Захоплення на базі екскаватора одноковшового

Зміст.

• Вступ
• 1. Техніко-економічне обгрунтування
• 1.1 Патентний огляд
• 1.1.1 Робоче устаткування екскаватора
• 1.1.2 Робоче устаткування гідравлічного екскаватора
• 1.1.3 Робоче устаткування гідравлічного екскаватора
• 1.1.4 Робоче устаткування гідравлічного екскаватора
• 1.1.5 Робоче устаткування гідравлічного екскаватора
• 1.1.6 Будівельний маніпулятор
• 1.1.7 Пристрої для виконання земляних і навантажувально-розвантажувальних робіт
• 1.2 Аналіз патентних рішень
• 1.3 Пропоноване удосконалення
• 2. Опис конструкції машини і технології виробництва робіт
• 3. Розрахунок екскаватора ео-4321 з робочим устаткуванням затискач
• 3.1 Стрілопідйомний механізм
• 3.2 Механізм повороту затискач
• 3.3 Розрахунок зусиль в робочому устаткуванні
• 3.3.1 Розрахунок зусиль в гідроциліндрі робочого устаткування
• 3.3.2 Визначення зусиль в поворотному механізмі
• 3.4 Розрахунок елементів робочого устаткування на міцність
• 3.4.1 Розрахунок осі повороту рухомого ножа
• 4. Об'ємний гідропривід екскаватора
• 4.1 Опис гідросистеми екскаватора
• 4.2 Розрахунок гідроциліндра ножа
• 5. Охорона праці
• 5.1 Небезпечні і шкідливі виробничі чинники, супроводжуючі роботу машиніста екскаватора
• 5.2 Розробка інженерних рішень по обмеженню впливу небезпечних виробничих чинників на машиніста екскаватора
• 5.2.1 Небезпека перекидання
• 5.2.2 Попадання людини в зону роботи
• 5.3 Розробка інженерних рішень по обмеженню дій шкідливих виробничих чинників на машиніста екскаватора
• 5.3.1 Підвищений рівень шуму
• 5.3.2 Вібрація
• 5.3.3. Запорошена. Методи очищення повітря від пилу
• 5.3.4 Освітленість
• 5.4 Віддзеркалення питань ергономіки при розробці робочого місця машиніста екскаватора
• 5.5 Протипожежна безпека
• 6. Розрахунок річного економічного ефекту
• 6.1 Виявлення призначення і області застосування нової техніки
• 6.2 Вибір базового варіанту
• 6.3 Виявлення конструктивне — експлуатаційних особливостей техніки
• 6.4 Опис програми «Ефект-М»
• 6.4.1 Ідентифікатори для опису початкової інформації до програми «Ефект — М»
• 6.4.2 Ідентифікатори для опису розрахункових величин
• 6.4.3 Блок — схема програми «Еффект — М»
• Висновки
• Список використаної літератури

Вступ.

На даний час в будівельній сфері України склалася ситуація, коли ріст міст, будуються нові будинки і споруди. Однак в центрах міст знаходяться старі будинки, котрі необхідно або відновлювати, або руйнувати для очищення ділянок під нові споруди. Для таких робіт існує багато обладнання: стіноломні машини, гідравлічні молоти, крани, навантажувачі, екскаватори. Але для того, щоб зруйнувати будівлю необхідно декілька видів машин, наприклад: стіноламниі машини з навантажувачем або краном, екскаватор в зв’язку з самоскидами і ручна праця — стропальники. Наявність людей в робочій зоні приводить до частих випадків травматизму. Таким чином, на даний момент виникла задача створення нового робочого устаткування, яке зможе виконувати функції декількох машин, а також працювати в обмежених умовах, що дуже важливо для ведення робіт в зонах зруйнованих будівель, де важко робити маніпуляції працюючою технікою. В даний момент такого устаткування не існує, тому метою дипломного проекту є проектування робочого устаткування для відновних робіт на базі гідравлічного екскаватора ЕО-4321. Цим устаткуванням є затискач.

Цей затискач є змінним устаткуванням для екскаватора ЕО-4321. Для нього виконується розрахунок гідроприводу, річного економічного ефекту, а також надається увага питанню ергономіки.

Затискач повиннен виконувати наступні види робіт: розчищання завалів будівель, як нижчі стоянки екскаватора, так і на рівні; руйнування бетонних і цегляних споруд з подальшим завантаженням частин будівель в транспортний засіб; маніпулювання вантажем. Всі перераховані види робіт дозволяють підвищити продуктивність, зменшити час ручної праці, понизити витрату горючий змащувальних матеріалів і т.п.

Ці показники дають всі підстави для упровадження такого робочого устаткування в будівництві.

1. Техніко-економічне обгрунтування.

1.1 Патентний огляд.

Прискорення технічного прогресу і зростання продуктивності праці в будівництві значною мірою залежать від рівня механізації будівельного виробництва. В даний час в Україні ведеться робота по наступних основних напрямах: розробка парку машин, що забезпечують підвищення потужності (за рахунок упровадження нових двигунів і гідрообладнання високого тиску); продуктивності (за рахунок використовування одного робочого органу в десятках необхідних операцій на будівельному майданчику); розвиток виробництва спеціальної техніки, що забезпечує швидкісне будівництво; підвищення технічного рівня і ефективності машин і оснащення їх системами автоматизації управління із застосуванням мікропроцесорної техніки, розробки будівельних маніпуляторів і роботизованих пристроїв, що забезпечують підвищення якості і безпеки робіт, зниження енерговитрат, поліпшення економічних показників і скорочення кількості обслуговуючого персоналу. Сучасне місто вимагає малогабаритної, маневреної, могутньої техніки. Проте нинішній економічний стан України не дозволяє випускати абсолютно нову техніку і робоче устаткування до неї. У зв’язку з цим багато машинобудівних заводів проводять модернізацію існуючих машин. Нижче приведений патентний огляд дозволяє прослідити тенденції розвитку навісного устаткування до екскаваторів і визначити всі його плюси і мінуси.

