2. Проектирование технологического оборудования самоходных погрузчиков

2.1.Построение кинематической схемы технологического оборудования

Размеры рычажного механизма технологического оборудования определяются заданным вылетом, высотой подъема и параметрами основного ковша. Координаты точки С — оси шарнира стрелы, задаются исходя из конструктивных особенностей и компоновки базового шасси. Высоту H_C (Рис.2.1.) приближенно можно определить по выражению

, (2.1)

где _с — относительная высота шарнира подвески стрелы, _с =1.5...2.0;

R₀ — радиус поворота основного ковша.

Длина стрелы определяется исходя из параметров технологического оборудования и основного ковша по формуле:

, (2.2)

где L — вылет кромки ковша при наибольших высоте и угле разгрузки ковша; R₀ — радиус поворота ковша; l_в — расстояние от оси шарнира крепления стрелы до наиболее выступающей части базового шасси; H — высота разгрузки ковша; H_C —высота оси шарнира крепления стрелы от опорной поверхности;  — угол наклона радиуса поворота ковша;

 =_р +arcsin h_ш /R₀ ; _р — наибольший угол разгрузки ковша; h_ш — высота оси шарнира подвески ковша.

Р ис.2.1. Схема для определения длины стрелы

Параметры L, H_Р ,_Р — определяются в соответствии с рекомендациями, приведенными в разделах 1.3, 1.4 или по ГОСТ 568 Угол поворота стрелы _с принимается равным 85...90 градусов.

Размеры рычажной системы механизма поворота и стабилизации рабочего органа определяются в зависимости от длины стрелы по следующим соотношениям (Рис.2.2.) : l_ш =(0.48...0.5)l_c ; a=(0.11...0.12)l_c ;

b=(0.22....0.24)l_c ; с=(0.27...0.29)l_c ; p=(0.13...0.14)l_c .

Предварительная компоновка кинематической схемы рычажного механизма поворота ковша может быть выполнена в следующем порядке:

1.Сектор движения стрелы от нижнего до верхнего положения разбить на пять равных частей, выделяя при этом положение максимального вылета.

2.В нижнем положении установить ковш в максимально запрокинутом положении (под рекомендуемым углом запрокидывания).

3.В верхнем положении стрелы установить ковш при наибольшем угле разгрузки _р 50⁰ . Угол между направлением радиуса поворота ковша и линией А₅ D₅ выбрать таким образом, что бы в положении разгрузки между точкой А₅ и линией B₅ D₅^! было расстояние (плечо) —  , размер которого можно определить по выражению: =(0.125...0.135) R₀ . Из опыта проектирования погрузчиков рекомендуется выбирать в верхнем положении угол между радиусом поворота ковша и линией D₅^! C₅^! , соединяющей шарниры рычажной системы, в пределах 110...125⁰ .

4.В верхнем положении стрелы (в положении разгрузки) определить длину поворотной тяги d=B₅ D₅^! -B₅ E₅^! =B₅ D₅^! - c.

5.Для всех промежуточных положений стрелы нанести линии A_i D_i параллельно линии A₁ D₁ , что обеспечивает сохранение заданного

Рис.2.2.Схема для расчета параметров кинематики рычажного механизма

положения ковша в процессе подъема стрелы.

6.По принятым размерам элементов рычажной системы (l_ш, a, b, с, p) определить положения точек C_i — верхних точек коромысла.

7. Найти центр окружности, проходящей через все точки C_i — точку F и определить ее координаты x и y относительно точки О — оси крепления стрелы. Точка F является центром оси крепления гидроцилиндра поворота ковша. При очерчивании окружности допускается нахождение точек С_i внутри окружности, что обеспечивает большее запрокидывание ковша в промежуточных положениях стрелы по сравнению с нижним положением. Допускаемое отличие углов запрокидывания ковша в крайних положениях стрелы составляет 15⁰ . Полученный радиус окружности — h_max равен размеру гидроцилиндра поворота ковша при полностью выдвинутом штоке.

8.Для определения хода штока гидроцилиндра поворота ковша провести дугу окружности с центром в точке F, проходящую через точки C₅^! — крайние положения ковша при разгрузке. Радиус дуги окружности — h_min . Ход штока гидроцилиндра поворота ковша S_K =h_max -h_min . Полученное значение хода штока необходимо сравнить со стандартными по ОСТ22-1417-79 и принять ближайшее.

9.Для определения действительных значений углов запрокидывания и разгрузки ковша в промежуточных положениях стрелы верхнюю точку коромысла поочередно установить на дугах окружностей с радиусами h_min и h_max c учетом принятых размеров рычажного механизма в промежуточных положениях. В результате получают действительные положения линий A_i D_i и, соответственно, действительные положения ковша в запрокинутом состоянии и при разгрузке. При этом угол разгрузки ковша в любом положении должен быть не менее 45⁰ . Если действительные значения углов разгрузки менее 45⁰ , то необходимо несколько уменьшить расстояние AD и l_ш и повторить построение в указанной последовательности.

10.Предварительно точка крепления гидроцилиндров подъема стрелы определяется конструктивно. Ход штока при этом может быть рассчитан по выражению(Рис.2.1.)

S= , (2.3)

где — угол поворота стрелы; _о — начальный угол; и n — предварительные размеры установки гидроцилиндров подъема стрелы

S₁² =n² +h² -2n*h*cos₀ ; S₂² =n² +h² -2n*h*cos(  +₀ )

Точное значение хода штока принимается по ОСТ22-1417-79 или по заданию на курсовой проект. Окончательный выбор точки крепления гидроцилиндра подъема стрелы производится в результате расчета оптимальных параметров рабочего оборудования на ПЭВМ по специальной программе.

11.После графических построений кинематики механизма поворота ковша рекомендуется аналитически определить значения углов запрокидывания и разгрузки ковша в промежуточных положениях стрелы. Расчетная схема представлена на Рис.2.3.

11.1. Определить угол BOF=   = +  ,

где = const, принимается из кинематической схемы (Рис.2.3.);

 =arcsin(a/n), n= . Угол поворота стрелы  принимается со знаком +, если стрела находится выше горизонтали и со знаком — , если стрела находится ниже горизонтали.

11.2.Определить расстояние BF= k

k =  . Размер l принимается из кинематической схемы (Рис.2.3.).

Рис.2.3.Схема для проверки углов установки ковша

11.3. Определить угол  =arccos[(b² + h² - k² ) /2bh]. Здесь h=h_max при полностью выдвинутом штоке и h= h_min при полностью втянутом штоке гидроцилиндра поворота ковша.

11.4 Определить угол .

11.5. Определить угол между линиями AB и BE

 =  - =  - -, здесь  =arcsin(a/m)=const.

11.5. Определить расстояние AE

11.6.Определить угол =

11.7.Определить угол наклона линии AD к стреле 

— .

11.8.Определив аналитически углы наклона линии AD к стреле  и задаваясь постоянным углом  между той же линией AD и направлением радиуса R₀ , определить действительные значения углов разгрузки

.

Угол запрокидывания ковша в промежуточных положениях стрелы

.