Совершенствование конструкции экскаватора с целью расширения технических возможностей (стр. 4 из 10)
КПД оборудования составило 0,67
Мощность привода
Рабочий цикл машины ударного действия состоит из следующих операций: установка оборудование в исходное положение, нанесение удара до отделения грунта от массива, извлечение рабочего органа из грунта.
Наиболее энергоемкой является операция по извлечению рабочего органа из грунта, на выполнение которого необходима мощность привода.
N = (G1 + G2) [
] К2 / 
1; (37)где G1 - масса бойка;
G2 - масса рабочего органа;
- скорость подъема оборудования;К2 - коэффициент учитывающий защемляемость рабочего органа; К2 = 1,5;
1 - КПД.N = (200 + 65) * 0,8 * 1,5 / 0,67 = 474кВт.
Вывод: При расчете мощности привода, мы получаем 474кВт что позволяет машине для поднятия бойка из грунта.
1.6 Расчет устойчивости экскаватора с рыхлительным оборудованием
Устойчивость экскаватора характеризуется коэффициентом устойчивости.
Ку = Му / Мо; (38)
где Му - момент сил, удерживающий экскаватор от опрокидывания;
Мо - момент сил, способствующих опрокидыванию экскаватора
Устойчивость обратной лопаты проверяется по двум обратным схемам. На рис №4 предполагается, что происходит отрыв ковша у бровки забоя.
Из уравнения моментов всех сил относительно оси шарнира пяты стрелы определяют реакцию грунта Р01, которую полагают направленной перпендикулярно прямой, соединяющей ось шарнира пяты стрелы с зубом ковша.
Р01 = Sn * SnI* ГS - Gc гс - Gp гр - Gк гк / го; (39)
Р01 = 3 * 3,3 * 4 - 0,74 * 3,4 - 0,83 * 5,1 - 0,97 * 5,3 /8 = 25,09 / 8 =3130кгс
Второе расчетное положение соответствует разгрузке липкого грунта на максимальной высоте ковша показана на рис №4
Рисунок №4 - Схема к расчетам устойчивости экскаватора
Опрокидывание машины происходит относительно точки А. Опрокидывающий момент Мом определяется по формуле:
Мом = Gp (rp - a2) + Gc (rc - a2) + Po roI; (40)
Мом = 0,83 (5,1 - 1,27) + 0,74 (3,4 - 1,27) + 0,97 (5,3 - 1,27) + 3,13 * 5,3 = 25,23т
Удерживающий момент определяется по формуле:
Му = Gn (r1 + a2) + Ga (r2 + a2) + G1 a2; (41)
Му = 1,25 (2,78 + 1,27) + 1,56 (1,50 + 1,27) + 5,766 * 1,27 = 16,7т
Коэффициент устойчивости обратно лопаты с рыхлительным оборудованием.
Ку = 25,23 / 16,7 = 1,5;
МомI = Gp (rp - a2) + Gc (r2 - a2) + Gk (rk - a2); (42)
Рисунок №5 - Схеме к расчету устойчивости экскаватора
МоnI= 0,74 (5,5 -1,27) + 0,7 (3,4-1,27) + 0,83 (6,8 - 1,27) * 3,7 = 35,03т;
Удерживающий момент.
Му = Gn (r1 + a2) + Ga (r2 + a2) + Gт a2; (43)
Му = 1,25(2,78 + 1,27) + 1,56 (1,50 + 1,27) + 5,766 * 1,27 = 16,7т
Коэффициент устойчивости при выгрузке ковша
Ку = 35,03 / 16,7 = 2
Вывод: Определили устойчивость экскаватора при копании ямы, которое составило коэффициент устойчивости 1,5; а при выгрузке грунта с ковша Коэффициент составил 2.
2. Технологическая часть
Технологический процесс изготовления детали состоит из операции, которые заполняются технологические карты, прилагаемые пояснительной записке.