1.1.1 Робоче устаткування екскаватора.

Авторське свідоцтво СРСР N2 624 993.

Автори: В. В. Мелашич, О.І. Мелашич і А. Б. Семенкин.

Винахід відноситься до області землерийних машин, підвищує надійність і спрощує конструкцію.

Робоче устаткування включає стрілу 1 з, рукояттю 2, на якій закріплене веделковий затискач (В3), гідроциліндри (ГЦ) управління стрілою і рукояттю і механізм повороту В3. Розміщений механізм повороту В3 в порожнині рукояті 2 і виконаний у вигляді втулок 7 і 10. Втулка 7 (внутрішня) розташована у втулці 10, сполучена з нею за допомогою гвинтової нарізки 8 і жорстко пов’язана з В3. Зовнішня втулка 10 має жорстко пов’язаний з нею поршень 11 ГЦ 12. Встановлена втулка 10 з можливістю переміщення у вертикальних направляючих 13, розміщених усередині рукояті 2. Другий поршень 14 ГЦ 12 встановлений на штоку 15., сполученим шарнірно з важелями ВЗ. Шток 15 розташований співісний з втулками 7 і 10. При переміщенні поршнів 11 і 14 ГЦ 12 досягається розкриття і закриття В3, його поворот і орієнтація у момент завантаження вантажу. (рис. 1.1).

Винахід відноситься до землерийних машин і призначене для удосконалення конструкцій змінних робочих органів універсальних одноковшових гідравлічних екскаваторів.

Мета винаходу — підвищення надійності і спрощення конструкції (рис. 1.2).

Екскаваторне устаткування працює таким чином.

За допомогою стріли 1 і рукояті 2, керованих відповідно гідроциліндрами 3 і 4, веделковий затискач 5 переміщається у бік розташування вантажу, що підлягає транспортуванню. Потім за допомогою робочої рідини в порожнину гідроциліндра 12 над поршнем 14 здійснюється висунення штока 15 і за допомогою важелів 6 досягається розкриття веделкового затискача 5 (рис. 1.4). При подачі робочої рідини в порожнину гідроциліндра 12 під поршнем 14 досягається реверсування штока 15 (рис. 1.3) і стулення веделкового захвата 5. При подачі робочої рідини в порожнину гідроциліндра 12 над поршнем 11 здійснюється переміщення втулки 10 у вертикальних направляючих 13, а також поворот втулки 7, оскільки втулка 7 сполучена з втулкою 10 за допомогою гвинтової нарізки 8. Втулка 7 обертається на підшипниках 9 і разом з нею повертається веделковий затискач 5. При подачі робочої рідини в порожнину гідроциліндра 12 під поршнем 11 здійснюється зміна напрямку обертання веделкового затискача 5.

Таким чином, забезпечуючи переміщення поршнів 11 і 14 гідроциліндра 12, досягається розкриття і закриття веделкового затискача 5, а також його поворот і орієнтація у момент схоплювання вантажу.

Формула винаходу..

Робоче устаткування екскаватора, включаюче шарнірно зчленовані стрілу і рукоять, веделковий затискач з важелями, гідроциліндри управління стрілою і рукояттю, механізм повороту веделкового затискача, розміщений в порожнині рукояті, і гідроциліндр, пов’язаний з веделковим затискачем, відрізняється тим, що, за допомогою підвищення надійності і спрощення конструкції, механізм повороту веделкового затискача виконаний у вигляді двох втулок, розміщених одна в іншій і зв’язаних між собою за допомогою вирізки, при цьому внутрішня втулка жорстко пов’язана з веделковим затискачем, а зовнішня має жорстко пов’язаний з нею поршень, закріплений на штоку гідроциліндра, пов’язаного з важелями веделкового затискачу, і встановлена з можливістю переміщення у вертикальних направляючих, закріплених усередині рукояті, при цьому шток гідроциліндра встановлений співісний з втулками.

1.1.2 Робоче устаткування гідравлічного екскаватора.

Авторське свідоцтво СРСР NQ827б95.

Автори: В. И. Баловнев, Л. А. Хмара, А. И. Голубченко, і Б.Р. Заславській.

Винахід відноситься до землерийних машин, а саме до одноковшових гідравлічних екскаваторів, і призначено для вдосконалення їх робочого устаткування.

Метою винаходу є розширення технологічних можливостей робочого устаткування гідравлічного екскаватора.

Робоче устаткування гідравлічного екскаватора включає ківш, що складається з передньої щелепи l, оснащеною ріжучою кромкою 2 у вигляді зубів і за допомогою шарніра 3 сполучений із задньою щелепою 4, а також оснащений ріжучою кромкою 5, виконаної прямолінійної.

Рукоять виконана з основою у вигляді рукояті 6 традиційної конструкції і з фіксовано посадженим на оголовок 9 основи змінним модулем 10, у вигляді порожнистого корпусу. Задня щелепа 4 за допомогою двушарнірної вставки 11 з взаємно перпендикулярними осями шарнірів сполучена з модулем 10 і за допомогою універсальних шарнірів 12 і 13, тяга 14 і важеля 15 двузвенника пов’язана з штоком гидроцилиндра16поворота. На двошарнірної вставці 11 жорстко закріплений важіль 17, який шарнірно сполучений з штоком гідроциліндра 18 допомогою гідроциліндра 22.

Крім того, внутрішня поверхня модуля 10, виконаного у вигляді порожнистого корпусу, еквідістанта зовнішньої поверхні оголовка 9 основи.

