Добавил:

ivanov666 Опубликованный материал нарушает ваши авторские права? Сообщите нам.

Вуз:

Башкирский Государственный Аграрный Университет

Предмет:

[НЕСОРТИРОВАННОЕ]

Файл:

книги из ГПНТБ / Борисов А.М. Сельскохозяйственные погрузочно-разгрузочные машины

.pdf

Скачиваний:

Добавлен:

23.10.2023

Размер:

7.35 Mб

Скачать

☆

<<< < Предыдущая 12 / 172 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 > Следующая >>>

Ковши большинства погрузчиков напорного действия присо

единены к стреле	при помощи	кронштейнов,	расположенных
на задней или боковых стенках ковша:
Представляет	значительный	интерес присоединение		ковша
к стреле непосредственно у передней режущей			кромки	(рис. 6).

Такой способ присоединения ковша обеспечивает максимальную погрузочную высоту при опрокидывании ковша.

Расчет основных параметров погрузчиков напорного дей ствия. Правильное конструирование погрузчиков основывается на их точном расчете. Однако до настоящего времени нет еди ной методики расчета сельскохозяйственных погрузчиков пери


одического		действия.		Расчет этих		погрузчиков			в	настоящее
время ведется по нормам					и методам, принятым в строительном
и дорожном машиностроении, а также							по	рекомендациям, ис
пользуемым		при	расчете		промышленных			подъемно-транспорт
ных машин.
Эти рекомендации и методы не учитывают специфики рабо
ты	сельскохозяйственных				погрузчиков,		от	которых		требуется
при	небольшой удельной				металлоемкости			высокая		производи
тельность, связанная				со	значительными скоростями					движения
рабочих органов,			и	способность к		работе в			разнообразных
условиях		при	резких		колебаниях		окружающей			темпера
туры.

Из разнообразных сочетаний нагрузок, действующих на по грузчик во время его работы, возможно выделить два основных

случая.

Первый

случай — нормальные нагрузки

рабочего

состояния.

Это нагрузки,

которые

воспринимает

погрузчик при

работе в

нормальных

условиях

эксплуатации

(номинальный

вес

груза,

плавные

пуски

торможения,

нормальный

уклон

рельефа).

По

этим

нагрузкам

погрузчик

рассчитывают

на

выносли

вость

(усталость),

долговечность, износ и нагрев. При перемен

ных значениях нагрузок, в том числе веса поднимаемого

груза,

расчет

следует

вести

не по максимальной

их •величине,

а по

среднему

значению.

Второй

случай — максимальные

нагрузки

рабочего

состоя

ния. Это предельные нагрузки, которым подвергается

погруз

чик в наиболее тяжелых условиях

при

работе

полным

грузом.

Максимальные

нагрузки могут

вызываться

максимальными

статическими сопротивлениями (отрыв слежавшегося, соломис того материала от основной его массы), резкими пусками и торможениями механизмов, максимально допустимым уклоном рельефа, максимальной силой ветра.

По	этим	нагрузкам		рассчитывают		прочность и устойчи
вость	погрузчика в		целом		и отдельных	его	элементов. При
назначении		нагрузок	в	этом	случае следует		руководствоваться

только действительно возможными их сочетаниями. Максималь ные нагрузки рабочего состояния обычно ограничиваются соот ветствующими устройствами (предохранительные и замедлительные клапаны гидросистемы, контрольные штифты и т. п.).

Расчет погрузчиков периодического действия начинается с выбора основных параметров и кинематической схемы, которые определяются назначением погрузчика. Высота погрузки, вылет стрелы и глубина выемки груза, определяющие кинематику погрузчика, выбираются в соответствии с транспортными сред ствами, которые предстоит загружать проектируемому погруз чику.

