Файл: Е. К. Спиридонов 2019 г. 2019 г. Модернизация рабочего оборудования одноковшового экскаватора.pdf

Рисунок 2.3 – Расчетная схема для расчѐта усилия в гидроцилиндре ковша
(Аналогичное усилие будет и на втором ковше).
2.4 Расчет и подбор основного гидравлического оборудования
2.4.1 Расчет гидроцилиндров
Диаметр гидроцилиндра определяется по формуле:
МЦ
с
ВЫТ
Р
F
D







4
(2.10)
МЦ
с
ВТ
Р
F
D









4
(2.11) где F
ВЫТ
- заданное усилие выталкивания гидроцилиндра, Н;
Изм. Лист
№ докум.
Подпись Дата
Лист
25
ЮУрГУ.150302.2019.921.00.00.ПЗ

F
ВТ
- заданное усилие втягивания гидроцилиндра, Н;

P - перепад давления на гидроцилиндре, Па;

МЦ
- механический КПД гидроцилиндра,

МЦ
=0,95;

- коэффициент мультипликации. При расчете гидроцилиндров мы задаемся величиной

=1,6 по ГОСТ 6540-68.
При расчете гидроцилиндра на выталкивание мы используем формулу 2.10, а на втягивание используем формулу 2.11. Принятое значение округляем до ближайшего стандартного.
Рассчитываем диаметры гидроцилиндров на привод стрелы:
На выталкивание:
107
,
0 95
,
0 10 24 14
,
3 10 205 4
6 3
м
D







На втягивание:
135
,
0 95 0
10 24 14 3
6
,
1 10 205 4
6 3
м
D








Принимаем гидроцилиндр 1.24.0.У-

140

90

1000 с диаметром поршня
D=140мм.
Рассчитываем диаметр гидроцилиндра на привод рукояти по формулам (2.10) и (2.11) соответственно:
На выталкивание:
078
,
0 95
,
0 10 24 14
,
3 10 111 4
6 3
м
D







На втягивание:
099
,
0 95
,
0 10 24 14
,
3 6
,
1 10 111 4
6 3
м
D








Принимаем гидроцилиндр 1.24.0.У-

100

63

1000 с диаметром поршня
D=100мм.
Рассчитываем диаметр гидроцилиндра на привод ковша:
Изм. Лист
№ докум.
Подпись Дата
Лист
26
ЮУрГУ.150302.2019.921.00.00.ПЗ

На выталкивание:
072
,
0 95
,
0 10 24 14
,
3 10 95 4
6 3
м
D







На втягивание:
092
,
0 95
,
0 10 24 14
,
3 6
,
1 10 95 4
6 3
м
D








Принимаем гидроцилиндр 1.24.0.У-

100

63

900 с диаметром поршня
D=100мм.
Таблица 2.1- Обозначение гидроцилиндров
Элементы экскаватора
Обозначения гидроцилиндров по ГОСТ 6540-
68
Гидроцилиндры стрелы
1.24.0.У-140

90

1000
Гидроцилиндр рукояти
1.24.0.У-100

63

1000
Гидроцилиндры ковшей
1.24.0.У-100

63

900
Максимальный расход, необходимый для обеспечения заданной скорости движения гидродвигателя будет равен: для втягивания:
ОЦ
z
V
D
Q







4 2
(2.12) где

ОЦ
- объемный КПД гидроцилиндра;
V - заданная скорость движения гидроцилиндра;
Z - число параллельно установленных гидроцилиндров;
Для гидроцилиндров стрелы:
с
м
Q
3 3
2 10 77 2
1 4
2 09
,
0 14
,
0 14
,
3








;
Для гидроцилиндра рукояти:
с
м
Q
3 3
2 10 7
,
0 1
4 1
09
,
0 1
,
0 14
,
3








;
Для гидроцилиндра рукояти:
Изм. Лист
№ докум.
Подпись Дата
Лист
27
ЮУрГУ.150302.2019.921.00.00.ПЗ

с
м
Q
3 3
2 10 14
,
1 1
4 2
09
,
0 09
,
0 14
,
3








;

3. Расчет элементов ковша на прочность
Для надежной работы ковша и оборудования произведем расчет на прочность самых нагруженных элементов – соединение рабочего оборудования с ковшом.
Оси, соединяющие элементы, в основном, работают на срез.
Определим диаметр оси из условия прочности на срез d, мм
],
[
2
СР
Fср
Q