Расчет технологического процесса и определение режимов резания производятся на основе данных заготовке и ее габаритных размеров, материала, технических данных станков, инструментом и затрат времени на изготовление деталей.
Деталь: палец;
Материал: сталь 40 ГОСТ - 1050-74;
Характер заготовки: прокат
125 * 700 
1,5;Вес заготовки: 25кг.;
Станок: 1 Е 365Б / 32, [8], токарный;
Скорость главного двигателя: об/мин 22-1500;
Подача: мм/мин 0,25-1,6;
Мощность главного двигателя: кВт 15;
Инструмент: резец Т16 К6 1=450;
Станок: 6 Н 10 [8] фрезерный;
Частота вращения шпенделя: об/мин 50-2240;
Подача: мм/мин 25 -1140;
Мощность привода: кВт 3;
Станок: 2554 Ф/37 [8];
Скорость главного движения: об/мин 18-2000
Подача: мм/мин 0,05-5;
Мощность привода: кВт 5,5.
Расчет режимов обработки и затрат времени на изготовление детали.
Методика расчетов взята из [8], стр. 5
Переход 1.
Точить поверхность 1 и торец 8. При этом устанавливаем глубину резания t1 = 1мм, подача исходя из возможностей станка S = 1мм, скорость резания V = 731м/мин при частоте вращения шпенделя 1500об/мин.
Определяем основное время.
То = L / S *
; (44)где L - длина обрабатываемой поверхности, L = 700
Топервого прохода - 700 / 1 * 1500 = 0,46мин;
Товторого прохода - 700 / 1 * 1500 = 0,46мин;
Тоторца прохода - 130 / 1 * 1500 = 0,08мин;
Сумма основного времени равна 1 минуте.
Время вспомогательное складывается из:
Т1 - время перехода, Т1 - 0,6мин.
Т2 - время изменения подачи, Т2 - 0,06мин.
Т3 - время контроля, Т3 - 0,06мин.
Т4 - время перемещения частей станка, Т4 - 0,05мин.
Тв = 0,6 + 0,06 + 0,06 + 0,05 = 0,77мин для каждой операции
Переход 2
Точим поверхность 2.
Определяем основное время одного прохода.
То = То = L / S *
; (45)где L - 262мин;
S - 1500об/мин;
- 1мм;То = 262 / 1 * 1500 = 0,174мин,
При глубине резания t = 1мин необходимо сделать 12 проходов, при этом основное время равно.
То = 0,174 * 12 = 2,09мин
Определяем вспомогательное время
Т1 - время перехода, Т1 - 0,16мин.
Т2 - время установки глубины резания, Т2 - 0,01мин.
Т3 - время контроля, Т3 - 0,06мин.
Т4 - время перемещения частей станка, Т4 - 0,05мин.
Тв = Т1 + (Т2 * 12) + (Т4 * 12) + Т3, (46)
Тв = 0,16 + (0,01 * 12) + 0,06 + (0,05 * 12) = 0,94мин
Переход 3
Точить поверхность 3 со снятием фаски 7
Т1 = 1мин; S= 1мин;
= 800об/мин;Определим скорость резания
V = П * L * n / 1000; (47)
где L - длина обрабатываемой поверхности, L = 120
V = 3,14 * 120 * 800 / 1000 = 301,4мм/мин,
Основное время равно
То1 = 120 / 1 * 800 = 0,15 на один проход.
Основное время, затрачиваемое на одну операцию
То= То1 * F; (48)
где F - количество проходов, F = 4;
То = 0,15 * 4 = 0,6мин.
Вспомогательное время складывается из:
Т1 - время перехода, Т1 - 0,1мин.
Т2 - время установки подачи, Т2 - 0,06мин.
Т3 - время контроля, Т3 - 0,06мин.
Т4 - время перемещения частей станка, Т4 - 0,05мин.
