 МПа,

где

N = 371.45 кН;

Fвсего сечения = 0.029206 м2

σ ЭКВ = = 72.85 МПа

Определим сечение стрелы в шарнире соединения стрелы с гидроцилиндром стрелы 3-3.

Определим размеры поперечного сечения стрелы 3-3. Рассмотрим сечение, его геометрические характеристики, размеры с

ечения, исходя из условий прочности.

1. F1 = b ∙ (H - h) = 0.298 ∙ (0.200 – 0.120) = 0.02384 м2

X1 = b / 2 = 0.149 м

Y1 = H / 2 = 0.1 м

1. F2 = Bh+2b ∙ (H - h) = 0.340 ∙ 0.023 + 2 ∙ 0.021 ∙ (0.1675 – 0.023) =

= 0.013889 м2

X1 = B / 2 = 0.17 м

Y1 = Bh2+2b ∙ (H2 - h2) / 2(Bh+2b ∙ (H - h)) = 0.0483 м

Y1' = H - Y1 = 0.1192 м

2. F3 = Bh+2b ∙ (H - h) = 0.340 ∙ 0.023 + 2 ∙ 0.021 ∙ (0.1675 – 0.023) =

= 0.013889 м2

X1 = B / 2 = 0.17 м

Y1 = Bh2+2b ∙ (H2 - h2) / 2(Bh+2b ∙ (H - h)) = 0.0483 м

Y1' = H - Y1 = 0.1192 м

Определим моменты инерции сечения в отдельности и всего сечения в целом:

1. JX1 = b / 12 ∙ (H3 – h3) = 0.298 / 12 ∙ (0.23 – 0.123) = 0.000155754 м4

2. JX2 = Bh3 + 2 b ∙ (H – h) 3/ 12 + Bh(Y1 – h/2) 2 + 2 b ∙ (H – h) (H – h / 2 + h - Y1)= = 0.000306433 м4

3. JX3 = Bh3 + 2 b ∙ (H – h) 3/ 12 + Bh(Y1 – h/2) 2 + 2 b ∙ (H – h) (H – h / 2 + h - Y1)= = 0.000306433 м4

Учитывая поправку Штейнера получим:

JX2 + ( y2)2 F2 = 0.000446 м4

JX3 + ( y3)2 F3 = 0.000446 м4

JX общ =∑JXi = 0.00105 м4

Определим момент сопротивления относительно нейтральной линии:

W = JX общ / YC = 0.00461 м3

Определим напряжения возникающие в сечение 3-3:

σ max= Mизг /W = 73.18 МПа,

где

Мизг = 337.4 кНм

τ = Q / ∑Fст = 31.5 МПа,

Q = 49.6 кН;

∑Fст = 0.0015918 м2

σ = N /Fвсего сечения = 1.1 МПа,

где

N = 57.1 кН;

Fвсего сечения = 0.051618 м2

σ ЭКВ = = 74.3 МПа

Определим сечение стрелы 4-4.

Определим размеры поперечного сечения стрелы 4-4. Рассмотрим сечение, его геометрические характеристики, размеры сечения, исходя из условий прочности.

F = HB - bh = 0.00588 м2

X1 = 0.170 м

Y1 = 0.2275 м

Определим момент инерции сечения:

JX = HB3 –b h3 / 12 = 0.000588 м4

Определим момент сопротивления сечения:

W = HB3 –b h3 / 6H = 0.00346 м3

Определим напряжения возникающие в сечение 4-4:

σ max= Mизг /W = 97.15 МПа,

где

Мизг = 336.15 кНм

τ = Q / ∑Fст = 2.8 МПа,

где

Q = 49.6 кН;

∑Fст = 0.017178 м2

σ = N /Fвсего сечения = 9.71 МПа,

где

N = 57.1 кН;

Fвсего сечения = 0.00588 м2

σ ЭКВ = = 106.96 МПа

Определим сечение стрелы 5-5.

Определим размеры поперечного сечения стрелы 5-5. Рассмотрим сечение, его геометрические характеристики, размеры сечения, исходя из условий прочности.

F = HB - bh = 0.0031138 м2

X1 = 0.170 м

Y1 = 0.2075 м

Определим момент инерции сечения:

JX = HB3 –b h3 / 12 = 0.000545508 м4

Определим момент сопротивления сечения:

W = HB3 –b h3 / 6H = 0.00320887 м3

Определим напряжения возникающие в сечение 5-5:

σ max= Mизг /W = 46 МПа,

где

Мизг = 147.63 кНм

τ = Q / ∑Fст = 5.73 МПа,

где

Q = 88.9 кН;

∑Fст = 0.015498 м2

σ = N /Fвсего сечения = 176.7 МПа,

где

N = 550.3 кН;

Fвсего сечения = 0.0031138 м2

σ ЭКВ = = 222.92 МПа

Определим сечение стрелы 6-6.

Определим размеры поперечного сечения стрелы 6-6. Рассмотрим сечение, его геометрические характеристики, размеры сечения, исходя из условий прочности.

F = HB - bh = 0.0028282 м2

X1 = 0.170 м

Y1 = 0.1735 м

Определим момент инерции сечения:

JX = HB3 –b h3 / 12 = 0.000472746 м4

Определим момент сопротивления сечения:

W = HB3 –b h3 / 6H = 0.00278086 м3

Определим напряжения возникающие в сечение 6-6:

σ max= Mизг /W = 48.38 МПа,

где

Мизг = 134.55 кНм

τ = Q / ∑Fст = 5.2 МПа,

где

Q = 66.137 кН;

∑Fст = 0.012642 м2

σ = N /Fвсего сечения = 27.8 МПа,

где

N = 78.6 кН;

Fвсего сечения = 0.0028282 м2

σ ЭКВ = = 76.7 МПа

Определим сечение стрелы в шарнире соединения стрелы с рукоятью 7-7.

Определим размеры поперечного сечения стрелы 7-7. Рассмотрим сечение, его геометрические характеристики, размеры сечения, исходя из условий прочности.

F = hb = 0.067 ∙ 0.064 = 0.004288 м2

X1 = b / 2 = 0.032 м

Y1 = h / 2 = 0.0335 м

Определим моменты инерции сечения в отдельности и всего сечения в целом:

Учитывая поправку Штейнера получим JX :

JX = (b h3 / 12+ F ∙ (y) 2) ∙ 4 = 0.000352268 м4

Определим момент сопротивления относительно нейтральной линии:

W = JX / YC = 0.0033709 м3

Определим напряжения возникающие в сечение 7-7:

τ = Q / ∑Fст = 7.23 МПа,

где

Q = 124 кН;

∑Fст = 0.017152 м2

σ = N /Fвсего сечения = 27.05 МПа,

где

N = 463.9 кН;

Fвсего сечения = 0.017152 м2

σ ЭКВ = = 29.8 МПа

По окончанию расчетов рукояти, стрелы и ковша примем сталь марки 09Г2С ГОСТ 19282-73 с пределом текучести 305 МПа, которая рекомендуется в "РД 2201…86" для проектирования металлоконструкции экскаватора.

Заключение

В проекте, в соответствии с темой "Проектирование рабочего оборудования одноковшового экскаватора", было спроектировано рабочее оборудование экскаватора, состоящие из стрелы, рукояти и ковша, тяги, коромысла с привязанными к ним гидроцилиндрами. Для осуществления данного проекта проведены расчеты:

- разработка базовой части гусеничного экскаватора;

- определение основных параметров рабочего оборудования;

- расчет рабочего оборудования;

- расчет параметров ковша;

- расчет объёмного гидропривода рабочего оборудования экскаватора;

- расчет параметров насосно- силовой установки. Выбор типоразмеров насосов и первичного двигателя;

- расчет металлоконструкции рабочего оборудования;

В результате данных расчетов получили основные характеристики экскаватора:

- объём ковша – 0.4 м3;

- глубина копания – 5.91 м;

- максимальная высота выгрузки – 4.6 м;

- максимальный радиус копания – 8.9 м;

- угол поворота рабочего оборудования - 360º;

экскаватор ковш гидроцилиндр металлоконструкция

Список литературы

1. Крикун В.Я., Манасян В.Г. "Расчет основных параметров гидравлических экскаваторов с рабочим оборудованием обратная лопата" Издание первое – М., "Издательство Ассоциации строительных вузов", 2001 г.

 Скачать реферат