Проект модернизации одноковшового экскаватора с целью повышения производительности и экономической эффективности (стр. 9 из 14)

Значение величин

, , и , F₁ и F₂ и подсчет значений и приведен в таблице 11.10.

Таблица 11.10 – Определение напряжения растяжения и сжатия

Сечение	, даН	F1, см2	, МПа	, даН	F1, см	, МПа
I–I	80500	163	49,4	76000	163	46,6
II–II	-	-	-	-	-	-
Сечение	, даН	F2, см2	, МПа	, даН	F2, см2
I–I	-	-	-	-	-	-
II–II	27000	150	180	22400	150	15.0

Сечение
I–I	2,8
II–II	33,0

Суммарное напряжение в сечениях можно определить по формуле:

Значение величин

, а также подсчет значений для сечений приведен в таблице 11.11.

Таблица 11.11 – Определение суммарных напряжений

Сечение	, МПа	, МПа	, МПа
I–I	82,4	2,8	85,2
II–II	102,0	33,0	135,0

Запас прочности по пределу текучести стали 10Г2С1 определяется по формуле

Значение величин

и , а также подсчет значения n приведен в таблице 11.12

Таблица 11.12 – Коэффициент запаса прочности

Сечение	, МПа	, МПа
I–I	380	85,2	4,45
II–II		135,0	2,8

12. Расчет гидроцилиндра рукояти

Напряжение в стенках цилиндра.

где P_м – максимальное давление в гидроцилиндре рукояти;

– внутренний диаметр гидроцилиндра;

– наружный диаметр гидроцилиндра,

Запас прочности по пределу текучести стали 30ХГСА

где

– предел текучести стали 30ХГСА

Напряжение изгиба штока гидроцилиндра

где P_max=23200 даН – максимальное усилие в гидроцилиндре рукояти;

f – площадь сечения штока, см²;

– коэффициент уменьшения допускаемого напряжения, который определили следующим образом.

Площадь сечения штока гидроцилиндров

где

– наружный диаметр штока,

Радиус инерции сечения штока цилиндров.

В зависимости от отношения длины штока L и радиусу инерции i подбираем значение коэффициента уменьшения допускаемого напряжения при работе штока на изгиб:

где L=184 см – длина штока от центра продшины наружной кромки,

при

коэффициент прогиба

Запас прочности по пределу текучести стали 30ХГСА

Удельное давление на втулку продшины

Напряжение в основном сечении штока

Напряжение сечения сварного шва

13. Расчет устойчивости

Для того, чтобы работа экскаватора была безопасной, при его проектировании необходимо учесть, чтобы коэффициент устойчивости экскаватора был больше или равен допустимому [К_уст]=1,15.

Определим коэффициент устойчивости для двух наиболее неблагоприятных рабочих положений экскаватора.

Определим устойчивость экскаватора во время копания вдоль гусениц, так как это положение неустойчивое (рисунок 13.1).

Запас устойчивости экскаватора при копании на полную глубину можно определить по формуле:

где

– суммарный продольный восстанавливающий момент от массы узлов ходовой тележки, поворотной платформы с установками смонтированными на ней,

где

– масса тележки ходовой;

– масса поворотной платформы с установками смонтированными на ней;

– плечо равнодействующей массы относительно «ребра» опрокидывания;

– плечо равнодействующей массы относительно «ребра» опрокидывания.

Рисунок 13.1 – Схема к определению продольной устойчивости.

– момент от горизонтальной составляющей усилий , даН

где

– усилие на зубьях ковша;

– плечо равнодействующей усилия относительно уровня стояния экскаватора.