Расчет устойчивости экскаватора с рыхлительным оборудованием

 

Устойчивость экскаватора характеризуется коэффициентом устойчивости.

Ку = Му / Мо;                                                                           (38)

где Му - момент сил, удерживающий экскаватор от опрокидывания;

Мо - момент сил, способствующих опрокидыванию экскаватора

Устойчивость обратной лопаты проверяется по двум обратным схемам. На рис №4 предполагается, что происходит отрыв ковша у бровки забоя.

Из уравнения моментов всех сил относительно оси шарнира пяты стрелы определяют реакцию грунта Р_01, которую полагают направленной перпендикулярно прямой, соединяющей ось шарнира пяты стрелы с зубом ковша.

Р₀₁ = Sn * Sn^I * ГS - Gc гс - Gp гр - Gк гк / го;                         (39)

Р₀₁ = 3 * 3,3 * 4 - 0,74 * 3,4 - 0,83 * 5,1 - 0,97 * 5,3 /8 = 25,09 / 8 =3130кгс

Второе расчетное положение соответствует разгрузке липкого грунта на максимальной высоте ковша показана на рис №4

 

Рисунок №4 - Схема к расчетам устойчивости экскаватора

 

Опрокидывание машины происходит относительно точки А. Опрокидывающий момент Мом определяется по формуле:

Мом = Gp (rp - a₂) + Gc (rc - a₂) + Po ro^I;                                 (40)

Мом = 0,83 (5,1 - 1,27) + 0,74 (3,4 - 1,27) + 0,97 (5,3 - 1,27) + 3,13 * 5,3 = 25,23т

Удерживающий момент определяется по формуле:

Му = Gn (r₁ + a₂) + Ga (r₂ + a₂) + G₁ a₂;                                     (41)

Му = 1,25 (2,78 + 1,27) + 1,56 (1,50 + 1,27) + 5,766 * 1,27 = 16,7т

Коэффициент устойчивости обратно лопаты с рыхлительным оборудованием.

Ку = 25,23 / 16,7 = 1,5;

Мом^I = Gp (rp - a₂) + Gc (r₂ - a₂) + Gk (rk - a₂);                                  (42)

Рисунок №5 - Схеме к расчету устойчивости экскаватора

 

Моn^I = 0,74 (5,5 -1,27) + 0,7 (3,4-1,27) + 0,83 (6,8 - 1,27) * 3,7 = 35,03т;

Удерживающий момент.

Му = Gn (r₁ + a₂) + Ga (r₂ + a₂) + Gт a₂;                                     (43)

Му = 1,25(2,78 + 1,27) + 1,56 (1,50 + 1,27) + 5,766 * 1,27 = 16,7т

Коэффициент устойчивости при выгрузке ковша

Ку = 35,03 / 16,7 = 2

Вывод: Определили устойчивость экскаватора при копании ямы, которое составило коэффициент устойчивости 1,5; а при выгрузке грунта с ковша Коэффициент составил 2.

Технологическая часть

 

Технологический процесс изготовления детали состоит из операции, которые заполняются технологические карты, прилагаемые пояснительной записке.

Расчет технологического процесса и определение режимов резания производятся на основе данных заготовке и ее габаритных размеров, материала, технических данных станков, инструментом и затрат времени на изготовление деталей.

Деталь:                          палец;

Материал:                     сталь 40 ГОСТ - 1050-74;

Характер заготовки:     прокат  125 * 700  1,5;

Вес заготовки:               25кг.;

Станок:                          1 Е 365Б / 32, [8], токарный;

Скорость главного двигателя:            об/мин 22-1500;

Подача:                         мм/мин 0,25-1,6;

Мощность главного двигателя:          кВт 15;

Инструмент:                  резец Т16 К6 1=45⁰;

Станок:                          6 Н 10 [8] фрезерный;

Частота вращения шпенделя:             об/мин 50-2240;

Подача:                         мм/мин 25 -1140;

Мощность привода:     кВт 3;

Станок:                          2554 Ф/37 [8];

Скорость главного движения:            об/мин 18-2000

Подача:                         мм/мин 0,05-5;

Мощность привода:     кВт 5,5.

Расчет режимов обработки и затрат времени на изготовление детали.

Методика расчетов взята из [8], стр. 5

Переход 1.

Точить поверхность 1 и торец 8. При этом устанавливаем глубину резания t₁ = 1мм, подача исходя из возможностей станка S = 1мм, скорость резания V = 731м/мин при частоте вращения шпенделя 1500об/мин.

Определяем основное время.

То = L / S * ;                                                                            (44)

где L - длина обрабатываемой поверхности, L = 700

То^{первого прохода} - 700 / 1 * 1500 = 0,46мин;

То^{второго прохода} - 700 / 1 * 1500 = 0,46мин;

То^{торца прохода} - 130 / 1 * 1500 = 0,08мин;

Сумма основного времени равна 1 минуте.

