Совершенствование конструкции экскаватора с целью расширения технических возможностей (стр. 1 из 10)
Содержание
Введение
1. Конструкторская часть
1.2 Тяговый расчет экскаватора
1.3 Расчет на прочность
1.6 Расчет устойчивости экскаватора
2. Технологическая часть
3. Экономическая часть
4. Безопасность и экологичность проекта
Заключение
Литература
Введение
Машины для земляных работ широко применяются в промышленном и гражданском строительстве, в сельском хозяйстве и горнорудной промышленности строительных материалов. По назначению их разделяют на землеройные, транспортирующие, грунтоуплотняющие, трамбующие, вибрационные и другие машины.
Землеройными машинами разрабатывают сыпучие и связные грунты, а также рыхлят и погружают мерзлые и скальные грунты.
Тяжелые грунты, а также грунты с примесями, разработка которых в состоянии природной плотности затруднена, подлежат предварительному рыхлению.
По назначению одинаковые экскаваторы разделяют на строительные и строительно-карьерные, карьерные вскрышные, для открытых горных и крупных гидротехнических работ, туннельные и шахтные.
Строительные и строительно-карьерные экскаваторы имеют массу 2 - 250т. и оснащены ковшами емкостью 0,1 – 6,0м3. Они являются универсальными машинами.
Одноковшовые универсальные экскаваторы классифицируют по типу привода, возможность вращения поворотной части, конструкции ходового устройства, подвески и видами рабочего оборудования. Одноковшовые экскаваторы являются землеройной машиной циклического действия предназначенной для выемки и перемещения грунта или иного материала. Универсальный одноковшовый экскаватор, кроме того, может производить планировочные, погрузочные, монтажные, сваебойные и другие работы при помощи сменного рабочего оборудования.
В данном дипломном проекте рассматривается вариант усовершенствованного одноковшового экскаватора одновременно имеющего и рабочее оборудования ковш, и рыхлительное оборудования гидромолот. Цель изобретения – расширение технологических возможностей экскаватора и повышение его производительности при разработке мерзлых и плотных грунтов.
Реферат
Пояснительная записка 119, табл. 6, рис. 4, библ. 14 наименований
Экскаватор, гидроцилиндр, рукоять, ковш, нож, тяга, гидромолот, гидролиния.
Цель дипломного проекта – расширение технологических возможностей экскаватора и повышение его производительности при разработке мерзлых и плотных грунтов.
В данном проекте выполнены следующие расчеты: тяговый расчет, расчет на прочность, расчет устойчивости экскаватора, технологическая часть, экономическая часть.
Ожидаемый экономический эффект достигнут при определении капитальных затрат, при расчете годовой производительности машины, при расчете себестоимости машины. Определили основные показатели экономической эффективности капитальных вложений. Капитальные вложения составили 397014 рублей.
1. Конструкторская часть
Экскаватор ЭО – 4121 является первым в нашей стране полноповоротным гидравлическим экскаватором на гусеничном ходу с ковшом емкостью 0,65 – 1,5 м3. Он предназначен работ в грунтах I – IV категорий.
Рабочее оборудование работает следующим образом: манипулируя цилиндрами, направляют рыхлитель на место рыхления. Опускают стрелу на грунт, вызывают колебания рыхлителя, продолжают опускать стрелу. По мере разрыхления грунта рыхлитель заглубляется. Далее производят разрыхление в нескольких точках, затем рыхлитель выводят, подтягивая его к стреле цилиндрами, и выбирают разрыхленный грунт ковшом.
После откалывания приямка процессы рыхления и экскавация грунта совмещаются. Для этого рабочее оборудование экскаватора опускают в приямок до соприкосновения ковша с грунтом.
Одновременно манипулируя цилиндрами, опускают рыхлитель на грунт, наполняют его и поднимают рабочее оборудование из забоя, одновременно подтягивая рыхлители к стреле цилиндрами, а затем поворачивают платформу и разгружают ковш. В дальнейшем цикл копания повторяется.
1.1 Обзор существующих конструкций
Изобретения относятся к землеройной технике и используются для рыхления мерзлых и плотных грунтов, а также асфальтобетонных покрытий.
Применяется навесное оборудование к экскаватору для рыхления мерзлых и плотных грунтов, например гидромолот, который установлен с возможностью возвратно-поступательного движения.
Наиболее по технической сущности и достигаемому результату является рабочее оборудование экскаватора, который содержит рабочий орган, кронштейн и его подвески, рычаг, силовой цилиндр направления рычагом.
Гидромолот заглубляют с помощью силового цилиндра, производят отламывание грунта путем поворота платформы, затем поднимают гидромолот из забоя и удаляют грунт ковшом.
Цель изобретения расширения технических возможностей экскаватора и повышения его производительности при разработке мерзлых и плотных грунтов, в соответствии с рисунком 1.