(3.1) где Q – сдвигающая (осевая сила, действующая на ось), Н;
Fср – площадь среза ,
2
мм
;
4 2
d
Fср


(3.2) d – диаметр оси, мм;
[τ
ср
] – допускаемое напряжение среза.
В данном случае имеем ось Ø40f9 мм и ось Ø37h9 мм. Материал – Сталь 40Х
ГОСТ 4543-2016 с допускаемым напряжение среза [τ
ср
]=85 МПа.
Рисунок 3.1 – Схема соединения штока
Изм. Лист
№ докум.
Подпись Дата
Лист
29
ЮУрГУ.150302.2019.921.00.00.ПЗ

Проверим диаметр осей, заданных по условию:
 
,
9
,
3 85 14
,
3 2
2040 4
2 4
1 1
мм
Q
d
ср









(3.3)
 
,
9
,
3 85 14
,
3 2
2040 4
2 4
2 2
мм
Q
d
ср









(3.4)
Из расчетов видно, что диаметры осей выбраны верно.
Данные расчѐты подтверждают работоспособность предлагаемых решений.
4. Разработка предложений по повышению безопасности
эксплуатации экскаватора ЕК-20.
Под безопасностью эксплуатации экскаваторов подразумевают пассивную и активную безопасность, по причине одинаковой важности которых специалисты совершенствуют как основные технические характеристики экскаваторов, так и рабочую среду операторов и их информационное обеспечение.
Нормальной работе оператора на экскаваторе, требующей при выполнении сложных технологических операций повышенного внимания, постоянно сопутствуют различного рода помехи. Для повышения уровня безопасности экскаватор необходимо оборудовать средствами информационного обеспечения, воспринимающими часть функций оператора в соответствии с заданной программой и своевременно отражающей появление нештатных ситуаций.
Прежде чем начать эксплуатацию машины, необходимо прочитать и понять «Инструкцию по эксплуатации и обслуживанию», ознакомиться со всеми
Изм. Лист
№ докум.
Подпись Дата
Лист
30
ЮУрГУ.150302.2019.921.00.00.ПЗ

предупредительными табличками, установленными на машине, и убедиться в полном понимании их значения и содержания. Храните инструкцию в специально отведенном месте в кабине оператора. В случае ее утери или прихода в негодное состояние обращайтесь к официальному дистрибьютору за ее новой копией.
Общие сведения по безопасной работе со специальной техникой:

Только имеющий допуск и специальное образование персонал может производить эксплуатацию и обслуживание специальной техники;

Все работы при эксплуатации и обслуживании специальной техники выполняются в спецодежде и индивидуальных средствах защиты.

Всегда перед началом работ проверяйте исправность защитных средств;

При обнаружении неисправности машины при ее эксплуатации или техническом обслуживании немедленно остановите работу. Сообщите об этом ответственному лицу и предпримите все необходимые действия. Не эксплуатируйте машину до устранения неисправности;

При работе с другим оператором или лицом, ответственным за движение на рабочей площадке, убедитесь в том, что персонал правильно понимает подаваемые рукой сигналы;

Подъем на машину и спуск с нее выполняйте только с помощью перил и ступеней, предназначенных для этих целей. Всегда находитесь лицом к машине и сохраняйте контакт с перилами и ступенями в трех точках. Не опирайтесь на рычаги управления при подъеме и спуске. Никогда не вскакивайте в машину и не спрыгивайте с нее. Не садитесь и не выходите из машины на ходу;

При выполнении операций для улучшения видимости или обеспечения удобства (открывание окон, регулировка сиденья оператора) всегда блокируйте рабочее оборудование (положение ЗАБЛОКИРОВАНО),
Изм. Лист
№ докум.
Подпись Дата
Лист
31
ЮУрГУ.150302.2019.921.00.00.ПЗ

полностью опустив его на грунт и заглушив двигатель. Так вы исключите возможность внезапного движения машины, серьезных травм, материального ущерба;

Никогда не пытайтесь остановить машину, запрыгнув в нее, в случае ее самопроизвольного движения без оператора в кабине;

Не разрешайте кому-либо находиться на или под рабочим оборудованием во время выполнения работ;

Содержите машину и кабину оператора в чистоте.
Меры по обеспечению пожарной безопасности:

Перед заправкой всегда останавливайте двигатель;

После заправки удаляйте подтеки масла или топлива;

Перед началом шлифовальных или сварочных работ на шасси машины уберите все огнеопасные материалы в безопасное место.