Предварительный подбор грузоподъемности навесных по грузчиков как напорного действия, так и с поворотной стрелой,

может быть проведен в зависимости от класса трактора,						с ко
торым агрегатируется погрузчик, по табл. 1.
					Таблица	1
Грузоподъемность универсальных навесных				погрузчиков
Номинальная грузо	Тяговый	Номинальная		грузо	Тяговый
подъемность погрузчика	Тяговый	подъемность погрузчика			Тяговый
с ковшом (грейфером)	класс	с ковшом	(грейфером)		класс
для сыпучих материалов	трактора,	для сыпучих материалов			трактора,
(по ГОСТам 1575—61 и	тс	(по ГОСТам 1575-61 и			тс
11733—66), тс		11733—66), тс
0,2; 0,32	0,6—0,9	1,0;	1,25		3,0
0,5; 0,8	1,4-2,0		1,6		4,0

Выбрав по табл. 1 грузоподъемность погрузчика Р, устанав ливают оптимальную производительность Q т/ч, которая для погрузчиков периодического действия может быть определена по формуле

Q = Рп,

где п>—число рабочих циклов, совершаемых погрузчиком в те чение 1 ч,

или

где

V— полезный объем ковша, м3 ;

р—объемная масса погружаемого мате риала, т/м3 ;

Ф= 0,5 -г- 0,9 — коэффициент заполнения ковша;

Т = ( А - + J-L +	+ J - Л ср +t w + tpa3B + tnep + tBttrp -
\ а под ^оп °n.x	V3.X I
	— время рабочего цикла;


перемещение		центра	тяжести	ковша
при	его подъеме на		максимальную
высоту, м;
угол,	образованный		стрелой	в двух
крайних положениях, рад;
расстояние от		центра	тяжести	ковша
до шарнира стрелы, м (см. рис. 1);
перемещение		погрузчика при		погруз

ке, м (для погрузчика,		работающего
фронтальным	способом,		/ П О г — Ю-^"
-т-15 м, для	погрузчика,		работающего
перекидным	способом, /	1 1 0 г	= 8 ч- 10 м)

средняя скорость подъема ковша (из менение скорости обусловливается ки нематикой погрузчика), м/с;

максимальная скорость подъема ков ша, м/с;

ход поршня цилиндра подъема стре лы, м; производительность насоса, л/мин;

плечо цилиндра подъема в конце дви жения поршня, м; объем полости рабочего хода цилин дра подъема, л;

минимальная скорость подъема ков ша, м/с;

объем полости холостого хода цилин дра подъема, л; плечо цилиндра подъема в начале движения поршня, м;

средняя скорость опускания порожне го ковша, м/с, определяемая аналогич но определению скорости подъема; средняя скорость передвижения по грузчика передним ходом (при зачер


пывании	материала), м/с			(скорости
передвижения трактора			выбираются
по тяговой характеристике;				ориенти-
ровочнона	1-йпередаче		и п х	«0,3	м/с;
на 2-й передаче v n x		«0,7	м/с);		по
средняя скорость		передвижения

грузчика задним ходом, м/с; коэффициент совмещения операций цикла;

время зачерпывания груза, с; время разворотов погрузчика, с;


tncp	— время переключения передач, с;
^выгр —время выгрузки груза из ковша, с.
Для		ориентировочных расчетов можно			принять		^ з а м =10 ч-
Ч- 15 с; ^ р а з в » 1 0 с; tnep ~ 3 Ч - 6 с; ^В Ь 1 Г р ~ 5 — 7 с.
В том случае, если на погрузчике установлен цилиндр подъ
ема одностороннего действия, скорость опускания							ковша von
определится объемом цилиндра и расходом рабочей								жидкости
при	вытеснении		ее из цилиндра под действием			веса		опуска
ющихся		частей	погрузчика	по формуле для	и п о д	, где вместо
производительности насоса				Q„ подставляют	расход			жидкости
при	вытеснении		ее из цилиндра подъема Qp . Расход					рабочей
жидкости, л/мин

где

здесь

\|а = 0,62 ч- 0,64 — коэффициент	расхода;
f — площадь проходного сечения, см2 ;
g — ускорение	свободного падения,
м/с2 ;

„10(GCT/?i + GrR)

Z0 = —	— —	перепад напора, м;
	Gc x	— вес стрелы	погрузчика,		кгс;
	G r — в е с грузозахватного				устройства,
		кгс;
	Rt — расстояние от центра				тяжести
		стрелы до оси ее поворота, м;
		R—расстояние	от центра		тяжести
		грузозахватного		устройства до
		оси поворота стрелы, м;
		г — плечо цилиндра подъема, м;
	.Рц — рабочая		площадь	поршня цилин
		дра подъема, см2 ;
		Т — удельный	вес жидкости, го/см3 .