Тв = Т1 + (Т2 * 4) + (Т4 * 4) + Т3; (49)
Тв = 0,1 + (0,06 * 4) + 0,06 + (0,05 * 4) = 0,6мин
Переход 4
Точим фаски 7, 127; Инструмент: резец Т15К6; t = 1мин; S = 0,4об/мин;
= 1500.Определим скорость резания фаски 7
V = П * L* n / 1000; (50)
где L = d = 120мм, L * 12 *15 = 152мм,
V7 = 3,14 * 120 * 1500 / 1000 = 565,2мм/мин,
Определяем основное время
То= L / S *
;То7 = 15 / 1 *1500 = 0,01мин;
То12-17 = 6 / 1 *1500 = 0,004мин;
То = То7 + (То12-17 + 4) = 0,016мин;
Вспомогательное время складывается из:
Т1 - время перехода, Т1 - 0,4мин.
Т2 - время контроля, Т2 - 0,3мин.
Т3 - время перемещения частей станка, Т3 - 0,25мин.
Тв = (Т1 * 5) + (Т2 * 5) +(Т3 * 5),
Тв = (0,04 + 0,3 + 0,25) * 5 = 2,95мин,
Переход 5
Точим поверхность 5, t = 1мин; S = 1мм;
= 1500об/мин.Определим скорость резания
V = П * L * n / 1000; (51)
где L - длина обрабатываемой поверхности, L = 700;
V = 3,14 * 700 * 1500 / 1000 = 730мм/мин,
Определяем затраты основного времени на один проход
То1 = 235 / 1 *1500 = 0,22мин;
Количество проходов F = 16
То = То1 * 16 = 0,22 * 16 = 3,52мин;
Вспомогательное время складывается из:
Т1 - время перехода, Т1 - 0,4мин.
Т2 - время контроля, Т2 - 0,7мин.
Т3 - время перемещения деталей станка, Т3 - 0,2мин.
Т4 - время установки глубины резания, Т4 - 0,02мин.
Тв = Т1 + Т2 + (Т3 * 16) + (Т4 * 16); (52)
Тв = 0,4 + 0,7 + (0,2 + 0,02) * 16 = 4,62мин,
Переход 6
Точим поверхность 4 и фаску 6.
t = 1мин; S = 1мм; n = 1500мм; V = 730м/мин;
Том = L / S * n; (53)
где L = 10мм,00 = 0,113мин за один переход,
Тоn= То1 * F; (54)
где F - количество переходов; F = 16;
To = 0,113 * 16 = 1,8мин;
Вспомогательное время
Твп = Т1 + Т2 + Т3; где
Т1 - время перехода, Т1 - 0,05мин.
Т2 - время контроля, Т2 - 0,07мин.
Т3 - время перемещения деталей станка, Т3 - 0,05мин.
Твп = 0,05 + 0,07 + 0,05 = 0,17мин
Точим фаску
Тоф = L / S * n; (55)
где L = 3;
Тоф = 3 / 1 * 1500 = 0,02мин;
Вспомогательное время
Т1 - время перехода, Т1 - 0,05мин.
Т2 - время контроля, Т2 - 0,07мин.
Т3 - время перемещения деталей станка, Т3 - 0,05мин.
Твф = 0,05 + 0,07 + 0,05 = 0,17мин
Основное время общее
Т0 = Топ + Тоф = 1,82мин;
Переход 7
Точим канавки I - II, Инструмент: резец Т30 К4;
t = 3мин; S = 0,3мм/об; n = 1500об/мин
V = 120 * 3,14 * 1500 /1000 = 656м/мин;
То= 120 / 1500 * 0,3 * 2 = 0,022мин;
Вспомогательное время складывается из:
Т1 - время перехода, Т1 - 0,4мин.
Т2 - время контроля, Т2 - 0,07мин.
Т3 - время перемещения деталей станка, Т3 - 0,1мин.
Т4 - время на установку глубины резания, Т4 - 0,2мин.