Робоче устаткування гідравлічного екскаватора працює таким чином. При виконанні екскаваціонних робіт обидві щелепи 1 і 4 за допомогою гідроциліндра 22 зімкнуті і під дією гідроциліндром 16 і передаваного через важіль двохзвенника з тягою 14 повертається щодо нижньої осі двох шарнірної вставки 11 здійснюючи процес копання. При виконанні навантажувально-розвантажувальних робіт з сипкими матеріалами робоче устаткування може працювати як грейфера, здійснюючи затискач матеріалу обома щелепами 1 і 4 (Рис. 1.5) .Кроме того, таке устаткування дозволяє витягувати в процесі копання, що трапляються на шляху каміння, коріння, а також виконувати навантажувально-розвантажувальні і монтажні операції з штучними вантажами.

Двушарнірная вставка 11 дозволяє, здійснює поворот ковша робочого устаткування екскаватора. Для цього включається в роботу гідроциліндр 18 і зусилля, що розвивається їм, передається на важіль 17, що приводить до повороту двошарнірної вставки 11 щодо рукоятки 6 із змінним модулем 10, а умітати з нею повертається і ківш. У місці із задньою щелепою 4 повертається завдяки наявності універсальних шарнірів 12 і 13 тяга 14, чим забезпечується незмінне положення гідроциліндра 16.

Поворот ковша за рахунок двошарнірної вставки 11 і гідроциліндра 18 дозволяє встановлювати у вертикальне положення різні довгомірні елементи.

Запропонована конструкція робочого устаткування дозволяє з якнайменшою трудомісткістю виробити монтаж робочого органу багатоцільового призначення. Для цього рукоять би заводиться у внутрішню порожнину модуля 10 і кріпиться там за допомогою пальців 7 і притискних гвинтів 8. Демонтаж виробляється в зворотній послідовності і рукоять 6 виходить готовою до навішування будь-яких змінних органів призначених для універсальних гідравлічних екскаваторів.

Формула винаходу..

Робоче устаткування гідравлічного екскаватора по авт. св. № 827 695 відрізняється тим, що, з метою розширення його технологічних можливостей, рукоять виконана з основою у вигляді рукояті традиційної конструкції і з фіксовано посадженим на оголовок основи змінним модулем у вигляді порожнистого корпусу, внутрішня поверхня якого еквівалентна зовнішній поверхні оголовка основи, при цьому провушини рукояті для з'єднання з нею двох шарнірної вставки, важіль-тягового двохзвенника і гідроциліндра повороту вставки закріплені на модулі.

Рис. 1.5 Робоче устаткування з двохщелепним ковшом, змонтованим на рукояті.

1.1.3 Робоче устаткування гідравлічного екскаватора.

Авторське свідоцтво США № 23 767 070.

Автори: Л. А. Хмара, В. И. Баловнев, А. И. Голубченко, і В.В.

Робоче устаткування включає задню щелепу 1, укріплену на рукоятці 2 за допомогою шарніра 3 і зв’язану за допомогою важеля 4 і тяга 5 гідроциліндром 6 управління. Задня щелепа 1 сполучена шарнірами 7 з передньою щелепою 8, на якій за допомогою шарнірів 9 змонтована додаткова щелепа 10. Щелепи управляються гідроциліндрами 11 і 12 управління. Ріжучі кромки 13 — 16 щелеп виконані прямолінійними, а середня ріжуча кромка додаткової щелепи 10 виконана у вигляді зубів 17.

Робоче устаткування гідравлічного екскаватора виконує екскаваціонні роботи зворотною лопатою, виконує грейферні, вантажні роботи з сипкими і штучними матеріалами, виробляє монтажні роботи.

Копання грунту зворотною лопатою робоче устаткування може виробляти ковшом з трьома різними геометричними місткостями.

Розробка грунту ковшом з якнайменшою місткістю здійснюється задньою щелепою 1, шляхом повороту її гідроциліндром 6 навколо шарніра 3 при піднятій у верхнє крайнє положення додатковій середній щелепі 8 з приткнутою до неї передньою щелепою 10.

Ківш зворотної лопати з середньою геометричною місткістю утворюється стуленням гідроциліндром 12 задньої 1 і додаткової середньої 8 щелеп і перекладом передньої щелепи 1 Про гідроциліндром 11 у верхнє крайнє положення. Поворот зімкнутих щелеп при копанні грунту здійснюється гідроциліндром 6.

За рахунок стулення гідроциліндрами 11 і 12 задньої 1, додаткової середньої 8 і передньої щелеп утворюється ківш зворотної лопати з повною, найбільшою геометричною місткістю (рис. 1.6.).

Виконання грейферних робіт робочим устаткуванням може здійснюватися по трьох варіантах.

Перший варіант (рис. 1.7) передбачає виконання грейферних робіт стуленням задньої щелепи 1 і зімкнутих разом додатковою середньою 8 і передньої 10 щелеп.

По другому варіанту грейферні роботи виконуються шляхом стулення передньої щелепи 10 і зімкнутих разом додатковою середньою 8 і задньої 1 щелеп.

Також, копання в режимі грейфера може здійснюватися послідовно щелепами 1,8 і 10. Для цього штоки гідроциліндрів 11 і 12 висуваються в свої крайні положення, відводячи щелепи 1, 8 і 10 на максимальні кути один від одного. Далі гідроциліндром 6 і переміщенням рукоятки 2 здійснюється заглиблення додатково середньої щелепи 8 в переміщуваний матеріал. Процес забору грунту здійснюється поворотом за допомогою гідроциліндра 11 спочатку 8, а потім сумісним їх поворотом гідроциліндром 12 до стулення із задньою щелепою 1. Даний варіант виконання грейферних робіт доцільно виробляти з сипкими вантажами (пісок, шлак, щебінь). Він дозволяє більш повно заповнити об'єм ковша переміщуваним матеріалом і тим самим підвищити продуктивність екскаватора. Можливість виконання різних варіантів грейферних робіт забезпечує кращу адаптацію робочого устаткування до грунтових умов (формі грунтової поверхні, густині матеріалу і т. д.).

Рис. 1.6 Робоче устаткування гідравлічного екскаватора.