Не используйте сварочный аппарат или газовый резак для разрезания трубопроводов или труб, если в них находится огнеопасная жидкость;

Замасленную ветошь и другие огнеопасные материалы убирайте в специальный контейнер;

Проверяйте электропроводку машины каждый день для выявления повреждения или ослабления контактов. Контакты затягивайте и ремонтируйте или заменяйте проводку;

Проверяйте надежность крепления шлангов, зажимов труб, ограждения и амортизаторов. Ослабление крепления может привести к их повреждению и выбросу масла под высоким давлением и стать причиной возгорания;

При проверке топлива, масла, электролита аккумуляторной батареи используйте взрывобезопасную осветительную аппаратуру.
Изм. Лист
№ докум.
Подпись Дата
Лист
32
ЮУрГУ.150302.2019.921.00.00.ПЗ

Меры безопасности при эксплуатации специальной техники
1) Безопасность на рабочей площадке
Перед началом работ осмотрите состояние грунта на рабочей площадке для выбора наиболее безопасного способа выполнения работ, а также для выявления необычных условий, представляющих потенциальную опасность, таких как: наличие легковоспламеняющихся материалов, наличие под рабочей зоной трубопроводов или линий высокого напряжения, отсутствие ограждения препятствующего проникновению посторонних лиц, наличие в непосредственной близости электрических кабелей. При их обнаружении старайтесь не приближаться к ним и держать максимально большое расстояние между машиной и электрическим кабелем. Не разрешайте персоналу приближаться к машине во время выполнения работ вблизи кабелей высокого напряжения. При работе в туннелях, под мостами, под линиями электропередач или в других местах с ограниченной высотой, действуйте без спешки и будьте осторожны, чтобы не задеть окружающие сооружения рабочим оборудованием
2)Безопасность при запуске машины
В начале каждой рабочей смены перед запуском двигателя выполняйте проверку машины (см. Инструкцию по эксплуатации). Если на рычаге управления рабочим оборудованием висит предупреждающая табличка, не запускайте двигатель и не прикасайтесь к рычагам, запускать двигатель и управлять машиной можно только с сиденья оператора, при запуске двигателя подайте предупреждающий звуковой сигнал, никому, кроме оператора, не разрешается находиться на движущейся машине, не прибегайте к короткому замыканию цепи стартера для запуска двигателя.
При запуске в холодную погоду следует обратить внимание на следующее:
Изм. Лист
№ докум.
Подпись Дата
Лист
33
ЮУрГУ.150302.2019.921.00.00.ПЗ

Как следует прогрейте двигатель. Если вы будете пренебрегать полным прогревом двигателя и задействуете рычаги управления, реакция машины на управляющее воздействие может быть замедленной и приведет к непредсказуемым последствиям.
В случае замерзания электролита аккумуляторной батареи не следует заряжать ее или пытаться завести двигатель с помощью иного источника питания. Это может привести к возгоранию аккумуляторной батареи. Прежде чем зарядить аккумуляторную батарею или завести двигатель с помощью иного источника питания (в случае необходимости), следует сначала растопить замерзший электролит и убедиться в отсутствии его утечки.
3)Техника безопасности при передвижении машины
Путь, по которому будет перемещаться экскаватор, должен быть заранее выровнен и спланирован, а на слабых грунтах усилен щитами или настилом из досок, брусьев или шпал. Как правило, в пределах города и на дальние расстояния экскаватор необходимо перемещать на тяжеловозах (трайлерах) или железнодорожных платформах.
Спуск и подъем экскаватора при перемещении его своим ходом можно осуществлять на уклоне дороги, не превышающем максимально преодолеваемый угол подъема экскаватора согласно его техническому паспорту.
Для перехода через мосты, трубопроводы, насыпи и железнодорожные пути необходимо устроить переезд из пластин, шпал или брусьев. Переход экскаватора через сооружения допускается только после получения разрешения от соответствующих организаций, эксплуатирующих эти сооружения. Переход следует осуществлять под наблюдением инженерно-технического работника.
Во время движения экскаватора его стрелу необходимо установить строго по направлению пути следования экскаватора, а ковш — приподнять над землей па высоту 0,5—0,7 м, считая от земли до нижней кромки ковша. Передвижение
Изм. Лист
№ докум.
Подпись Дата
Лист
34
ЮУрГУ.150302.2019.921.00.00.ПЗ