2328

где dK – длина ножа (расстояние между точками 7.4 и 7.5).

5.3. Методика позиционирования и выбора параметров рабочего оборудования традиционных погрузчиков и с энергосберегающим гидроприводом

Основными механизмами рабочего оборудования фронтального погрузчика являются грузоподъемный механизм, механизм управления ковшом и энергосберегающий механизм. Все расчеты механизмов обычно разделяются на три вида: кинематические, силовые, динамические. Кинематические расчеты обеспечивают технологические функции рабочего оборудования. Силовые расчеты определяют прочностные характеристики механизмов, динамические расчеты необходимы для определения длительности элементов технологического цикла с целью определения производительности машины.

Рассмотрим методику выбора параметров механизмов рабочего оборудования погрузчика четвертой размерной группы (ПК-4) грузоподъемностью QП =3,8 т (рис. 5.8, табл. 5.1).

550 lП =1000

HП

420

z(7)

y

2850 y(7)

Рис. 5.8

Проектирование механизмов рабочего оборудования начинается с выбора длины стрелы Lc , определения высоты погрузки HП и вылета ковша lП по соответствующим корреляционным функциям (4.3), (4.5), (4.6). Для погрузчика ПК-4 принимаем следующие значения этих параметров: Lc =2,79 м; HП =3,1 м; lП =1,0 м. Для заданной грузоподъемности погрузчика QП =4 т необходимо определить номинальную вместимость и основные геометрические параметры ковша. Внутренняя ширина ковша B0 определяется по формуле

B0 BГ b,

где BГ – габаритная ширина ковша, определяемая по табл. 1.2.

Для погрузчика ПК-4 с габаритной шириной ковша BГ =3,61 м находим внутреннюю ширину ковша Bo=3,57 м. Принимая объемную

систему геометрических параметров, рассмотренных в разделе 2,

табл. 2.7.

ковша со стрелой до точки 7.4 ковша – определяется по формуле (2.56) RB =1,12 м. В нижнем предельном положении стрелы расстояние от шарнира вершины стрелы до опорной поверхности (см.

Oz(7) ковша расположена под углом 0 к плоскости днища. Угол 0

для погрузчика ПК-4 приняли положительным: 0 7,5o . Положение шарнира 7.3 ковша на оси O(7) y(7) определяется величиной расстояния между шарнирами по формуле (2.57), которой соответствует зависимость, приведенная на рис. 2.17.

Для погрузчика грузоподъемностью QП =3,8 т принимаем величину l7.1 7.3 0,41 м. Далее необходимо определить и задать размеры плеч рычага 5, длину тяги 6 ковша 7 (см. рис. 5.1). Корреляционные связи этих величин для типоразмерного ряда установлены в функции длины стрелы Lc погрузчика (табл. 5.1).

Таблица 5.1

Параметры механизма управления ковшом для типоразмерного ряда пневмоколесных фронтальных погрузчиков

В табл. 5.2 для типоразмерного ряда погрузчиков показаны относительные горизонтальная и вертикальная координаты шарнира

машин сопровождается увеличением размеров стрелы и рычага поворота ковша. Общей закономерностью является изменение линейных размеров машин в степени 13 от грузоподъемности погрузчика. При соблюдении условий теории подобия относительные геометрические параметры механизмов являются постоянными величинами.

Для механизма поворота ковша фронтального погрузчика с увеличением грузоподъемности появляется необходимость рычаг поворота ковша поднять в перекрестной схеме поворота относительно переднего моста, т.к. разместить рычаг поворота между ковшом и передним мостом становится затруднительно.

Таблица 5.2

Относительные параметры механизма управления ковшом для типоразмерного ряда пневмоколесных фронтальных погрузчиков

В этом случае относительные величины механизма поворота ковша являются некоторыми функциями, зависящими от параметров машины, например грузоподъемности погрузчика QП .

Из табл. 5.2 видно, что координата y4(4).6 шарнира соединения рычага со стрелой практически является константой. При этом вертикальная координата увеличивается более чем в 2 раза. Относительная длина верхнего плеча рычага поворота ковша r1Lc остается практически константой, при этом относительная длина нижнего плеча r2 Lc несколько возрастает. С увеличением грузоподъемности увеличивается относительное расстояние между шарнирами ковша l 7.1 7.3Lc . Причина этого явления заключается в значительном изменении условий работы тяжелых погрузчиков (прочные грунты и материалы). На рис. 5.10 показана зависимость относительного расстояния между шарнирами ковша l 7.1 7.3Lc от грузоподъемности QП . Размеры звеньев механизма управления ковшом используем для моделирования положений рабочего оборудования и ковша во всех рабочих позициях и определения параметров движения звеньев рабочего оборудования фронтального погрузчика. Одной из главных задач

решения этой задачи с использованием

Выполним сборку стрелы,

рычага, тяги и ковша в системе координат Оyz на рис. 5.11.

213

7.8

7.8

7.5 7.4 7.5

Рис. 5.11

Рис. 5.12

Стрелу подсоединяем к порталу в шарнире 3.7, имеющему координату z3.7 в основной системе координат Оyz. В нижнем

предельном положении вершина стрелы 4.3 находится над опорной поверхностью на высоте z4.3 zСТР. . К стреле, показанной в нижнем

предельном положении, подсоединяем ковш в трех положениях.

В первом положении ковш устанавливается днищем на уступе,

K (45 50o). Далее стрела устанавливается в верхнее предельное положение таким образом, чтобы обеспечить высоту погрузки

HП =3100 мм и угол разгрузки ковша K (50 55o). К вершине стрелы в верхнем положении присоединяем ковш в трех положениях: в горизонтальном положении угол ковша K 0, в запрокинутом и

разгруженном положении угол ковша K 50 55o . Известны рациональные значения углов ковша в указанных положениях.

В табл. 5.3 приведены минимальные значения углов разгрузки ковша для разных видов материалов [77]. Задавать углы

опрокидывания (разгрузки) ковша больше 50o нецелесообразно, т.к. это приводит к снижению производительности погрузчика вследствие увеличения длительности элементов рабочего процесса, которые пропорциональны величине угла поворота ковша. Угол опрокидывания (разгрузки) ковша для стрелы вверху задаем

K 50o.

К стреле вверху подсоединяем рычаг в шарнире 4.6 стрелы, при этом нижний шарнир рычага соединяем тягой с шарниром ковша для трех положений ковша и рычага. Эту же операцию выполняем для стрелы внизу (см. рис. 5.11). Для стрелы вверху и внизу реализуется одно конкретное значение угла ковша из заданных диапазонов, которое конструктор рассматривает по своему убеждению как рациональное значение. В результате для стрелы внизу и вверху имеем точки 1, 2, 3, определяющие положение рычага для разных положений ковша. Найденным нижним точкам рычага 1, 2, 3 соответствуют точки для верхнего плеча рычага. Вверху это точки 1 , 2 , 3 , внизу точки 1 , 2 , 3 . Теперь становится возможным определить положение точки 3.10 шарнира гидроцилиндра управления ковшом и определить длины гидроцилиндров ковша c5min , c5max. Для решения этой задачи необходимо для точек 1 , 1

подобрать радиус окружности с центром в точке 3.10, который определяет горизонтальное положение передней стенки ковша в верхнем и нижнем положениях стрелы. Через точки 2 , 2 из центра