Как следует из приведенной зависимости, повышение произ водительности погрузчика связано с сокращением времени его рабочего цикла.

Для предварительного определения времени рабочего цикла можно пользоваться следующими экспериментальными величи нами:

для фронтальных погрузчиков — 50—80 с; для фронтально-перекидных погрузчиков — 30—60 с.

Определив грузоподъемность и производительность погруз чика, устанавливают основные параметры узлов и механизмов

погрузчика (см. рис. 3). Для этого выбирают			погрузочную
высоту # „ и Н'п, погрузочный	вылет L n	и L ' n ; угол опрокиды
вания рабочего органа а (для	рабочих	органов,	выгрузка из
которых производится путем свободного		высыпания	материала).

Угол опрокидывания рабочего органа погрузчика должен быть таким, чтобы погружаемый материал полностью высыпался. Обычно принимают а = 55°. Размеры Я п и Н'п, L n и L ' n должны обеспечивать нормальное заполнение кузова автомобиля или прицепа без дополнительных затрат труда на распределение груза по площади кузова.

При кинематическом расчете механизма опрокидывания ков ша следует иметь в виду, что для лучшего заполнения его после внедрения в массу погружаемого материала желательно произ

водить дополнительный поворот (запрокидывание)		назад на
угол р=15-=-30°	(см. рис. 3).
Кроме того,	механизм опрокидывания ковша	фронтально-

перекидного погрузчика должен обеспечивать такое положение ковша в пространстве,' при котором исключалась бы возмож ность высыпания погружаемого материала из рабочего органа при переносе его над кабиной трактора.

Механизм подъема стрелы фронтальных погрузчиков всех

типов должен обеспечивать возможность заглубления		рабочего
органа на глубину	h (см. рис. 3), равную 0,2—0,8 м	(ГОСТ
11733—66).
Кинематический	расчет фронтального погрузчика	рекомен

дуется производить графическим способом.

При определении основных параметров погрузчика необхо димо рассчитать устойчивость трактора с навесным погрузчи ком и нагрузки на ходовую систему трактора как при непод вижном тракторе, так и при движении его. Общий вес погруз чика с грузом и трактором не должен превышать допустимых нагрузок на ходовую систему трактора. Кроме того, должны быть определены параметры гидроцилиндров всех механизмов погрузчика, причем расчет должен вестись на отрывное усилие,

которое в 2—3 раза превышает грузоподъемность					погрузчика.
Отрывное усилие Р о т р	в	кгс,	которое может		обеспечить
погрузчик,
р		Моп
* отр		а отр	I
		а отр
где yVfon — опрокидывающий		момент от действия			отрывного
усилия, кгс • м;
а о т р — расстояние от ребра опрокидывания				до точки при
ложения отрывного усилия, м (за ребро опрокиды
вания в этом	случае		принимается	ось переднего
колеса трактора — см. рис. 1).

Для обеспечения устойчивости погрузчика при отрыве груза должно быть соблюдено условие

гДе	М0	= Ga r	а—восстанавливающий		момент		погрузчика,
			кгс • м;
здесь		G a r — суммарный		вес агрегата		(трактора		с по
			грузчиком), кгс;
			а — расстояние	от	ребра	опрокидывания
			трактора	до общего		центра тяжести
			трактора с погрузчиком, м;
	К > 1,05 — коэффициент устойчивости.
В	случае,	если	восстанавливающий		момент Мв		недостато
чен,	необходимое		отрывное усилие		погрузчика		может	быть

обеспечено за счет дополнительного противовеса, который мо жет быть подвешен сзади погрузчика.

