Расчет усилий, возникающих при копании грунта Определение усилий на штоках гидроцилиндров экскаватора. Выбор гидроцилиндров по госТу

Очевидно для каждого из силовых цилиндров (стрелы, рукояти, ковша) необходимо учесть наиболее тяжёлые условия работы и для этого случая производить расчёт.

Расчёт усилия ковша

Усилие в цилиндре поворота ковша определяем из условия разработки грунта под действием усилия цилиндра поворота ковша , а остальные цилиндры находятся в запертом положении и рабочее оборудование (стрела – рукоять) представляют жёсткую конструкцию.

Для определения усилия в

цилиндре ковша пользуемся следующей формулой:

Р₀₁– силы сопротивления грунта копанию:

Р₀₁=к_удел.·А, кН

где к._удел.=200*10³ Н/м² – удельное сопротивление копанию грунта ;

А– ширина ковша;

Р₀₁=200*10³ ·0,58=116000 Н =116 кН;

где - расстояние от оси гидроцилиндра до ковша.

-длина ковша

G_к=V_ковш·1,7= 0,32·1,7=0,54– вес ковша, кН;

Расчет усилия рукояти

Наиболее тяжёлыми условиями работы является случай, когда разработка грунта осуществляется только цилиндром рукояти. Для определения усилия в цилиндрах рукояти принимаем за расчётное положение аналогичное, как и в предыдущем случае, т. е. предполагаем, что копание производим только цилиндром рукояти, остальные цилиндры находятся в запертом положении.

Для определения усилия в цилиндре рукояти пользуемся следующей формулой:

где =0,5 м - расстояние от оси гидроцилиндра до ковша.

К=4,5 - поправочный коэффициент в учебных целях

=0,66 м -длина ковша

=2,1 м -длина рукояти

Расчет усилия стрелы

Наиболее тяжёлыми условиями работы является случай, когда разработка грунта осуществляется только цилиндром складывания стрелы, а остальные находятся в запертом положении.

Для определения усилия в цилиндре стрелы пользуемся следующей формулой:

=4,2 м – длина стрелы

=0,15

Усилие на аутригерах

Для определения усилия в цилиндре аутригера пользуемся следующей формулой:

Выбор гидроцилиндров по ГОСТу

Расчет гидроцилиндров ковша

Диаметр цилиндра ковша рассчитываем по формуле:

где к_р.=1,3 –

Р=32 Мпа – давление в гидросистеме

ΔР=32-0,5=31,5 МПа

Из справочника [приложение табл. А5] принимаем

Тип У4564.2

100х70х400.

Расчет гидроцилиндров рукояти

где к_р.=1,3 –

Р=32 Мпа – давление в гидросистеме

ΔР=32-0,5=31,5 МПа

Из справочника [приложение табл. А5] принимаем

Тип ГС90 900.20.001

90х100х980.

Расчет гидроцилиндров стрелы

где к_р.=1,3 –

Р=32 Мпа – давление в гидросистеме

ΔР=32-0,5=31,5 МПа

Из справочника [приложение табл. А5] принимаем

Тип У4564.2

100х90х500.

Расчет гидроцилиндров аутригера

где к_р.=1,3 –

Р=32 Мпа – давление в гидросистеме

ΔР=32-0,5=31,5 МПа

Из справочника [приложение табл. А5] принимаем

Тип Ц 40 200-11

40х22х200.

Таким образом, проведенные расчёты показали, что при работе разными видами рабочего оборудования на гидроцилиндры действуют различные силы, и соответственно диаметры гидроцилиндров предназначенных для работы с максимальными усилиями разные. Поэтому, что бы рабочее оборудование и сам экскаватор удовлетворяли эксплуатационным требованиям работая как прямой, так и обратной лопатой с максимальными усилиями, выбираем по табл. А5 [приложение] следующие гидроцилиндры:

Один гидроцилиндр стрелы: Тип У4564.2 100х90х500

Один гидроцилиндр складывания стрелы: Тип У4564.2 100х90х500

Один гидроцилиндр рукояти: Тип ГС 90 900.20.001 90х100х980.

Один гидроцилиндр ковша: Тип У4564.2 100х70х400.

Один гидроцилиндр аутригера: Тип Ц 40 200-11 40х22х200.