Рис. 1.7 Виконання грейферних робіт задньою щелепою, додатково і передньою щелепою.

Планувальні і зачистні роботи можуть виконуватися прямолінійними ріжучими кромками 13−16 задньої 1 додаткової середньої 8 і передньої 10 щелеп. Управління робочим устаткуванням при планувальних роботах здійснюється гідроциліндрами 6, 11 і 12. Вибір ріжучих кромок 13−16, що беруть участь в плануванні грунтової поверхні, виробляється комбінуванням положень щелеп 1, 8 і 10 за допомогою гідроциліндрів 11 і 12.

Затискач штучних вантажів для їх переміщення здійснюється між передньою 10 і додатковою середньою 8 і задньою 1 щелепами, а також послідовно між щелепами 1 і 8, 10.

Формула винаходу..

Робоче устаткування гідравлічного екскаватора, включаюче рукоять з шарнірно приєднаним до неї двохщелепним ковшом, гідроциліндри управління робочим устаткуванням, відмінне тим, що з метою підвищення продуктивності при роботі в грейферномуу режимі і забезпечення багатозахватності ковша при роботі з штучними вантажами, передня щелепа ковша виконана з двома додатковими провушинами на кожній бічній стінці і забезпечена фронтальною додатковою щелепою з провушинами і шарнірно приєднаними до неї гідроциліндрами, причому додаткова фронтальна щелепа провушинам до двох симетричним провушинам на протилежних бічних стінках передньої щелепи, а вільні кінці гідроциліндрів додаткової фронтальної щелепи приєднані шарнірно до інших симетричних провушинам передній щелепі.

1.1.4 Робоче устаткування гідравлічного екскаватора.

Авторське свідоцтво СРСР N2 1 154 410.

Автори: А. С. Безбоков, Ю.П. Евсєєв, В. В. Шмельов, В. М. Непомящий і А. Б. Горячев.

Мета винаходу — підвищення експлуатаційних можливостей робочого устаткування, що складається з рукояті 1, основного 2 і додаткових вузьких 3 ковшів (К). При цьому К3 встановлений перед К2 і пов’язаний з вузлом стопоріння в неробочому положенні, виконаним виді гідроциліндра (ГЦ) 12, а шарніром 14 — з однією з бічних стінок К3. За допомогою шарнірного чотирьохланника 10 К2 сполучений з штоком ГЦ 11 управління. Ріжуча кромка 6 К3 має більший радіус копання, ніж ріжуча кромка 9 К2. У задній стінці К3 є вікно. Уривку основної траншеї виробляють К2. Після її уривки К3 опускають ГЦ 12 з верхнього неробочого положення до зіткнення з К2. Днище К3 стає продовженням днища К2. За допомогою К3 на дні основної траншеї утворюється дренажна. Грунт через вікно К3 потрапляє у внутрішню порожнину К2.

Винахід відноситься до будівельних дорожніх і гірських машин, а саме до робочого устаткування гідравлічних екскаваторів, і може бути використано переважно для уривки дренажної траншеї при одночасній розробці основній.

Метою винаходу є підвищення експлуатаційних можливостей робочого устаткування.

Робоче устаткування гідравлічного екскаватора (Рис. 1.8) складається з рукояті 1, основного і додаткового вузького 3 ковшів. Додатковий ківш 3 має бічні стінки 4, днище 5 і ріжучу кромку б і змонтований перед основним ковшом 2 за допомогою загального шарніра 7 .В додатковому ковші 3 є вікно 8. Основний ківш 2 оснащений ріжучою кромкою 9 у вигляді зубів і сполучений за допомогою шарнірного чотирьохланника 10 з штоком гідроциліндра 11 управління, іншим кінцем змонтованого на рукояті 1. Додатковий ківш 3 пов’язаний з виконаним у вигляді гідроциліндра 12 вузлом стопоріннія його в неробочому положенні. Гідроциліндр 12 сполучений шарніром 13 з рукояттю 1, а шарніром 14 — з однією з бічних стінок 4 додаткові ковши 3.

Робоче устаткування працює таким чином.

При виконанні екскаваторних робіт після уривка основної траншеї додатковий ківш 3 піднімають в неробоче верхнє положення за допомогою гідроциліндра 12. Уривку основної траншеї виробляють основним ковшом 2. Після закінчення уривки ділянки основної траншеї додатковий ківш 3 з верхнього положення гідроциліндром 12 опускають до зіткнення з основним ковшом 2, при цьому днищі 5 додаткового ковша 3 стає продовженням днища основного ковша 2. Потім при копанні додатковий ківш 3 утворює дренажну траншею на дні основної. Грунт через вікно 8 додаткового ковша 3 потрапляє у внутрішню порожнину основного ковша 2.

Рис. 1.8 Робоче устаткування гідравлічного екскаватора.

Формула винаходу.

Робоче устаткування гідравлічного екскаватора, включаюче рукоять, ківш, що послідовно встановлений з ним на загальному шарнірі і має вікно в задній стеку додатковий вузький ківш, вузол стопоріння, одного з ковшів в неробочому положенні, одним кінцем змонтований на рукояті, і гідроциліндр управління, зв’язаний відмінне тим, що, з метою підвищення його експлуатаційних можливостей, додатковий ківш встановлений перед основним ковшом і пов’язаний з вузлом стопоріння в неробочому положенні, виконаним у вигляді гідроциліндра, закріпленого іншим кінцем на додатковому ковші, а основний ківш сполучений з гідроциліндром управління, при цьому ріжуча кромка додаткового ковша маємо більший радіус копання, ніж ріжуча кромка основного ковша.

1.1.5 Робоче устаткування гідравлічного екскаватора.

Авторське свідоцтво СРСР .N2 827 695.

Автори: В.В. Мелавішин, Л. А. Хмара, В.І. Баловнев і В. И. Курочка.