Время вспомогательное складывается из:

Т₁ - время перехода, Т₁ - 0,6мин.

Т₂ - время изменения подачи, Т₂ - 0,06мин.

Т₃ - время контроля, Т₃ - 0,06мин.

Т₄ - время перемещения частей станка, Т₄ - 0,05мин.

Т_в = 0,6 + 0,06 + 0,06 + 0,05 = 0,77мин для каждой операции

Переход 2

Точим поверхность 2.

Определяем основное время одного прохода.

То = То = L / S * ;                                                                   (45)

где L - 262мин;

S - 1500об/мин;

 - 1мм;

То = 262 / 1 * 1500 = 0,174мин,

При глубине резания t = 1мин необходимо сделать 12 проходов, при этом основное время равно.

То = 0,174 * 12 = 2,09мин

Определяем вспомогательное время

Т₁ - время перехода, Т₁ - 0,16мин.

Т₂ - время установки глубины резания, Т₂ - 0,01мин.

Т₃ - время контроля, Т₃ - 0,06мин.

Т₄ - время перемещения частей станка, Т₄ - 0,05мин.

Т_в = Т₁ + (Т₂ * 12) + (Т₄ * 12) + Т₃,                                            (46)

Т_в = 0,16 + (0,01 * 12) + 0,06 + (0,05 * 12) = 0,94мин

Переход 3

Точить поверхность 3 со снятием фаски 7

Т₁ = 1мин; S = 1мин;  = 800об/мин;

Определим скорость резания

V = П * L * n / 1000;                                                                 (47)

где L - длина обрабатываемой поверхности, L = 120

V = 3,14 * 120 * 800 / 1000 = 301,4мм/мин,

Основное время равно

То₁ = 120 / 1 * 800 = 0,15 на один проход.

Основное время, затрачиваемое на одну операцию

То = То₁ * F;                                                                               (48)

где F - количество проходов, F = 4;

То = 0,15 * 4 = 0,6мин.

Вспомогательное время складывается из:

Т₁ - время перехода, Т₁ - 0,1мин.

Т₂ - время установки подачи, Т₂ - 0,06мин.

Т₃ - время контроля, Т₃ - 0,06мин.

Т₄ - время перемещения частей станка, Т₄ - 0,05мин.

Т_в = Т₁ + (Т₂ * 4) + (Т₄ * 4) + Т₃;                                                (49)

Т_в = 0,1 + (0,06 * 4) + 0,06 + (0,05 * 4) = 0,6мин

Переход 4

Точим фаски 7, 127; Инструмент: резец Т15К6; t = 1мин; S = 0,4об/мин;  = 1500.

Определим скорость резания фаски 7

V = П * L * n / 1000;                                                                 (50)

где L = d = 120мм, L * 12 *15 = 152мм,

V₇ = 3,14 * 120 * 1500 / 1000 = 565,2мм/мин,

Определяем основное время

То = L / S * ;

То₇ = 15 / 1 *1500 = 0,01мин;

То_12-17 = 6 / 1 *1500 = 0,004мин;

То = То₇ + (То_12-17 + 4) = 0,016мин;

Вспомогательное время складывается из:

Т₁ - время перехода, Т₁ - 0,4мин.

Т₂ - время контроля, Т₂ - 0,3мин.

Т₃ - время перемещения частей станка, Т₃ - 0,25мин.

Т_в = (Т₁ * 5) + (Т₂ * 5) +(Т₃ * 5),

Т_в = (0,04 + 0,3 + 0,25) * 5 = 2,95мин,

Переход 5

Точим поверхность 5, t = 1мин; S = 1мм;  = 1500об/мин.

Определим скорость резания

V = П * L * n / 1000;                                                                 (51)

где L - длина обрабатываемой поверхности, L = 700;

V = 3,14 * 700 * 1500 / 1000 = 730мм/мин,

Определяем затраты основного времени на один проход

То₁ = 235 / 1 *1500 = 0,22мин;

Количество проходов F = 16

То = То₁ * 16 = 0,22 * 16 = 3,52мин;

Вспомогательное время складывается из:

Т₁ - время перехода, Т₁ - 0,4мин.

Т₂ - время контроля, Т₂ - 0,7мин.

Т₃ - время перемещения деталей станка, Т₃ - 0,2мин.

Т₄ - время установки глубины резания, Т₄ - 0,02мин.

Т_в = Т₁ + Т₂ + (Т₃ * 16) + (Т₄ * 16);                                            (52)

Т_в = 0,4 + 0,7 + (0,2 + 0,02) * 16 = 4,62мин,

Переход 6

Точим поверхность 4 и фаску 6.

t = 1мин; S = 1мм; n = 1500мм; V = 730м/мин;

То_м = L / S * n;                                                                           (53)

где L = 10мм,00 = 0,113мин за один переход,

То_n = То₁ * F;                                                                             (54)

где F - количество переходов; F = 16;

To = 0,113 * 16 = 1,8мин;

Вспомогательное время

Т_вп = Т₁ + Т₂ + Т₃; где

Т₁ - время перехода, Т₁ - 0,05мин.

