Основные параметры и типы профилей отвалов

У Т В Е Р Ж Д Е Н О

на заседании кафедры

подъемно-транспортной техники.

Протокол №10 от 7.06.07

 

 

Луганск 2007

 

УДК 631.31

 

Методические указания к практическим занятиям по дисциплине «Мелиоративные машины». (для студентов, обучающихся по направлению «Инженерная механика», специальность «Подъемно-транспортные, строительные, дорожные, мелиоративные машины и оборудование» 7.090214) / Сост.: А.С. Климчук. – Луганск: Изд-во ВНУ им. В. Даля, 2007. – 36 с.

 

 

Предложены методики расчета рабочих органов различных типов мелиоративных машин. Приведены исходные данные и варианты заданий, расчетные схемы. Для закрепления знаний по каждой теме студентам рекомендованы контрольные вопросы.

 

 

Составитель А.С. Климчук, ст. преп.

 

Отв. за выпуск Л. Я. Будиков, проф.

 

Рецензент Ю.Г. Семин, доц.

 

Практическое занятие – 4ч

РАСЧЕТ ГЕОМЕТРИЧЕСКИХ ПАРАМЕТРОВ ОТВАЛОВ КАВАЛЬЕРОРАЗРАВНИВАТЕЛЕЙ

Назначение и устройство отвалов кавальероразравнивателей

Передвигаясь вдоль канала, кавальероразравниватели (рис. 1.1) перемещают грунт кавальера в сторону от бровки и разравнивают его. Кавальероразравниватели оборудованы отвальным рабочим органом, устанавливаемым в зависимости от грунтовых условий с углом захвата α = 45÷90°. Рабочее оборудование навешивается на гусеничные трак­торы 7; в процессе работы не допускается осыпание грунта в канал, повреждения бровки и дернового покрова бермы канала. Каваль­ероразравниватели подразделяют на машины с передним и задним от­валами.

Передний отвал состоит из средней части 1 и удлините­лей 2, которые могут быть съемными или откидывающимися. Внизу от­вала крепятся съемные ножи, а по краям — лыжи 9.

Рис. 1.1 Схемы кавальероразравнивателей:

а – с передним отвалом, параллелограммной навеской и жесткой рамкой-распоркой; б – то же, на плоской толкающей раме с телескопической рамкой-распоркой; в – то же, с гидроуправляемым отвалом на плоской толкающей раме и шарнирно складывающими­ся сблокированными рамками; г – с задним отвалом; 1 – средняя часть отвала; 2 – удлинитель; 3 – толкающая рамка; 4 – гидроцилиндр подъема и опускания отвала; 5 – рычаг; 6 – рама; 7 – трактор; 8 – жесткая рама-распорка; 9 – лыжа; 10 - телескопическая рамка-распорка; 11 – плоская толкающая рама; 12 – поворотная рама; 13 – механизм изменения угла зарезания; 14 – противовес; 15 – механизм изменения угла захвата; 16 – открылок; 17 – задняя охватывающая рама; 18 – кронштейн; 19 – уширитель

 

Отвал представляет собой обычно коробчатую сварную конструкцию, оснащенную с рабочей стороны гнутым листом, а с тыльной стороны ребрами жесткости, проушинами или подпятником для присоединения соответственно к толкающим брусьям или раме. По длине отвал чаще имеет прямолинейную форму. Ножи отвала обычно выполняют из нескольких секций. В верхней части отвал имеет узкую плоскую полосу – козырек.

Основными размерами отвала являются его длина и высота. Длина должна быть такой, чтобы при любом рабочем положении отвала она превышала габаритную ширину базовой машины.

 

 

Основные параметры и типы профилей отвалов

Основные параметры профиля отвала характеризуют пассивный рабочий орган и его установку на поверхности грунта в рабочем поло­жении. К ним относятся (рис. 1.2): форма отвала, характеризуемая радиусом кривизны r, рабочая высота отвала h _op, угол резания ψ, угол опрокидывания ψ _о, центральный угол профиля отвала ε _о, угол заостре­ния ножа γ _з. К дополнительным параметрам профиля можно отнести высоту отвала по хорде h _x и угол отклонения хорды профиля отвала от вертикальной плоскости ν, ширину ножа b _н, задний угол θ _зад.

 

Рис. 1.2 Основные параметры профилей отвалов:

а – с постоянным радиусом кривизны; б, в – с переменным радиусом кри­визны: с большей кривизной вверху (тип 11), с большей кривизной внизу (тип 111)

 

Типы профилей отвалов в зависимости от геометрической формы можно разделить на три группы: I, II, III (рис. 1.1). К I группе отно­сятся отвалы с постоянным радиусом кривизны r, к группе II — с боль­шей кривизной вверху, к группе III — с большей кривизной внизу.