Винахід відноситься до землерийних машин. Мета — зниження енергоємності процесу копання екскаватора в грейферномуу режимі. Ківш екскаватора включає передню і задню 1 ріжучу щелепи. Передня щелепа сполучена із задньою щелепою! важелями (Рис.l.9) 3, встановленими на кронштейні 4 задньої щелепи. Частина 1 шарнірно приєднана до рукояті 3 через кронштейн 4. Передня частина складається з монтажної 5 м робочої 6 частин, сполучених між собою шарніром 11, вісь якого розташована уздовж кромок бічних стінок передньої щелепи з можливістю форсованого повороту за допомогою штирів. Для фіксації передньої щелепи в необхідному положенні одне плече Р3 шарнірно сполучене з кронштейнами 4, в якому виконані отвори 9 для установки фіксуючих штирів 10. Ківш вмонтовується по рукояті 13 і гідроциліндром 14 повертається в площині симетрії робочого устаткування. Осі середніх шарнірів Р. сполучені з віссю шарніра, що сполучає щелепу 1 з рукояттю 13. Монтажна частина 5 шарнірно сполучена з гідроциліндром 8, встановленим на щелепі 1. Бенкет роботі в грейферномуу режимі Р3 повертається щодо кронштейна 4 і фіксуються у верхньому положенні штирями 10. Робоча частина 6 повертається на 180° на осі шарніра 11 і фіксується штирями.

Для забезпечення нормальної роботи передньої щелепи в грейферному режимі необхідно, щоб радіус повороту ріжучої кромки, що здійснює зачерпування матеріалу, був більше радіусу повороту ріжучої кромки, що не бере участь в роботі. В цьому випадку усувається «замикання». Робоче устаткування гідравлічного екскаватора включає ківш, що складається із задньої щелепи 1 з ріжучим ножем 2, до якого за допомогою важелів 3, встановлених на кронштейнах 4 задньої щелепи, шарнірно прикріплена передня щелепа, що складається з монтажної 5 і робочої б щелеп. Робоча частина б передній щелепі оснащена ріжучим ножем 7, а монтажна частина 5 шарнірно сполучена з гідроциліндром 8, встановлений на задній щелепі 1. Для фіксації передньої щелепи в необхідному положенні одне плече важеля 3 шарнірно сполучено з кронштейнами 4, в якому виконані отвори 9 з можливістю установки фіксуючих штирів 10. Монтажна частина 5 передньої щелепи сполучена з робочою частиною б за допомогою шарніра 11, вісь якого розташована з можливістю їх жорсткості по засобом фіксації за допомогою фіксуючих елементів 12, наприклад штирів. Ківш вмонтовується на рукояті 13 і за допомогою гідроциліндра 14 повертається в площині симетрично робочого устаткування. Осі середніх шарнірів двоплечових важелів суміщені з віссю шарнірі, сполучаючого задню щелепу 1 з рукояттю 13.

Рис. 1.9 Робоче устаткування гідравлічного екскаватора в грейферному режимі.

Устаткування працює таким чином.

Задня щелепа 1 сумісно з передньою щелепою, що складається з монтажної 5 і робочої б частин, в зімкнутому за допомогою гідроциліндра 8 положення утворює ківш зворотної лопати. Управляючи гідроциліндром 14, обеспечивают поворотів ковша в площині симетрії устаткування і здійснюють розробку грунту.

При необхідності виконання грейферних операцій ківш «зворотної лопати» трансформується в грейферний.

При цьому виймаються фіксуючі штирі 10 і посередництвом гідроциліндра 8 здійснюється поворот по годинній стрілки передньої щелепи верхнє положення починають повертатися важелі 3 щодо кронштейнів 4, які потім фіксуються у верхньому положенні шляхом установки штирів 10 в отвори 9. Після чого робоча частина б передній щелепі повертається машиністом екскаватора на 180° на осі шарніра 11 і фіксується штирями 12. У такому вигляді ківш успішно застосовується для завантажувально-розвантажувальних робіт в грейферному режимі. Передні і задні щелепи повертаються щодо один одного за допомогою гідроциліндра 8 і при цьому виключаються затирання ріжучого ножа 7 передньої щелепи об грунт. Управляючи щелепами можна здійснювати затискач таким устаткуванням також різних вантажів і компактних, так і довго габаритних. При цьому здійснюється надійне і якісне затискач грунтів затискач щелепами вантажів завдяки виключенню у момент стулення щелеп упровадження ріжучого ножа 7 передньої щелепи в грунт.

Формула винаходу..

Робоче устаткування гідравлічного екскаватора, включаюче ківш з передньою і задньою ріжучими щелепами, рукоять, до якої задня щелепа при сполучена шарнірно через закріплені на щелепі кронштейни, гідроциліндри управління щелепами, відмінні тим, що, з метою зниження енергоємності процесу копання екскаватора в грейферному режимі, робоча частина передньої щелепи сполучена з її монтажною щелепою за допомогою шарніра, вісь якого розташована уздовж кромок бічних стінок цієї щелепи з можливістю фіксованого повороту, передня і задня щелепи сполучені за допомогою двоплечових важелів, осі середніх шарнірів яких суміщені з віссю шарніра, що сполучає задню щелепу з рукояттю, одне плече сполучене з монтажною частиною передньої щелепи, а інше — з кронштейнами задньої щелепи з можливістю фіксованого повороту важеля навколо його середнього шарніра.

1.1.6 Будівельний маніпулятор.

Авторське свідоцтво СРСР N2 1 293 282.

Автори: Л. А. Хмара, В. И. Баловнев, А.І. Голубченко і С. В. Шатов.

Будівельний маніпулятор (Рис.l l0) включає базову машину 1 з бульдозерним відвалом 2, гідроциліндр управління 3 з відвалом 2. Над базовою машиною 1 встановлена опорна рама 4 із змонтованою на її верхній частині поворотною платформою 5. До поворотної платформи 5 шарнірно приєднана стріла 6, на кінці якої шарнірно змонтована рукоять 7. Стріла 6 і рукоять 7 забезпечені гідроциліндрами управління 8 і 9.

Рис. 1.10 Загальний вигляд будівельного маніпулятора.

На боковій поверхні рукояті 7 виконані подовжні пази 1 Про, в яких встановлений нажимний диск 11, пов’язаний з рукояттю 7 за допомогою силових гідроциліндрів 12. На кінці рукояті 7 виконаний двозахідний гвинт 13, який охоплюється роз'ємним корпусом 14,. Підшипник 15 змонтований на нажимному диску 11 за допомогою стопорного кільця 16. Відхід підйому в гвинтовій лінії двозахідного гвинта 13 має таке значення, що відсутніє самогальмування роз'ємного корпусу при його переміщенні вздовж двозахідного гвинта 13.

До нижньої частини роз'ємного корпусу шарнірно підвішений робочий орган, що складається із зовнішнього важеля 17, сполученого з роз'ємним корпусом за допомогою гідроциліндра 18, і внутрішнього важеля 19, пов’язаного із зовнішнім важелем 17 за допомогою гідроциліндра 20. При цьому, нижні робочі частини важеля 17 і 19 виконані у вигляді захоплень 21, що розходяться.

Запропонований будівельний маніпулятор дає можливість виконувати роботу по спушенню міцних і мерзлих грунтів.

Для цього внутрішній важіль 19 із затискачм і 21 повертається проти годинникової стрілки гідроциліндром 20 В верхнє крайнє положення. Далі поворотами стріли 6, рукоятки 7, наружного важеля 17 за допомогою гідроциліндрів 8, 9, 18 здійснюється процес спушення грунту затискачми 21 зовнішнього важеля 17.

Формула винаходу.

Будівельний маніпулятор, що включає базову машину, шарнірно встановлену на ній стрілу, рукоять, шарнірно пов’язану із стрілою, робочий орган і механізм повороту робочого органу з гвинтовою парою із зовнішнім і внутрішнім елементами і гідроциліндром, пов’язаним з рукояттю, відрізняється тим, що, з метою спрощення конструкції за рахунок використовування стандартних гідроциліндрів, рукоять виконана з подовжніми пазами і має встановлений в них нажимний диск, при цьому механізм повороту має додатковий гидроципіндр, а нажимний диск пов’язаний із зовнішнім елементом гвинтової пари за допомогою підшипників і з рукояттю пов’язаний гідроциліндрами.

1.1.7 Пристрої для виконання земляних і навантажувально-розвантажувальних робіт.

Авторське свідоцтво СРСР N2 1 027 338.

Автори: П.И. Неміровській, В. И. Репнев, Б. А. Емельянов, В. Г. Бут, .А. Брайковській, З. Н. Кузин, Б.Ю. Маліновській, Б.Н. Бухбіндер, А. С. Соловйов і Я.С. Сорін.

1) Пристрій для виконання земляних і навантажувально-розвантажувальних робіт, включаюче встановлену на самохідному шасі поворотну платформу, стрілу і дві рукояті з робочими органами, поворотні навколо подовжньої осі і в площині, що проходить через їх подовжні осі, відмінні тим, що, з метою розширення технологічних можливостей, забезпечено проміжною ланкою, шарнірно пов’язаною із стрілою з можливістю повороту в площині підйому стріли, а рукояті встановлені на проміжній ланці з можливістю обертання навколо його подовжньої осі і поворотно-поступального переміщення уздовж його подовжньої осі.

2) Пристрій по п. l, відмінний тим, що проміжна ланка порожнистим елементам, і корпуси механізму повороту рукоятей в площині, що проходить через їх подовжні осі, встановленого з можливістю обертання усередині порожнистого елементу, причому механізм повороту рукоятей в площині, що проходить через їх подовжні осі, виконаний у вигляді зубчатої передачі, ланки якої виконані у вигляді зубчатих секторів, на яких встановлені рукояті, і приводу.

3) Пристрій по п. 1 і 2, відмінне тим, що механізм поворотно-поступального переміщення рукоятей уздовж подовжньої осі проміжної ланки виконаний у вигляді гідроциліндра, шток якого сполучений з порожнистим елементом, а корпус закріплений на кожусі проміжної ланки.

4) Пристрій по п. 1 і 2, відмінне тим, що механізм обертання рукоятей навколо подовжньої осі проміжної ланки виконаний у вигляді гідромотора, встановленого на порожнистому елементі, і черв’ячної передачі, черв’ячне колесо якої встановлене на корпусі механізму повороту рукоятей в площині, що проходить через їх подовжні осі.

5) Пристрій по п. l і 2, відмінне тим, що привід повороту рукоятей в площині, що проходить через їх подовжні осі, виконаний у вигляді гідроциліндра, шток якого шарнірно сполучений з одним із зубчатих секторів, а корпус шарнірно укріплений в корпусі механізму повороту рукоятей.

6) Пристрій по п. 1 і 2, відмінне тим, що механізм обертання кожної рукояті навколо своєї подовжньої осі виконаний у вигляді гідромотора і черв’ячної передачі, встановлених відповідно на кожному зубчатому секторі механізму повороту рукоятей, а кожна рукоять відповідно встановлена на вихідному валу черв’ячної передачі.

Відомо будівельна машина, що призначена для виконання як земляних, так і навантажувально-розвантажувальних робіт, містить шасі, поворотну платформу, стрілу, рукоять і ківш з щелепою. Ківш приєднаний до рукояті за допомогою двох шарнірної вставки з взаємно перпендикулярними осями шарнірів. Відому машину можна використовувати для копання зворотною лопатою, навантажувально-розвантажувальних робіт з сипкими матеріалами, здійснюючи затискач матеріалу щелепою і ковшом, як грейфером. Наявність двох шарнірної вставки дозволяє здійснювати маніпулювання захопленими предметами.

