3. 4. Робота при копанні поворотом рукоятки.

Ця робота підраховується за формулою

.

Робота копання

.

Робота підйому

,

де – прискорення вільного падіння;

–маса і проекція на вертикаль переміщення і-го елемента.

Переміщення визначають по різниці висотних відміток мас і-го елемента на початку і в кінці операції.

Висотні положення центру мас зручно визначати графічним шляхом. Розрахункове положення (див. рис. 4).

Для зворотної лопати кінець копання відмічають на останній стружці, перед переміщенням на нову стоянку при горизонтальному положенні рукоятки або найбільш близькому до горизонтального по­ложення. Початку копання відповідає положення рукоятки з ковшем, повернуте від кінцевого положення, на кут .

Вихідне положення центру мас ґрунту в масиві приймають на бісектральній площині кута із полюсною відстанню (–довжина хорди, що стягує дугу радіуса ).

В кінцевому положенні центр мас ґрунту сполучають із центром мас ковша.

( Провівши бісектрису кута і з'єднавши початкове і кінцеве положення ковша хордою (тобто дугу радіуса ) одержимо точку перетину цієї хорди з бісектрисою кута , яку розхилом циркуля поставленого в точку кріплення рукоятки до стріли переносимо на ківш у початковому і кінцевому положенні (див. рис.4), і одержуємо точки положення центра мас ковша. Якщо відстань від точки положення центру мас ковша до дуги радіуса поділити пополам, то одержимо точку положення центру мас ґрунту).

,

де – місткість ковша;

–щільність ґрунту (табл. 2).

Визначаємо .

Повну роботу виконувану гідроциліндрами повороту рукоятки при повороті її на кут визначимо за формулою

,

де .

Робочий об'єм гідроциліндрів повороту рукоятки визначимо як

,

де –число гідроциліндрів повороту рукоятки;

–ККД одного шарніра;

–ККД одного шарніра (підшипника ковзання – 0,96);

–кількість шарнірів механізму повороту рукоятки, .

Решта величин розшифрована раніше.

Виберіть із табл.2 додаток групу гідроциліндрів, робочий об'єм яких не менший від розрахункового.

3.5. Робота при піднятті стріли.

Для гідроциліндрів підйому стріли цей режим найбільш енергоєм­ний. В залежності від прийнятих вихідного і кінцевого положень переміщуваної системи результати розрахунків будуть неоднозначни­ми, тому задаються статистичними середніми параметрами початково­го і кінцевого положень.

Як правило приймають початкове положення яке відповідає копан­ню на глибині, рівній , після повороту ковша до рукоятки для уникнення розсипання із нього ґрунту. Кінцеве положення приймають відповідним висоті розвантаження, рівній (див. рис.5).

Роботу підйому стріли розраховують за формулою

Ця робота виконується гідроциліндрами стріли, які повертають стрілу на кут повороту .

Рахуючи, що робота, виконувана гідроциліндрами стріли, пропорційна куту повороту стріли, визначимо роботу, здійснювану гідроциліндрами при повороті стріли на кут

,

де .

Величину можна визначити із рисунка виконаного в масштабі.

Робочий об'єм гідроциліндрів повороту стріли визначаємо за формулою

,

де – число гідроциліндрів повороту стріли.

Виберіть із табл.2 додаток групу гідроциліндрів, робочий об'єм яких не менший від розрахованого.

Доцільно уніфікувати гідроциліндри повороту ковша, рукоятки і стріли. Якщо не вдається досягти повної уніфікації, потрібно використати часткову –по діаметрам поршнів і штоків.

Хід гідроциліндрів і точки їх кріплення підбираються конструктивно.

Нижче наводиться декілька конструктивних рекомендацій.

В першому наближенні конфігурацію згину стріли і координати точки кріплення штока гідроциліндра можна визначити за схемою на рис5 .

Виходячи з креслення в масштабі визначають хід гідроцилін­дра стріли, який відповідає і уточнюють координати кріплення што­ка.

Довжину – відстань до точки кріплення штока гідроциліндра ру­коятки можна прийняти в першому наближенні, рівній , координати кріплення гідроциліндра рукоятки на стрілі попередньо приймають за схемою на

рис. 5.

Відрізок розміщують так, немовби при бісектральному положенні рукоятки він був перпендикулярним до осі гідроциліндра повороту рукоятки. Всі прийняті розміри уточнюють, виходячи з ходу гідроциліндра повороту рукоятки, який відповідає об'єму з урахуванням уніфікації гідроциліндрів.

Параметри шестиланкового механізму повороту ковша можна вибрати наступним методом

,

де – коефіцієнт залежний від місткості ковша,;

Накреслити в масштабі схему, викресливши два крайніх і середнє положення ковша, ланка в середньому положенні ковша повинна бути перпендикулярна до осі гідроциліндра повороту ковша. Довжину ланки і точку кріплення гідроци-ліндра на рукоятці підібрати з урахуванням ходу гідроциліндра, що відповідає .

Підібравши таким чином повністю або частково уніфіковані гідроциліндри і точки їх кріплення, викреслюванням перевіряють чи забезпечують вони необхідні кути повороту ланок.

Потім вибрані гідроциліндри перевіряють на здатність долати розрахунковий опір, включаючи максимальний в активному режимі роботи за умови

,

де U- число гідроциліндрів.

Ми вибрали робочі об'єми гідроциліндрів (при ) за умови виконання ними необхідної роботи на всьому куті повороту елемента робочого обладнання.

Вибираємо орієнтовно точки кріплення кожного гідроциліндра.

Викреслюємо крайні положення поворотного елемента, вибираємо хід гідроциліндра (з тим самим діаметром і відповідним об'ємом) і уточнюємо точки кріплення.

Необхідно перевірити, чи будуть забезпечені необхідні зусилля у всіх точках траєкторії переміщуваного елементу при довільному положенні всіх інших елементів. При цьому тиск в розглядуваних гідроциліндрах не повинен перевищувати . Оскільки це дуже громіздко і вже є досвід проектування приймемо такі розрахункові положення: для підйому стріли – крайнє верхнє і нижнє, для ковша на всій траєкторії копання, для рукоятки перевіряти не потрібно, оскільки для неї вибирали в положенні близькому до максимального навантаження.