5 Расчет гидропривода

Гидропривод рабочего оборудования погрузчиков выполняют по типовой схеме (Рис. 8).

Исходные данные для расчета гидропривода: типовая схема гидропривода, давление предохранительного клапана р_к , усилия на штоках исполнительных гидроцилиндров, скорости движения поршней гидроцилиндров.

Давление предохранительного клапана р_к – наибольшее давление в гидросистеме, ограничиваемое предохранительным клапаном, выбирают с учетом обеспечения заданной долговечности гидрооборудования.

Усилия на штоках исполнительных гидроцилиндров определяют в установившемся режиме работы по величинам наибольшего выглубляющего усилия N_в – для гидроцилиндров ковша и подъемного усилия N_n – для гидроцилиндров стрелы, приложенных на режущей кромке ковша в положении внедрения.

Усилие на штоке одного гидроцилиндра ковша (Рис. 9)

(30)

где M_K – масса ковша, т; п_п – количество гидроцилиндров поворота ковша; i_П и i_K – мгновенные передаточные числа механизма погрузочного оборудования, определяемые соотношением плеч рычажной системы, для силы N_a и массы ковша М_К; k₁ – коэффициент запаса, учитывающий потери в гидроцилиндрах и шарнирах, k₁=1,25.

Мгновенные передаточные отношения механизма вычисляют для положения ковша, соответствующего внедрению в материал:

,

(31)

где l_i – плечи приложения сил в нагруженных элементах механизма.

Усилия на штоках гидроцилиндров стрелы определяют по подъемному усилию с учетом кинематики рычажной системы и привода. Величину подъемного усилия N_n для расчета гидроцилиндров подъема стрелы вычисляют из условия потери устойчивости, так же как и выглубляющее усилие стрелы без опорных лыж.

При кинематической схеме механизма с перекрестной системой (Рис. 6) усилия в одном гидроцилиндре стрелы определяют по формуле

, (32)

где N_в – выглубляющее усилие, т; М_p – масса погрузочного оборудования без портала, т; – усилие гидроцилиндра ковша без учета коэффициента запаса, т; п_п – количество гидроцилиндров поворота ковша; п_с – количество гидроцилиндров подъема стрелы; k₂ – коэффициент запаса, учитывающий потери в шарнирах и гидроцилиндрах, k₂=1,25; l₃, l₄, l₁₀ – плечи сил, м.

По полученным значениям усилий на штоках гидроцилиндров ковша S_K и стрелы S_С и давлению предохранительного клапана р_к подсчитывают их диаметр.

Скорости движения поршней гидроцилиндров ковша и стрелы, определяют исходя из требуемых скоростей движения ковша и стрелы. Среднюю скорость движения поршней гидроцилиндров ковша вычисляют для положения внедрения

, м/с,

(33)

где i_n – мгновенное передаточное отношение от режущей кромки ковша к гидроцилиндрам поворота.

Средняя скорость движения поршней гидроцилиндров стрелы

,

(34)

где v_nc – поступательная скорость движения стрелы, отнесенная к шарниру ковша; S_Ц – ход поршня гидроцилиндра стрелы; l_С – длина стрелы; _с – угол поворота стрелы.

Рабочее давление (наибольшее давление, возникающее в гидроцилиндрах в процессе равномерного подъема ковша с номинальным грузом) для наиболее распространенных схем погрузочного оборудования определяют при верхнем положении ковша, когда гидроцилиндры подъема стрелы имеют наименьшее плечо (Рис. 9):

(35)

Рабочее давление на выходе гидронасосов

, мПа,

(36)

где D_C – диаметр гидроцилиндра стрелы, мм; n_C – количество гидроцилиндров стрелы; _г – к.п.д. системы. p_K – давление предохранительного клапана, мПа.

Максимальная грузоподъемность – наибольшая масса груза в ковше, который может быть поднят на полную высоту по показателям гидропривода. Ее определяют для наименьшего плеча гидроцилиндров стрелы по давлению предохранительного клапана из условия равновесия (Рис. 9):

,

(37)

где p_Н – номинальное давление в гидросистеме, p_Н =0,9p_К; D_c – диаметр гидроцилиндров стрелы; п_с – количество гидроцилиндров стрелы; _г – гидравлический к. п. д. гидросистемы на участке насос -цилиндры стрелы; M_p – масса оборудования без портала; М_H – масса основного ковша; i_K – мгновенное передаточное число от ковша к гидроцилиндрам поворота; l₄, l₅, l₁₀, l₁₁ – плечи действия сил.