Аналитические зависимости между основными параметрами про­филей отвалов позволяют определить геометрические параметры рабо­чего органа в зависимости от его типа (рис. 1.1).

Радиус отвала с постоянной кривизной (группа I), м:

(1.1)

где h _op – рабочая высота отвала, м;

b _Н – ширина ножа, м (b_Н ≈ 0,15 h_op);

ψ – угол резания, град.;

ψ _о – угол опрокидывания, град.

В формуле (1.1) знак (+) принимают при ψ₀ + ψ < 90°, знак (–) при ψ₀ + ψ > 90°.

В частном случае, когда ψ _о + ψ = 90° радиус, м:

Угол отклонения хорды профиля отвала от вертикали

ν = ± 0,5[90° – (ψ₀ + ψ)],

где знак (+) соответствует наклону отвала назад, знак (–) — вперед от вертикали, проходящей через режущую кромку рабочего органа.

Для отвалов с профилем переменной кривизны (группа II и III, двухцентровые) больший радиус r ₁ и меньший r ₂ соответственно, м:

r₂ = 0,5 r₁, (1.2)

где – центральный угол части профиля отвала, описанной радиусом r₁, град, для инженерных расчетов можно принимать = 30÷55°;

ν – угол отклонения хорды профи­ля отвала групп II и III от вертикальной плоскости соответственно, град:

ν = 5/6 + ψ – 90°; ν = 7/6 + ψ – 90°.

Рабочая высота отвала h _op (м) зависит в основном от объема призмы волочения, перемещаемой отвалом, физических свойств грунта, технологического процесса, выполняемого машиной, и ограничивается при достаточной длине рабочего органа мощностью двигателя трактора N _дв, кВт:

h _ор = (0,20 ÷ 0,22) . (1.3)

Конструктивная высота отвала – высота по хорде для всех ти­пов, м:

,

где h _op, b _Н – в м, v – в град.

Угол резания ψ оказывает значительное влияние на процесс реза­ния и перемещения грунта отвалом. Наиболее эффективно отвальные рабочие органы вырезают стружку и перемещают грунт при оптималь­ных значениях углов резания ψ _опт. Этим углам соответствует мини­мальное сопротивление копанию грунта отвалом. Возрастание угла резания по сравнению с его оптимальным значением ухудшает условия движения грунта по отвалу, приводит к его заклиниванию и вызывает увеличение призмы волочения, а уменьшение угла ψ по сравнению с ψ _опт создает застойные зоны в призме волочения, повышает деформа­цию грунта и сопротивление его перемещению по отвалу. Для пассив­ных рабочих органов в зависимости от назначения машины и профиля отвала оптимальные углы резания ψ _опт находятся в пределах 45÷85°. Для отвалов I, II и III групп угол резания соответственно равен, град:

ψ = 90° – ε _о + ψ _о; ψ = 90° – 2 ε _о + ψ _о. (1.4)

Центральный угол профиля отвала ε _о находят из условия

l _оп/ h _х = 1,05 ÷ 1,15,

где l _оп – длина дуги полного профиля отвала, м;

h _х – высота отвала по хорде, м.

По этому условию для отвалов I, II и III групп ε _о соответственно равно:

ε _о = 60 ÷ 100⁰ и ε _о = + 0,5 , (1.5)

где – центральный угол части профиля отвала, выполненного по радиусу r ₂, град.

На практике принимают = и ε _о= + 0,5 = 1,5 .

Угол опрокидывания ψ _о определяет направление движения грунта при сходе его с рабочей поверхности отвала. Правильно выбранный угол ψ _о обеспечивает свободное перемещение призмы волочения без пересыпания грунта через верхнюю кромку отвала. Угол ψ _о зависит от назначения и условий работы пассивного рабочего органа. Для отвалов I, ΙΙ и III групп соответственно:

ψ _о = ψ + ε _о – 90°; ψ _o = ψ + 2 ε′ _о – 90°; ψ _o = k _ε ∙ε _о, (1.6)

где k _ε – коэффициент пропорциональности, k _ε = 0,4÷0,8.

Угол заострения (заточки) γ₃ ножа отвала (рис. 1.2) принимают из условия прочности и снижения износа режущей кромки отвала в пределах γ ₃= 25÷30°, при этом задний угол θ _зад ≥ 5÷7°.

 

123456Следующая ⇒

Поделиться:

Воспользуйтесь поиском по сайту: