Копание поворотом рукояти

Длина рабочего хода поршня гидроцилиндра рукояти:

 

x_р = 1_k = 0,82 м; (5.1)

 

Принимаем: v_шт = 0,25 м/с; ψ = 1,65.

Минимальное время копания:

 

t_min = (ψ·x_р)/v_шт = (1,65 ∙ 0,82)/0,25 = 5,4 с. (5.2)

 

где ψ - отношение площади и полости цилиндра F₁ к площади штоковой полости F₂.

Работа копания поворотом рукояти:

 

А_р = А_уд ·q· (к_н/к_p) = 260∙0,55 = 143 кН∙м. (5.3)

 

где А_уд - удельная работа копания, Ауд = 200...280 кН∙м/м³;

q - ёмкость ковша, м³;

k_н и k_р - коэффициенты наполнения и разрыхления, k_н /k_р = 1,0;

 

Расчётное давление в гидросистеме при насосах переменной подачи:

 

Р_расч = Р_{mах р}/n = 3/2 = 16 МПа. (5.4)

 

где р_mах - давление настройки предохранительного клапана;

n - диапазон регулирования насоса.

Площадь поршневой полости гидроцилиндра:

 

F₁ = A_p/(P_расч·x_p·η_р.о) = 143∙10³/(16∙10⁶∙0,82∙0,85) = 0,0128 м².(5.5)

 

Диаметр цилиндра:

(5.6)

d_ц

 

Полный ход поршня:

 

x_р.п = 2·l_k·sin(φ_p/2) = 2∙0,82∙sin(100/2) = 1,25 м. (5.7)

 

Принимаем гидроцилиндр второго исполнения 1.2 – 125x1250.

5.2 Копание поворотом ковша

 

Работа копания:

 

А_к = kА_уд(к_н/к_р)q = 1,2^.260∙1^.0,55 = 171,6 кН∙м. (5.8)

 

где k – коэффициент, учитывающий отношение полного угла поворота ковша к рабочему углу его поворота при наполнении, k = 1,2-1,3.

 

Максимальное усилие копания:

 

P_max = (0,95A_удq)/R (5.9)

 

Р_max = (0,95∙ 260∙0,55)/1,2 = 113,2 кН,

 

где R_k - радиус окружности, описываемой лезвием среднего зуба, м.

 

Расчетное давление в гидроцилиндре:

 

р_расч = p_max/n, (5.10)

 

Р_расч. = 32/2=16 МПа.

 

где р_mах - давление настройки предохранительного клапана

n - диапазон регулирования насоса.

 

Необходимый рабочий объем гидроцилиндра:

 

W = A_k/(P_расчη_{п. к}) = 171,6∙10³/(16 ∙10⁶∙0,88) = 0,0122 м³. (5.11)

 

где η_п.к. - коэффициент полезного действия механизма поворота ковша, включая коэффициент полезного действия гидроцилиндра.

 

Полный угол поворота ковша:

 

α_к = 155°.

 

Угол поворота звена l₄:

 

α₄ = α_к (l₆/l₄) = 155(0,35/0,46) = 117,9°. (5.12)

 

Ход поршня:

 

х_п = 2l₄sin(α₄/2) = 2∙0,46∙sin (117,9/2) = 0,8 м. (5.13)

 

Принимаем гидроцилиндр поворота ковша с диаметром, равным диаметру гидроцилиндра рукояти 1.1-125х800.

 

Рабочий объем цилиндра при принятых значениях d_ц и x_п:

 

W' = π·d_ц²·x_п/4 = 0,785∙0,125²∙0,8= 0,0123 м; (5.14)

 

W' ≥ W.

0,0123>0,0122

 

Скорость движения штока при номинальной подаче обеими секциями насоса:

 

v_шт = (4Q η₀)/(π·d_ц²) = (4∙156,2∙10^-3.0,96) /(60∙3,14∙0,125²) = 0,2 м/с (5.15)

 

где Q_н - номинальная подача насоса;

η₀ - объёмный коэффициент полезного действия системы от насоса до гидроцилиндра, η₀ = 0,96.

 

Угол поворота ковша в рад:

 

α_к = 155/57,3 = 2,7 рад.

 

Время перемещения штока:

 

t_шт = x_п/v_шт = 0,8/0,2 = 4 с. (5.16)

 

Угловая скорость:

 

ω = α_к/t_шт = 2,7/4 = 0,68 с^-1. (5.17)

 

Подъём рабочего оборудования

 

Работа, затрачиваемая на подъём рабочего оборудования.

 

А_с = 380∙10³ Н∙м.

 

Принимаем z=2, Р_расч ⁼ 32/2 = 16 МПа, η_с.м = 0,8.

 

Рабочий объем гидроцилиндров подъема стрелы:

 

W =А_с/Р_рас Z η_с.м =380^.10³/(16∙10^6.2∙0,8) = 0,0148 м³. (5.18)

 

где Р_расч - расчётное давление рабочей жидкости;

η_с.м-коэффициент полезного действия стрелоподъёмного механизма, η_с.м=0,8;

z - число цилиндров (обычно z = 2).

 

Из расчета геометрических размеров рабочего оборудования имеем: х_с=0,87 м; у_с=1,21 м; х_о=0,42 м; у_о=1,59 м; ОА=l₁=1,95м; α_c^’ = 50⁰ , α_c^’’ = 45⁰.

Параметры, определяющие величину хода поршня подъема стрелы:

 

 

Диаметр цилиндра подъема стрелы

 

(5.25)

 

Принимаем цилиндр и гидроцилиндр d ^x S=160 ^x900 по ГОСТ6540-68.

 

РАСЧЁТ МЕХАНИЗМА ПОВОРОТА