3 . Выбор и расчёт основных параметров

Рациональность использования массы базовой машины и совершенство ходовой части определяем по коэффициенту удельной грузоподъёмности:

где грузоподъёмность оборудования;

масса базовой машины;

Для колёсных погрузчиков рекомендуют

Эксплуатационная масса погрузчика равна сумме эксплуатационных масс базовой машины и погрузочного оборудования:

Напорное усилие по двигателю приближенно определяем по формуле:

где наибольшая эффективная мощность двигателя;

рабочая скорость внедрения в км/ч;

КПД механической трансмиссии,

коэффициент сопротивления качению;

при колёсной ходовой части

расчётное буксование, при колёсной ходовой части

Напорное усилие по сцепной части:

где коэффициент сцепления движителя;

для колёсных движителей.

Расчётное значение скорости, км/ч:

где номинальная частота вращения вала двигателя, об/мин;

передаточное число трансмиссии;

динамический радиус окружности колеса, м.

Определим скорость запрокидывания:

где коэффициент снижения рабочей скорости в процессе внедрения за счёт падения частоты вращения вала двигателя, снижения производительности гидронасосов, буксования и т.д.

коэффициент смещения;

У гловая скорость запрокидывания ковша;

Скорость подъёма стрелы, выбираем так, чтобы подъём груза был завершен к моменту окончания операции отхода погрузчика на разгрузку:

где длина пути шарнира крепления ковша при подъёме стрелы, и она определяется:

средняя длина пути рабочего хода погрузчика;

скорость обратного холостого хода погрузчика,

Скорость опускания стрелы определяем по скорости подъёма с таким расчётом, чтобы в полости опускания гидроцилиндров стрелы не образовался вакуум:

Величину выглубляющего усилия определяем по условию продольного опрокидывания машины относительно ребра опрокидывания, проходящего под осью опорных колёс:

где эксплутационная масса базовой машины;

масса погрузочного оборудования;

плечи соответствующих сил;

Удельное напорное усилие на кромке ковша:

где наибольшее тяговое усилие по двигателю или по сцепной массе;

наружная ширина режущей кромки ковша;

Удельное выглубляющее усилие на кромке ковша:

4 . Расчёт элементов гидропривода

Усилие на штоке одного гидроцилиндра ковша:

где масса ковша;

количество гидроцилиндров поворота ковша;

мгновенные передаточные числа механизма погрузочного оборудования, определяемые соотношением плеч рычажной системы, для силы и массы ковша

коэффициент запаса, учитывающий потери в гидроцилиндрах и шарнирах;

Мгновенные передаточные отношения механизма вычисляем для положения ковша, соответствующего внедрению в материал:

где плечи приложения сил в нагруженных элементах механизма;

При кинематической схеме механизма с перекрестной системой (рисунок 5) усилия в одном гидроцилиндре стрелы определяют по формуле:

где выглубляющее усилие;

масса погрузочного оборудования без портала;

усилие гидроцилиндра ковша без учёта коэффициента запаса;

количество гидроцилиндров поворота ковша;

количество гидроцилиндров подъёма стрелы;

коэффициент запаса, учитывающий потери в шарнирах и гидроцилиндрах;

плечи сил;

Скорости движения, поршней гидроцилиндров ковша и стрелы, определяем исходя из требуемых скоростей движения ковша и стрелы. Среднюю скорость движения поршней гидроцилиндров ковша вычисляем для положения внедрения:

где мгновенное передаточное отношение от режущей кромки ковша к гидроцилиндрам поворота;

Средняя скорость движения поршней гидроцилиндров стрелы:

где поступательная скорость движения стрелы, отнесенная к шарниру ковша;

ход поршня гидроцилиндра стрелы;

длина стрелы;

угол поворота стрелы;

Рабочее давление (наибольшее давление, возникающее в гидроцилиндрах в процессе равномерного подъёма ковша с номинальным грузом) для наиболее распространённых схем погрузочного оборудования определяем при верхнем положении ковша, когда гидроцилиндры подъёма стрелы имеют наименьшее плечо (рисунок 6):

Максимальная грузоподъёмность – наибольшая масса груза в ковше, который может быть поднят на полную высоту по показателям гидропривода. Её определяем для наименьшего плеча гидроцилиндров стрелы по давлению предохранительного клапана из условия равновесия (рисунок 6):

где диаметр гидроцилиндров стрелы;

количество гидроцилиндров стрелы;

гидравлический к.п.д. гидросистемы на участке насос-цилиндры стрелы;

масса оборудования без портала;

масса основного ковша;

мгновенное передаточное число от ковша к гидроцилиндрам поворота;

плечи действия сил;