 |
Силы, действующие на отвал
|
|
|
|
На каждый отвал действуют силы сопротивления резанию балласта Wп1, перемещению призмы волочения Wп2, вверх Wп3 и вдоль Wп4 отвала (рисунок 6) [18].
Рисунок 6 – Схема к определению сопротивлений
Суммарное сопротивление Wп, Н:
Wп = Wп1+Wп2+Wп3+Wп4. (2.4)
Сопротивление резанию балласта Wп1, Н:
, (2.5)
где 
- коэффициент удельного сопротивления резанию балласта, 
; 
- толщина срезаемого слоя, 
по заданию; 
- длина одного отвала.
, (2.6)
где 
- ширина захвата отвалов, 
(принята конструктивно); 
- угол захвата, т.е. угол установки отвала в горизонтальной плоскости, 
.
.
По формуле (2.5):
.
Сопротивление перемещению призмы волочения Wп2, Н:
, (2.7)
где 
- плотность грунта, 
; g – ускорение свободного падения, g = 9,81 м/с2; f – коэффициент внутреннего трения асбеста, f = 0,7; vп – объем призмы перемещаемой отвалом, м3.
, (2.8)
где 
- угол естественного откоса, 
.
.
По формуле (2.7):
.
Сопротивление перемещению призмы волочения вверх от отвала Wп3, Н:
, (2.9)
где f1 – коэффициент трения асбеста об сталь, f1 = 0,5.
Сопротивление перемещению призмы волочения вдоль от отвала Wп4, Н:
, (2.10)
где 
- угол наклона отвала к горизонту, 
.
По формуле (2.4):
Wп = 68256+3571+1785,5+2065 = 75677,5 Н.
Проекция на ось пути всех сопротивлений, действующих на один отвал 
, Н:
, (2.11)
где 
- угол между осью пути и отвалом, 
.
.
Усилие необходимое для прижатия отвала F0, Н:
, (2.12)
.
Мощность привода
Для определения мощности привода механизмов, имеющих в качестве силового звена гидроцилиндр, необходимо найти усилие, действующее на гидроцилиндр, и скорость перемещения штока гидроцилиндра.
|
|
|
Определение мощности привода гидроцилиндра выноса несущих рам
Определение усилия проведем в случае, когда отвал заглублен в призму в вертикальной плоскости на 0,09 м.
Усилие определяем по расчетной схеме (рисунок 7).
Рисунок 7 – Расчетная схема к определениюусилия в гидроцилиндре подъема
Усилие в гидроцилиндре подъема несущих рам Fгц, Н [19]:
, (2.13)
где G0 – масса отвала с креплением, G0=10000 H (определено предварительно); GНР – масса несущей рамы, GНР = 12000 Н; F0 – усилие прижатия одного отвала, F0 = 26756,05 Н.
.
Внутренний диаметр цилиндра Dц, м:
, (2.14)
где 
- гидромеханический КПД цилиндра, 
; 
- рабочее давление, 
.
.
Для определения хода гидроцилиндра рассмотрим расчетную схему (рисунок 8).
Ход гидроцилиндра выноса несущих рам Хгц, мм:
, (2.15)
где 
- длины гидроцилиндра в крайних положениях, определенных графическим способом, мм;
- масштаб расчетной схемы, 
.
.
По диаметру и ходу поршня выбираем гидроцилиндр [13]: ГЦО – 4 – 60 – 30 – 700,
где ГЦО – гидроцилиндр;
4 – исполнение по типу крепления (на проушине);
60 – диаметр поршня, мм;
30 – диаметр штока, мм;
700 – ход штока, мм.
Рисунок 8 – Расчетная схема к определению хода гидроцилиндра выноса несущих рам
Вывод: гидроцилиндры оставляем штатные; расчет рамы и шарниров можно не делать, т.к. они спроектированы со значительным запасом.
Скорость установки отвала не связана с рабочей скоростью машины, поэтому скорость принимаем равной 
для удобства регулирования положения отвала.
Расход жидкости при подаче в поршневую полость Q, м3/с:
, (2.16)
где Ап – рабочая площадь поршня, м2:
, (2.17)
.
По формуле (2.16):
.
Мощность, необходимая для привода цилиндра P, Вт:
, (2.18)
.
Выбор диаметра трубопроводов определяется ограничением скорости рабочей жидкости. В напорном трубопроводе скорость движения 
. Диаметр трубопровода dтр, м:
|
|
|
, (2.19)
.
Принимаем диаметр трубопроводов по ГОСТ 8734 – 75: dтр = 9 мм.
Выбор и расчет элементов рабочего оборудования
Цель расчета – определить опасные сечения и проверить их на прочность, либо подобрать сечение.
Расчет сечения отвала
Рисунок 9 – Расчетная схема к расчету отвала
Момент сопротивления W, см3 [15]:
, (2.20)
, (2.21)
где 
- допускаемые напряжения при изгибе, Ст35 - 
= 290МПа; М – изгибающий момент, 
.
, (2.22)
.
, (2.23)
.
По формулам (2.20) и (2.21):
,
.
Момент сопротивлений балки Wx1, Wy2, 
:
, (2.24)
, (2.25)
где 
толщина стенки по ширине и ширина балки, 
(рисунок 10); 
высота балки и толщина стенки по высоте, 
.
Рисунок 10 – Балка
Из формул (2.24) и (2.25) следует:
; (2.26)
; (2.27)
;
.
Рисунок 11 – Расчетная схема сечения отвала
|
|
|