Недоліком відомої машини є низька продуктивність при роботі грейфером за рахунок неповного використовування об'єму ковша і переміщення, в слідстві цього малого об'єму грунту в одиницю часу, а також обмежені можливості маніпулювання захопленими предметами.

Найближчим до пропонованого по технічній суті і результату, що досягається, є пристрій для виконання земляних і навантажувально-розвантажувальних робіт, включаюче встановлену на самохідному шасі поворотну платформу, стрілу і дві рукояті з робочими органами, поворотні навколо подовжньої осі і в площині проходячої через їх подовжні осі.

Даний пристрій можна використовувати для проведення різних видів робіт: копання прямою або зворотною лопатою, роботи в режимі грейфера, затискач і маніпулювання окремими предметами і т.д., не витрачаючи часу на монтажні і демонтажні роботи.

Недоліком пристрою є те, що при використовуванні його як грейфер або затискач останні жорстко орієнтовані в площині, перпендикулярній площині підйому стріли. Внаслідок цього обробка траншей можлива тільки по осі руху базової машини і неможливе орієнтування в просторі об'єктів маніпулювання.

Мета винаходу — розширення технічних можливостей маніпулятора будівельних машин.

Поставлена мета досягається тим, що пристрій для виконання — земляних і навантажувально-розвантажувальних робіт, включаюче встановлену на самохідному шасі поворотну платформу, стрілу і дві рукояті з робочими органами, поворотні навколо подовжньої осі і в площині, що проходить через їх подовжні осі, забезпечено проміжною ланкою, шарнірно пов’язаною із стрілою з можливістю повороту в площині підйому стріли, а рукояті встановлені на проміжній ланці з можливістю обертання навколо його подовжньої осі і поворотно-поступального переміщення уздовж його подовжньої осі.

Крім того, проміжна ланка виконана у вигляді кожуха зі встановленим в· нем з можливістю поворотно-поступального переміщення уздовж його подовжньої осі порожнистим елементом, і корпуси механізму повороту рукоятей в площині, що проходить через їх подовжні осі, встановленого з можливістю обертання усередині порожнистого елементу, причому механізм повороту рукоятей в площині, що проходить через їх подовжні осі, виконаний у вигляді зубчатой· передачі, ланки якої виконані у вигляді зубчатих секторів, в яких встановлені рукояті, і приводу.

Механізм обертання рукоятей навколо подовжньої осі проміжної ланки виконаний у вигляді гідромотора, встановленого на порожнистому елементі, і черв’ячної передачі, черв’ячне колесо якої встановлене на корпусі механізму повороту рукоятей в · площини, що проходить через їх подовжні осі.

Привід повороту рукоятей в площині, що проходить через їх подовжні осі, виконаний у вигляді гідроциліндра, шток якого шарнірно сполучений з одним із зубчатих секторів, а корпус шарнірно укріплений в корпусі механізму повороту рукоятей.

Механізм обертання кожної рукояті навколо своєї подовжньої осі виконаний у вигляді гідромотора і черв’ячної передачі, встановлених відповідно на кожному зубчатому секторі механізму повороту рукоятей, а кожна рукоять відповідно встановлена на вихідному валу черв’ячної передачі.

Пристрій для виконання земляних і навантажувально-розвантажувальних робіт (Рис. 1.11) складається з поворотної платформи 1, змонтованої на самохідному шасі 2, стріли 3, проміжної ланки 4, сполученого із стрілою за допомогою шарніра 5 з можливістю повороту в площині підйому стріли, двох рукоятей 6 і робочих органів 7. Обидві рукояті змонтовані на проміжній ланці 4 з можливістю обертання навколо його подовжньої осі, поворотно-поступального переміщення уздовж неї, повороту в площині, що проходить через подовжні осі рукоятей, і обертання навколо своєї подовжньої осі. Кожен робочий орган 7 виконаний у вигляді затискач і змонтований на кінці рукояті 6 з можливістю повороту в площині повороту рукоятей.

Проміжна ланка 4 виконана у вигляді кожухів (Рис. 1.12), усередині якого з можливістю поворотно-поступального переміщення уздовж його подовжньої осі встановлений порожнистий елемент 9. Усередині порожнистого елементу 9 з можливістю обертання встановлений корпус 10 механізму 11 повороту рукоятей і площини, що проходить через їх подовжні осі. Механізм 11 повороту рукоятей виконаний у вигляді зубчатих секторів 12, на яких змонтовані рукояті 6.

Механізм поворотно-поступального переміщення рукоятей 6 уздовж осі проміжної ланки 4 виконаний у вигляді гідроциліндра 13, шток якого сполучений з порожнистим елементом 9, а корпус закріплений в кожусі 8, проміжної ланки 4.

Механізм обертання рукоятей 6 навколо подовжньої осі проміжної ланки 4 виконаний у вигляді гідромотора 14, який змонтований на рухомому елементі 9 проміжної ланки, і черв’ячної передачі 15, черв’ячне колесо 16 якого закріплене на корпусі 10 механізму повороту рукоятей в площині, що проходить через їх подовжні осі.

Поворот рукоятей 6 в площині, що проходить через їх подовжні осі, здійснюється за допомогою приводу, виконаного у вигляді гідроциліндра 17, шток якого шарнірно сполучений з одним із зубчатих секторів 12, а корпус закріплений в корпусі 10 механізму 11 повороту рукоятей. Механізм обертання рукоятей 6 навколо своєї подовжньої осі виконаний у вигляді гідромотора 18 і черв’ячної передачі 19, які змонтовані на зубчатому секторі 12 механізму повороту рукоятей, при цьому рукоять 6 змонтована на вихідному валу 20 черв’ячної передачі. Для збільшення жорсткості конструкції на рукоятях 6 закріплені упори 21. Для виконання земляних робіт пристрій оснащений ковшами.