Т₂ - время контроля, Т₂ - 0,07мин.

Т₃ - время перемещения деталей станка, Т₃ - 0,05мин.

Т_вп = 0,05 + 0,07 + 0,05 = 0,17мин

Точим фаску

То_ф = L / S * n;                                                                           (55)

где L = 3;

То_ф = 3 / 1 * 1500 = 0,02мин;

Вспомогательное время

Т₁ - время перехода, Т₁ - 0,05мин.

Т₂ - время контроля, Т₂ - 0,07мин.

Т₃ - время перемещения деталей станка, Т₃ - 0,05мин.

Т_вф = 0,05 + 0,07 + 0,05 = 0,17мин

Основное время общее

Т₀ = Т_оп + Т_оф = 1,82мин;

Переход 7

Точим канавки I - II, Инструмент: резец Т30 К4;

t = 3мин; S = 0,3мм/об; n = 1500об/мин

V = 120 * 3,14 * 1500 /1000 = 656м/мин;

То = 120 / 1500 * 0,3 * 2 = 0,022мин;

Вспомогательное время складывается из:

Т₁ - время перехода, Т₁ - 0,4мин.

Т₂ - время контроля, Т₂ - 0,07мин.

Т₃ - время перемещения деталей станка, Т₃ - 0,1мин.

Т₄ - время на установку глубины резания, Т₄ - 0,2мин.

Т_в = Т₁ + Т₂ + (Т₃ * 2) + (Т₄ * 2);                                                (56)

Т_в = 0,4 + 0,07 + (0,1 *2) + (0,2 * 2) = 1,07мин;

Переход 8

Отрезать деталь; t = 1мин; n = 1500об/мин

То = D / n * t; где

D - диаметр отрезанного конца заготовки

То = 120 / 1500 * 1 = 0,08мин;

Вспомогательное время складывается из:

Т₁ - время перехода, Т₁ - 0,2мин.

Т₂ - время перемещения деталей станка, Т₂ - 0,1мин.

Т₃ - время на установку глубины подачи, Т₃ - 0,1мин.

Т_в = 0,2 + 0,1 + 0,1 = 1,4мин;

Переход 9

Фрезерование паза

Инструмент: Фреза концевая для обработки паза; d = 32

S = 12,5мм; t = 3мм; n = 140об/мин;

То = L / n * S;                                                                             (57)

где L - длина паза, L = 9мм;

То = 9 / 140 * 12,5 = 0,05мин;

Вспомогательное время складывается из:

Т₁ - время на установку детали, Т₁ - 0,2мин.

Т₂ - время на закрепление детали, Т₂ - 0,1мин.

Т₃ - время перемещения инструментов станка, Т₃ - 0,02мин.

Т₄ - время контроля, Т₄ - 0,07мин.

Т₅ - время на установку глубины фрезерования, Т₅ - 0,03мин.

Т₆ - время на снятие детали, Т₆ - 0,01мин.

Т_в = Т_{1 +} Т₂ + Т₃ + Т₄ + Т₅ + Т₆ ;                                                  (58)

Т_в = 0,2 + 0,1 + 0,02 + 0,07 + 0,03 + 0,01 = 0,34мин;

Переход 10

Сверление отверстия 19, Инструмент: Сверла d = 18 с нормальной заточкой

t = 0,25мм; n = 1800об/мин,

То = L / t * n;                                                                              (59)

где L - глубина отверстия, L = 26мм;

То = 26 / 0,25 * 1800 = 0,05мин;

Вспомогательное время:

Т₁ - время на установку детали, Т₁ - 0,20мин.

Т₂ - время на закрепление детали, Т₂ - 0,1мин.

Т₃- время контроля, Т₃- 0,07мин.

Т₄- время перемещения инструмента, Т₄- 0,01мин.

Т₅- время на снятие детали, Т₅ - 0,02мин.

Т_в = 0,15мин;                                                                                 

Т_в = 1,04мин;

Переход 11.

Нарезаем резьбу в отверстия.

Инструменты: Метчих d = 22.

t = 3мм; S = мм; n = 60об/мин

То = 22 / 60 * 1 = 0,36мин

Вспомогательное время

Т₁ - время на закрепление детали, Т₁ - 0,01мин.

Т₂ - время контроля, Т₂ - 0,07мин.

Т₃- снять деталь, Т₃- 0,01мин.

Время, затрачиваемое на отверстия

Т_в = Т₁ (Т₂ * 1) + Т₃;                                                                   (60)

Т_в = 00,1 + (0,07 * 1) + 0,1 = 0,09мин;

Экономическая часть