Модернизация ковша экскаватора

 Перечень чертежей:

1. Чертёж рабочего оборудования обратной лопаты А1 с обозначением размеров, позиций и следующими техническими характеристиками:

• Максимальная емкость ковша - 670 л;
• Давление в гидросистеме - 35 МПа;
• Радиус копания - 1,07 м;
• Максимальная толщина срезаемой стружки - 1.55 м.

Технические требования:

• Покрытие, кроме посадочных мест, резьб - Эмаль МС-17 черная ТУ 6-10-1012-75 один слой кл.6 ГОСТ 9.032.-74;
• Перед эксплуатацией проверить на герметичность;
• Смазка шарниров - Литол 24.

2. Рабочий чертёж ковша переменной ёмкости А1 с указанием размеров, позиций и техническими характеристиками и требованиями:

• Ширина резания - 0,78 м;
• Ширина зуба - 0,08 м;
• Число зубьев – 4.

3. Чертёж втулки в двух проекциях на формате А4 с обозначением размеров, шероховатостей, допусков, назначением материала и техническими требованиями:

• Твердость - НВ 220-229;
• Неуказанные предельные отклонения размеров

4. Рабочий чертёж пальца А4 с указанными размерами, шероховатостями, допусками, назначением материала и техническими требованиями.

Дополнительные материалы: расчётно-пояснительная записка прилагается на 22 страницах. В пояснительной записке рассмотрена конструкция рабочих органов экскаваторов:

Рассмотрен обзор существующих конструкций:

Представлены общие сведения:

В качестве сменных рабочих органов гидравлических экскаваторов при выполнении земляных работ используют ковши обратных и прямых лопат, ковши для дренажных работ и рытья узких тран­шей, ковши с зубьями и со сплошной режущей кромкой, двухчелюстные грейферы для рытья траншей и котлованов и погрузки крупнокусковых мате­риалов и камней, погрузочные ковши большой вместимости, бульдозерные отвалы для засыпки ям, траншей, захваты для погрузки труб и бревен, крановую подвеску для различных грузоподъемных и монтажных работ, многозубые и однозубые рыхлители для рыхления грунтов и взламывания асфальтовых покрытий, пневматические, гидравлические и гидропневматиче­ские молоты многоцелевого назначения со сменными рабочими инструментами.

         Выполнен обзор патентной литературы, из которого сделан вывод, что за основу в проекте взято решение задачи, представленное в патенте на изобретение №941477. Оно имеет немного усложненную конструкцию, в частности  рычажно-ползунный многозвенник. Следовательно, основная задача - упрощение данной конструкции.

В таблице представлена техническая характеристика базовой машины:

Представлены данные для расчета:

• Длина рукояти - 3,10 м, масса - 895 кг;
• Длина стрелы - 4,80 м, масса - 1265 кг.

Рассмотрено проектирование рабочего органа:

Выполнен расчет геометрических параметров:

• Угол резания для ковша – 22-37°;
• Ширина ковша – 0,7 м;
• Расстояние между зубьями – 160 мм;
• Радиус кривизны дна ковша – 0,2 м, резания зубьев – 1,07 м.

Произведён расчет сил резания и копания грунтов:

• Максимальный момент копания – 86,4 кНм, усилие – 80,8 кН;
• Усилие резания на кромке ковша – 70,25 кН;
• Толщина стружки – 1,55 м;
• Вес грунта в ковше – 1,23 т;
• Объем грунта при естественной влажности – 0,73 м³;
• Вес ковша – 1,36 т;
• Горизонтальное усилие копания – 65,1 кН, вертикальное – 19,53 кН.

Произведён подбор гидрооборудования:

Рассмотрено определение усилия в гидроцилиндре ковша – 185 кН.

Выполнен подбор гидроцилиндра поворота ковша:

• Тип – поршневой, исполнение - 1-е;
• Нормаль - 0Н22-176-69, обозначение - 1- 125 х 800;
• Диаметр поршня - 125 мм, штока – 60 мм;
• Ход поршня – 800 мм;
• Масса - 34,3 кг.

Произведён подбор гидроцилиндра хода подвижной стенки:

Выбран гидроцилиндр поршневого типа 1, исполнение 1-е. Нормаль - 0Н22-176-69, с одной стороны крепление в виде вилки, обозначение 1.1- 90 х 250, диаметр поршня – 90 мм, штока – 40 мм, ход поршня – 250 мм, масса – 16 кг.

Начальное и конечное положения подвижной стенки изображены на рисунках.

Выполнены расчеты на прочность:

Рассмотрен расчет цилиндрического шарнира А:

• Диаметр пальца – 0,018 м;
• Геометрические параметры проушины: радиус – 50 мм, высота – 100 мм, масса – 27 мм.

Выполнена проверка пальца на смятие, после которой установлено, что прочность пальца обеспечена.

Рассмотрен расчет сварного шва – 87 МПа, где при проверке на опрокидывание проушины относительно точки А под действием сил, проушина дополнительно прижимается. Прочность шва обеспечена.

Выполнен расчет цилиндрического шарнира Б:

• Диаметр пальца – 0,02 м;
• Допускаемое напряжение среза – 144 МПа;
• Сопротивление материала – 160 МПа.

Выполнена проверка пальца на смятие для Стали 20, откуда следует, что прочность пальца обеспечена.

Рассмотрен расчет цилиндрического шарнира В

• Усилие на гидроцилиндрах – 287000 Н;
• Число плоскостей среза – 6.

При проверке пальца на смятие установлено, что прочность пальца обеспечена.

Представлены технико – экономические расчеты:

Выполнен расчет производительности, где техническая производительность – 87,1 м³/ч,  эксплуатационная – 627 м³/смен.

Произведён расчет мощности, расходуемой на копание грунта – 26,6 кВт, при удельной энергоемкости копания – 2*10⁵ Дж/м³ и продолжительности копания – 9 с.

В программе: Компас 3D v, AvtoCAD