Расчёт гидропривода однаковшового экскаватора, прототип Komatsu PW 200-7 E0

БелГУТ Кафедра ДМ, П и СМ
Курсовой проект по дисциплине Детали машин
На тему: Модернизация одноковшового экскаватора на пневмоколесном ходу с обратной лопатой
Гомель 2017

Технические требования
Конструкция экскаватора должна обеспечивать:
- возможность использования не менее 3 видов рабочего оборудования с различными сменными рабочими органами;
- движение элементов рабочего оборудования в отдельности и возможное совмещение рабочих движений;
- устойчивость при работе, в том числе с наклоном в любом направлении на угол не менее 0,087 рад (5 ) к горизонту с основным рабочим оборудованием;
- устойчивость при передвижении по твердой сухой поверхности вдоль косогора (конкретные значения поперечного уклона указывают в технических условиях);
- стопорение поворотной части относительно неповоротной в транспортном положении;
- установку буксировочного приспособления и буксирование со скоростью до 40 км/ч;
- управление колесными тормозами и стоп-сигналами экскаватора от соответствующих систем тягача;
- топливные баки на экскаваторе должны иметь вместимость, обеспечивающую не менее 9 моточасов непрерывной работы двигателя;
- конструкция экскаватора должна обеспечивать безопасность их эксплуатации, технического обслуживания и хранения при соблюдении обслуживающим персоналом требовании эксплуатационной документации.

Технические характеристики:
1.Размерная группа - 6
2.Тип ходового устройства - Пневмоколесное
3.Эксплуатационная масса - 38,6 т.
4.Вместимость ковша - 1,8 м
5.Высота выгрузки наибольшая - 5,1 м
6.Радиус копания наибольший - 8,9 м
7.Высота забоя наибольшая - 9,6 м
8.Среднее давление на грунт - 0,155 МПа

С учетом представленных в исходных данных значений, а именно вместимости ковша q=1,8 м3 и типа ходового оборудования – пневмоколесного, принимаем за прототип пневмоколесный экскаватор Komatsu PW 200-7 E0 (рисунок 3.1). Экскаватор Komatsu PW 200-7 E0 – пневмоколесный гидравлический экскаватор, предназначен для разработки котлованов, траншей, карьеров и колодцев в грунтах I-IV категорий, погрузки и разгрузки сыпучих материалов, разрыхленных скальных пород и мерзлых грунтов.

В ходе выполнения данного курсового проекта на основании представленных исходных данных была проведена модернизация рабочего оборудования экскаватора. С учетом известной величины вместимости ковша и типа ходового оборудования за прототип был выбран экскаватор Komatsu. В процессе выполнения расчётов для базовой машины был подобран двигатель John Deer, с учетом увеличенного номинального давления в гидросистеме были рассчитаны и подобраны новая насосная установка, гидроцилиндры управления рабочим оборудованием.
Модернизация рабочего оборудования осуществлялась путём установки на рукоять стрелы усовершенствованного ковша с забьями активного действия.
Кроме того, в ходе выполнения курсового проекта были рассмотрены вопросы техники безопасности, охраны окружающей среды и ресурсосбережения, выполнен статический расчёт одноковшового экскаватора на устойчивость.

СОДЕРЖАНИЕ
ВВЕДЕНИЕ 6
1 НАЗНАЧЕНИЕ, КРАТКОЕ ОПИСАНИЕ УСТРОЙСТВА И РАБОТЫ МАШИНЫ 8
2 АНАЛИЗ ПАТЕНТНОЙ ЛИТЕРАТУРЫ 14
2.1 Патент RU 68538 Е02F9/22 14
2.2 Патент RU 2149952 Е02F3/38 15
2.3 Ковшовые рабочие органы с газовоздушной смазкой 17
3 ВЫБОР ПРОТОТИПА, ОПИСАНИЕ КОНСТРУКЦИИ, ПРИНЦИПИАЛЬНЫХ СХЕМ МАШИНЫ И ОБОСНОВАНИЕ КОМПОНОВОЧНЫХ РЕШЕНИЙ ПО ПРЕДЛОЖЕННОЙ МОДИФИКАЦИИ 19
4 ОПРЕДЕЛЕНИЕ ОСНОВНЫХ ПАРАМЕТРОВ МАШИНЫ И РАБОЧЕГО ОБОРУДОВАНИЯ 21
4.1 Определение мощности первичного двигателя 21
4.2 Определение параметров насосной установки 23
4.3 Определение геометрических параметров рабочего оборудования экскаватора 26
4.4 Подбор силовых гидроцилиндров 28
4.4.1 Копание поворотом рукояти гидроцилиндром 28
4.4.2 Копание поворотом ковша 30
4.4.3 Подъём рабочего оборудования 32
5 РАСЧЕТ ГИДРОСИСТЕМЫ МЕХАНИЗМА ПОДЪЕМА СТРЕЛЫ 36
6 ОПРЕДЕЛЕНИЕ МАСС ЭЛЕМЕНТОВ ЭКСКАВАТОРА 43
7 РАСЧЕТ ПРОИЗВОДИТЕЛЬНОСТИ ЭКСКАВАТОРА 44
8 ТЕХНИКА БЕЗОПАСНОСТИ, ОХРАНА ОКРУЖАЮЩЕЙ СРЕДЫ И РЕСУРСОСБЕРЕЖЕНИЕ ПРИ РАБОТЕ МАШИНЫ 46
8.1 Определение устойчивости экскаватора 46
8.2 Требования безопасности при эксплуатации экскаватора 50
8.3 Охрана окружающей среды при эксплуатации экскаватора 52
8.4 Мероприятия по энерго- и ресурсосбережению 53
9 МЕТРОЛОГИЯ И СТАНДАРТИЗАЦИЯ ПРИ ПРОЕКТИРОВАНИИ МАШИН 54
ЗАКЛЮЧЕНИЕ 57
СПИСОК ИСПОЛЬЗОВАННЫХ ИСТОЧНИКОВ 58