Рисунок №1 - Гидравлический молот
1- Гидромолот
Гидромолоты на экскаваторах. В последние годы в связи с широким распространением гидравлических экскаваторов большое применение получают Гидромолоты, используемые в качестве сменного оборудования для рыхления мерзлых грунтов, твердых покрытий, пашенистых включений. Кроме того, гидромолот применяют для уплотнения грунтов в местах, где обычные типы уплотняющих машин не могут быть использованы.
Основные достоинства гидромолотов заключаются в том, что источником энергии для их работы является гидравлический привод базовой машины, который позволяет автоматизировать рабочий процесс. Кроме того, при установке гидромолотов вместо ковша, используют существующие на экскаваторах гидромагистрали. В настоящее время изготавливают или предусматривают изготовить Гидромолоты к экскаваторам 2-5-й размерных грунт.
Конструкция состоит из базовой машины, гидромолота, которых закреплен верхней частью к стреле экскаватора, а в нижней к штокам экскаваторных гидроцилиндров. К верхнему тору гидроцилиндра закреплено распределительное устройство, соединенное гибкими рукавами с гидравлической системой экскаватора.
Распределительное устройство обеспечивает автоматическую работу гидромолота. Для подъема гидромолота используется стреловой цилиндр, а для поворота и установления требуемого наклона служат цилиндры рукояти.
Экскаватор с таким оборудованием может разрушать грунты выше и ниже уровня стоянки. Замена гидромолота на рукоять с ковшом выполняется обслуживающим персоналом в течение 1,5-2 часов.
Это оборудование предназначено для разработки мерзлых грунтов и твердых покрытий не только на уровне и ниже стоянки машины, но и насыпных смерзшихся отвалов, фундаментов и других объектов, расположенных выше уровня стоянки машины. Кроме того, допускается разработка наклонных поверхностей, возвышающихся над плоскостью стоянки машины. Эти качества обеспечивают эффективное использование машин с гидромолотами в условиях городского строительства и реконструкций промышленных зданий.
ВНИИ стройдормаш разработал гидромолот СП-62, предназначенный в качестве сменного оборудования к экскаватору ЭО-4121. Гидромолот крепится к рукояти стрелы экскаватора посредствам промежуточного кронштейна, который соединяется с проушинами гидромолота с помощью пальцев. Питание гидромолота обеспечивается от гидросистемы экскаватора, в соответствии с рисунком 2.
Рисунок №2 - Гидравлическая схема
Гидравлическая система: 1; 10 - гидромоторы гусеничного хода, 2 - гидромотор поворота платформы; 3 - гидроцилиндр поворота верхней секции стрелы; 4, 5 - гидроцилиндры поворота опускания стрелы; 6, 7 - гидроцилиндры поворота рычага; 8 – гидроцилиндр поворота ковша; 9 - гидроцилиндр поворота гидромолота; 11, 12 - блоки гидрораспределителя; 13 - сдвоенный насос.
Сравнительная оценка технических характеристик отечественной и зарубежной техники.
Таблица 1 - Техническая характеристика
| Параметр | Гидромолоты | |
| Россия МГ-300 | ФРГ НМ-600 | |
| Энергия удара, Дж | 300 | 600 |
| Частота ударов, удар/мин | 300 | 400 |
| Рабочее давление, МПаI | 16 | 16 |
| Расход рабочей жидкости, л/мин | 240 | 90 |
| Масса с клином, кг | 950 | 550 |
Техническая характеристика экскаватора с рыхлительным оборудованием.
Масса, т 23,650;
Вместимость ковша, м3 0,65;
Двигатель:
марка ЯМЗ - 236;
мощность, кВт 147;
частота вращения вала, мин-1 2000;
Скорость передвижения, км/ч 28;
Глубина копания, м 4,95;
Радиус копания, м 82;
Угол поворота ковша, градус 173;
Габаритные размеры:
длина 8200
ширина 3150
высота 3200
1.2 Тяговый расчет экскаватора
Максимальное тяговое усиление W, H определяется по формуле:
Sт max = Wвn + Wн + Wк + Wв + Wnp + Wn, (1)
где Wвn - внутреннее сопротивление ходовых механизмов;
Wн - сопротивление при трогании с места;
Wk - сопротивление катанию;
Wв - сопротивление ветру;
Wn - сопротивление подъему.
Внутреннее сопротивление ходовых механизмов определяется Wвn Н определяется по формуле:
Wвn =
(W1 + W2 + W3 + W4 + W5 + W6 + W7), (2)где W1 - сопротивление в подшипниках опорных катков;
W2 - сопротивление в подшипниках ведущих колес;
W3 - сопротивление в подшипниках направляющих колес;
W4 - сопротивление катанию опорных колес;
W5 - сопротивление изгибанию гусеничных цепей на ведущих колесах;
W6 - сопротивление изгибанию гусеничных цепей на направляющих колесах;