Пример расчета рыхлителя

Задание. Спроектировать навесной рыхлитель к базовой машине ДЭТ-250. Подобрать подвеску для крепления зуба и рассчитать его сечение по заданной глубине рыхления грунтов и ширине .

Общие сведения о навесных рыхлителях

Для современной техники, используемой для рыхления грунтов, ха­рактерно применение навесного рыхлительного оборудования, комплекту­емого на базовые тягачи и тракторы совместно с бульдозерным оборудо­ванием. Это позволяет унифицировать рабочий процесс.

Бульдозеры-рыхлители применяются для предварительного послойного рыхления и перемещения плотных каменистых, мерзлых и скальных грун­тов в строительстве, а также для взламывания дорожных покрытий. Максимальные глубина и ширина захвата рыхления, рабочих скоростей и число зубьев рыхлителя определяются тяговым классом ба­зовой машины.

Наименьшая глубина рыхления за один проход должна на 20...30 % превышать толщину стружки грунта, разрабатываемого землеройно-транспортными машинами, в комплексе с которыми работает рыхлитель.

Рабочий орган рыхлителя состоит из несущей рамы зубьев, под­вески и гидроцилиндров управления. Зубья имеют сменные наконечники, лобовая поверхность которых защищена износостойкими пластинами, пре­дотвращающими интенсивный абразивный износ. Для интенсификации про­цесса рыхления, на зубьях устанавливают уширители, позволяющие уве­личить объем разрушаемого грунта, обеспечить выталкивание каменных включений на поверхность.

Подвеска рыхлителя к базовой машине может осуществляться нес­колькими способами (рисунок 4.7). В случае крепления рамы рыхлителя к рамам гусеничных тележек или корпусу базового трактора угол резания при изменении глубины рыхления меняется незначительно, корпус заднего моста не перегружен, усилия в штоках гидроцилиндров сравни­тельно невелики. Рама охватывающего типа обеспечивает хорошую устой­чивость машины в поперечном направлении, однако затруднен проход грунта под поперечной рамой, а подвеска имеет большую массу и ис­пользуется только на специализированных машинах.

а - трехточечная с креплением внутренней рамы к корпусу заднего моста трактора; б - трехточечная с креплением охватывающей рамы рыхли­теля к рамам гусеничных тележек или корпусу базового трактора; в - четырехточечная или параллелограммная с креплением внутренней рамы к корпусу заднего моста машины; г - четырехточечная с креплением внутренней рамы к заднему мосту посредством дополнительной охва­тывающей рамы; д - трехточечная с охватывающей универсальной рамой (1 - базовый трактор; 2 - рабочий орган; 3 - гидроцилиндр управле­ния; 4 - внутренняя охватывающая рама рыхлителя; 5 - дополнительная охватывающая рама; 6 - охватывающая универсальная рама; т - рама гу­сеничных тележек; Н - глубина рыхления; - угол резания)

Рисунок 4.7 - Схемы подвески навесных рыхлителей к базовым машинам

Параллелограммная подвеска обеспечивает независимость угла реза­ния от глубины рыхления , при этом длина поперечной балки рамы может быть меньше ширины трактора. Подобный тип подвески дает воз­можность установки боковых зубьев для рыхления у боковых стенок. Од­нако конструкция имеет большое число шарниров, меньшую поперечную устойчивость и большую нагрузку на корпус заднего моста в сравнении с другими типами подвесок.

Универсальные охватывающие рамы (рисунок 4.7, д) применяются на лег­ких рыхлителях. Их продольные охватывающие брусья вместе с гидроцилиндрами могут использоваться для переднего и заднего навесного обо­рудования.

В таблице 2.5 приведены основные технические данные отечествен­ных бульдозеров-рыхлителей.

Проектный расчет рыхлителя

В соответствии с заданием выбирается трехшарнирная (трехточеч­ная) подвеска с креплением внутренней рамы к корпусу заднего моста (рисунок 4.7, а). Раму конструируем для установки на ней от одного до трех зубьев. Для укрепления зуба под необходимым углом к плоскости рамы, в зависимости от глубины рыхления, следует предусмотреть пе­рестановку пальца в отверстиях. Рама изготавливается из листовой стали толщиной 20 мм и снабжается пружинами для соединения с трак­тором, гидроцилиндрами управления и крепления стойки зуба. Для жесткости между пружинами можно приварить трубы диаметром 300...350 мм. К раме трактора крепятся специальные кронштейны, к которым шарнирно присоединяются гидроцилиндры.