В этом случае восстанавливающий момент в кгс-м

		Мв = Gara + Gn B an B ,
где Gn „ —вес противовеса, кгс;						до центра тя
апв —расстояние от ребра опрокидывания
жести противовеса, м.
Суммарная	рабочая площадь			в см2	поршней		гидроцилин
дров подъема	стрелы F u определяется				отрывным		усилием по
формуле
	р _	(Р + Gr)R +	Ротр^отр +		GciR-i		^
где G r — вес грузозахватного устройства					(ковша), кгс;
R — расстояние		в см от центра тяжести				грузозахватного
устройства		(ковша)	до	оси поворота		стрелы погруз
чика	(см. рис. 1);
/?о т р — расстояние		от конца	рабочего		органа	до оси поворо
та стрелы погрузчика, см;

GC T — вес стрелы погрузчика, кгс;

Ri— расстояние от центра тяжести стрелы погрузчика до оси поворота стрелы, см;

г — плечо приложения усилия цилиндра подъема стрелы

:при отрыве груза, см;

р — расчетное рабочее			давление		в гидросистеме, кгс/см2 ;
•^мех =0,98 — механический к. п. д. передачи.
Суммарная	рабочая	площадь в см2 цилиндров опрокидыва
ния ковша F'	определяется			также	отрывным	усилием по
формуле
	р- _	Ринг. + {Р + Gi-Уз
	ц		'		'
где г\ — плечо приложения отрывного усилия, см;
гг — плечо	приложения		усилия цилиндров			опрокидывания
ковша, см;
г3 — расстояние от центра				тяжести	рабочего	органа до оси
его поворота, см.

Усилие зачерпывания груза ковшом. Зачерпывание груза во многом определяет производительность погрузчика напорного действия. Обоснованный выбор параметров ковша позволяет обеспечить наибольший коэффициент его заполнения и наилуч шее использование сцепных свойств агрегата. Зачерпывание погружаемого материала ковшом погрузчика осуществляется следующими основными способами (рис. 7): однократным вне дрением ковша в погружаемый материал с последующим пово ротом и подъемом ковша и ступенчатым внедрением и подъемом ковша.

Наиболее простым и распространенным способом зачерпы вания является первый способ (рис. 7, а) с однократным вне дрением ковша. Однако при таком способе зачерпывания, свя-

Рнс. 7. Схема зачерпывания груза ковшом погрузчика напорного действия

занном с глубоким внедрением ковша в штабель и преодоле нием значительных сопротивлений отрыву груза от штабеля, требуется большое напорное усилие трактора.

Использование кинетической энергии агрегата при внедре нии ковша на высоких скоростях ведет, как правило, к полом кам погрузчика или трактора.

Второй способ зачерпывания				(рис.	7,6)—ступенчатый	—
дает	наилучшие	результаты	при	зачерпывании, однако приво
дит	в некоторых	случаях	к увеличению		продолжительности

цикла.

При зачерпывании погружаемого материала могут быть вы делены для простоты расчета два самостоятельных движения: внедрение ковша под воздействием напорного (тягового) уси лия агрегата и поворот ковша (запрокидывание).

В общем случае сопротивление внедрению ковша в погру жаемый материал при движении ковша параллельно опорной плоскости может быть разложено на: сопротивление внедрению передней режущей кромки лезвия ковша и передних кромок боковых стенок Рп; сопротивление от трения внутренних по верхностей ковша (днища и боковых стенок) о зачерпываемый материал Рв ; сопротивление от трения наружных поверхностей ковша о штабель погружаемого материала Р„. Сопротивления

внедрению ковша (кгс) могут быть определены по следующим формулам:

		Рп = kkyBa,							(2)
где	k — коэффициент,		зависящий		от рода		сыпучего груза
	(для песка		£ = 3204-500		кгс/м2 ;		для	щебня —
	k = 600ч-1000		кгс/м2 );
£i = 1,1ч-1,2— коэффициент,			учитывающий увеличение					сопротив
	ления на кромках боковых стенок;
	В — ширина режущей кромки ковша, м;
	а — глубина	горизонтального			внедрения ковша в по
	гружаемый материал, м;
		Р в =	k2P(l + sin^jx,						(3)
где	k2 = 1,04ч- 1,1 — коэффициент,				учитывающий			трение о
		боковые стенки ковша;
	Р = 0,5Ba2Ttga> — вес груза в ковше;
	ср —угол естественного					откоса		погружае
		мого материала;
	fj. = 0,4 -г- 1,2 — коэффициент трения ковша о груз;
	-у — объемный			вес материала, кгс/м3 ;
	Р№ = JGr	+ Р( 1 + sin2?) +			GCT - L ] A3 \|i,
где	k3 — коэффициент,	учитывающий влияние				нагрузки от			веса
	груза Р, грузозахватного			устройства			Gr , стрелы		GC T
	на основание штабеля (при полностью опущенном								ков
	ше /г3 = 1, при поднятом k3			= 0, при обычных				условиях

h= 0,24-0,3).