Для проверки тягово-сцепных качеств базовой машины необходимо определить суммарное сопротивление агрегата , Н:

, (4.19)

где – сцепной вес машины; – коэффициент сопротивления перемещению; С - число ударов динамического плотномера (ударника дорнии); Н – глубина рыхления; В – ширина рыхления.

После расчета необходима проверка условия > , где – тя­говое усилие трактора. Выполнение данного условия подтверждает пра­вильность выбора базовой машины для заданных технологических пара­метров рыхления грунта.

Расчет сил, действующих на рабочее оборудование

В процессе рыхления на зуб рыхлителя, (без толкача) действуют следующие нагрузки:

- горизонтальная составляющая сопротивления грунта :

, (4.20)

где – коэффициент использования тягового усилия = 0,8 ;

– коэффициент динамичности = 2,5;

- вертикальная составляющая , определяемая из условия вывешивания задней части машины на зубе рыхлителя (рисунок 4.8, а):

, (4.21)

где - вес отвала бульдозера; - вес рыхлительного оборудо­вания ; – коэффициент динамичности вертикальной составляв­шей, = 1,5.

При выглублении зуба рассматривается условие (рисунок 4.8, б), сог­ласно которому определяется как

; (4.22)

- боковая составляющая :

, (4.23)

где – коэффициент динамичности. = 1,5.

В шарнирах крепления зуба действуют реакции и под действием сил и . При этом сила воспринима­ется опорой В, что обеспечивается посадками крепежных пальцев в опо­рах А и В (рисунок 4.8, в).

Реакция определяется из рассмотрения суммы моментов в плоско­сти Х0Z ( = 0) : . (4.24)

Учитывая, что = 0 в плоскости Х0Z,

. (4.25)

В плоскости YOZ = 0, отсюда

. (4.26)

=0, отсюда следует, что . (4.27)

Расчет зуба рыхлителя

На зуб рыхлителя при максимальной глубине рыхления действуют си­лы и . При этом учитывается не полное значение , а ее по­ловина, в связи с тем, что максимальное использование вертикальных нагрузок уменьшает тягово-сцепные качества машины.

Геометрические характеристики сечения определяют моменты сопро­тивления в вертикальной и горизонтальной плоскостях, см³:

; , (4.28)

где - диаметр отверстия.

Изгибающие моменты в плоскостях Х0Z и YOZ определяют как

;

; ; . (4.29)

Зуб изготавливается из марганцевомолибденовой стали с пределом прочности 1400...1800 мПа.

Учитывая последнее условие прочности, можно определить размеры сечения I-I.

Для сечения II -II . При этом изгибающий момент в Х0Z определится как , изгибающий момент в плоскости YOZ как . Суммарная нагрузка .

Суммарное напряжение в сечении II-II определится уравнением

, (4.30)

где - площадь сечения зуба, .

В сечении III-III размеры определяются аналогичным образом либо принимаются конструктивно с учетом сечения I-I.

Расчет гидропривода рыхлителя

Гидропривод используется для заглубления и выглубления зуба рых­лителя в ходе рабочего цикла. Максимальное усилие на штоке гироцилиндра создается при действии на зуб наибольшей составляющей .

Задавшись конструктивно плечом приложения силы относительно оси поворота зуба 0 (рисунок 4.8. а) и можно рассчитать значение .

а - схема действующих сил при заглублении; б - схема действующих сил при выглублении;

в - расчетная схема зуба рыхлителя

Рисунок 4.8 - Расчетная схема рыхлителя

По найденному и методике, изложенной в разделе 4.5.2, ведется выбор и расчет гидроцилиндра и насоса. При этом следует учесть, что после выбора параметров насоса и гидроцилиндра необходимо рассчитать шток на продольную устойчивость и сечение проушин штока.

Дата добавления: 2014-10-10; просмотров: 1121; Нарушение авторских прав

Мы поможем в написании ваших работ!