Втом случае, если при внедрении ковш опирается на рабо чую площадку не всем днищем, а только режущей кромкой, то

сопротивлением от		трения	днища	ковша	о штабель
Ри можно	пренебречь.			ковша Рс
Общее	сопротивление внедрению			ковша Рс	будет равно
сумме рассмотренных		сопротивлений:
		Рс = Рп +	Р. + Р«-		(4)

При этом общее сопротивление внедрению ковша не должно превышать силы сцепления Рк агрегата с поверхностью погру зочной площадки:

	Рс<Рк,
Рк = Ga A>			(5)
&с =0,8ч-0,9— коэффициент	сцепления	для	гусеничного трак
тора.
При определении оптимальной ширины ковша В в м сопро
тивлением от трения днища	о штабель	Рн	можно пренебречь.

Принимаем
		РС		= Р К .				(6)
Тогда	после	подстановок	в	формулу		(6)	соответствующих
значений из формул (3), (4) и (5) получаем
		q		Одг^с
		kk^a +	ft2a27(j. (1 +		sirfi tp) tg ер
При	повороте ковша в		процессе		зачерпывания происходит
упругое	сжатие	материала	перед передней				режущей	кромкой
и дальнейший сдвиг его по вертикальной						плоскости.
Для	расчета	механизма	запрокидывания				ковша	целесооб

разно все силы сопротивления повороту ковша привести к одной

силе Р п О В , приложенной к передней кромке		ковша	перпенди
кулярно радиусу его поворота.
Для определения	приведенной силы Р п о в	можно	воспользо
ваться эмпирическими	зависимостями:

для сыпучих материалов Пов ~(1,6 -- 2,2) Р;

для слежавшихся материалов Л , о в ~ ( 3 - - 4 ) Р .

Расчет устойчивости погрузчика напорного действия с теле скопической рамой (вилочного). Такой расчет приводится для наиболее опасного случая, когда погрузчик находится на нак-

_ L j r

Рис. 8. Усилия, действующие на погрузчик с телескопической рамой

М,p - G p [ & + t f e s i n ( < x + p)]

лонной поверхности, рама его максимально выдвинута и накло нена вперед на угол (3 = 3-f-6° (рис. 8),

где

здесь

Мг

здесь

где

или

здесь

Мв — М г — Мр — Ма — Л 4 в е т •>1,15,
м гр
Мв = Ga r (а — Н sin а) — восстанавливающий	момент,

кгс • м;

вес агрегата, кгс; расстояние от центра тяжести аг

регата до линии опрокидывания (рис. 8), м;

Ярасстояние от центра тяжести аг

регата		до опорной поверхности, м;
а — уклон опорной поверхности,								град.;
= Gr[L-\-H-i_ sin (а. + (3)]—момент, создаваемый							весом ка
ретки		с ковшом			(или		вилами),
кгс • м;
L — расстояние			от	линии		опрокиды
вания погрузчика до центра тя
жести		грузозахватного					устрой
ства,	м;
# г — расстояние			от	центра			тяжести
ковша		до	опорной				поверхно
сти,	м;
(3—угол	наклона			подъемной				рамы
вперед,		град.;
момент,		создаваемый весом						теле
скопической			рамы,		кгс • м;
G p - i вес	телескопической					подъемной
рамы, кгс;

Ьрасстояние от центра тяжести те

	лескопической		подъемной		рамы
	до линии	опрокидывания,			м;
# 2 — расстояние от			центра	тяжести
	стрелы (рамы) до опорной плос
J ш	кости, м;
J ш	- момент	инерционных		сил, вы
	- момент	инерционных		сил, вы
	званных	наклоном		подъемной
	рамы на угол (3,
С [(Р + Gr ) г* + Gvr\]		2*р .

С = 1,05-т-'1,1- -коэффициент, учитывающий вли яние суммы моментов инерции движущихся масс погрузчика от носительно собственных центров тяжести;

<<< < Предыдущая 12 / 172 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 > Следующая >>>

Соседние файлы в папке книги из ГПНТБ