За рахунок конструкції маніпулятора при виконанні ним різних робіт рукояті 6 мають нагоду поворотно поступального переміщення уздовж подовжньої осі проміжної ланки 4, обертання навколо неї, повороту в площині, що проходить через подовжні осі рукоятей, і обертання навколо своєї подовжньої осі, що дозволяє шляхом перетворення пристосовувати маніпулятор до властивостей середовища і видів робіт.

За допомогою вказаних приводів і наявності на рукоятях 6 універсальних зачепів 7 маніпулятор (Рис. 1.13) має нагоду маніпулювати різними об'єктами: переміщати і орієнтувати в просторі будівельні матеріали і конструкції, виконувати навантажувально-розвантажувальні операції з довгомірними вантажами, виробляти стиковку і укладання в траншею дренажних труб і т.д. Крім того, для виконання земляних робіт (Рис.l.l4) за допомогою захоплень 7 пристрій оснащується різним екскаваційним інструментом. До їх числа відносяться один або два ковши різною. місткості і конфігурації. е допомогою механізму обертання рукоятей 6 навколо подовжньої осі проміжної ланки 4 ківш швидко встановлюється прямою або зворотною лопатою. Для отримання устаткування у вигляді грейфера ковши встановлюються за допомогою гідродвигунів 18 І черв’ячної передачі 19 ріжучою кромкою назустріч один одному, при цьому упори 21 взаємодіють один з одним, перешкоджаючи повороту рукоятей площини, що проходить через їх подовжні сили, і забезпечуючи тим самим жорсткість конструкції. Положення ковшів може мінятися в широких межах. Це дозволяє риття траншеї у вертикальній площині, як по осі базової машини, так і у вертикальній площині, зміщеній щодо подовжньої осі базової машини.

1.11. Пристрій для виконання земляних і навантажувально-розвантажувальних робіт в робочому стані загальний вигляд.

1.12. Проміжна ланка, подовжній розріз.

1.13 Пристрій при роботі як затискач.

1.14. Оснащення пристрою інструментом по схемі прямої або зворотної лопати.

Конструктивне виконання пристрою забезпечується в результаті перетворення конструкції без демонтажно-монтажних робіт, пристосування його до властивостей середовища і видів робіт: захопленню і орієнтації в просторі окремих предметів, копанню прямою або зворотною лопатою, роботі в режимі грейфера з риттям траншеї і вертикальної площини як по осі, так і у вертикальній площині, зміщеній щодо подовжньої осі базової машини і т.д. Наявність на рукоятях універсальних захоплень дозволяє працювати різними типами устаткування. Це можуть бути ковши різної місткості, ковші планувальники, механізований інструмент і т.д. Таким чином, технологічні можливості маніпулятора. будівельної машини значно розширені.

1.2 Аналіз патентних рішень.

Проведений патентний огляд показав, що існує велика кількість видів захоплень. Совершенствщшніє їх конструкцій направлено головним чином на розширення технологічних можливостей устаткування, на підвищення продуктивності екскаваторів.

Проте аналіз патентів і винаходів показав, що існує ряд недоліків, що обмежують застосування відомих конструкцій: необхідність в складному гідравлічному приводі, застосування дорогого устаткування' (авторське свідоцтво N2 3 767 070), значні габаритні розміри і трудність роботи в обмежених умовах (авторське свідоцтво N2 1 293 282), складність виготовлення і ремонту, необхідність в ручному переналагодженні устаткування, значна металоємність (авторське свідоцтво N2 1 027 338).

1.3 Пропоноване удосконалення.

Робоче устаткування гідравлічного екскаватора (Рис. 1.15.) полягає їх захвата1, що містить корпус 2 з шарнірно приєднаною рухомою щелепою 3 і нерухомою щелепою 4. Щелепа 3 кріпиться за допомогою шарніра 5. Рухома щелепа 3 приводиться в рух за допомогою гідроциліндра б. Поворот затискач 1 здійснюється в діапазоні від Про до 1800 і здійснюється за допомогою гідромотора 7. Повертається затискач щодо нерухомого кріплення 8. Корпус затискач 2 і кріплення 8 сполучені за допомогою пальців 9 і 10. Робоче устаткування гідравлічного екскаватора також включає стрілу 11, базову машину 12, гідроциліндри управління 13 і 14.

Запропоноване робоче устаткування (рис. 1.16.) дає можливість проводити відновні роботи, навантажувально-розвантажувальні роботи об'ємних вантажів. Робоче устаткування для відновних робіт, що включають базову машину, шарнірно встановлену на ній стрілу, робочий орган з механізмом повороту і кріпленням робочого органу, який шарнірно пов’язаний із стрілою базової машини.

Перевага цього устаткування: поворот тільки затискач, платформа на місці - обмежені умови.

1.15 Робоче устаткування гідравлічного екскаватора разом з базовою машиною.

1.16 Загальний вид робочого устаткування.

2. Опис конструкції машини і технології виробництва робіт.

Екскаватор (рис. 2.l.) складається з екскаватора базового 1, включаючий основні вузли і системи: пристрій ходовий 2; платформа поворотна 3 з механізмами і агрегатами, системи сервокерування, пневмосистеми, електроустаткування, системи опалювання і вентиляція, бульдозера 4 і робочого устаткування з гідросистемою 5.

Поворотна платформа 3 спирається на раму пристрою ходового 2 через роликовий опорно-поворотний пристрій.

Рух екскаватора і його робочого органу здійснюється гідравлічним приводом, основними елементами якого є: гідронасос, гідророзподілювачі, клапанно-запобіжна апаратура, гідромотори ходу і повороту, гідроциліндри стріли, затискач і зіву, бак робочої рідини і сполучні трубопроводи.

Гідропривід екскаватора в поєднанні з гідравлічним сервокеруванням забезпечує плавне регулювання швидкості і поєднання робочих операцій стріли, затискач і зіву поворотом.

Електроустаткування дозволяє запуск двигуна екскаватора з кабіни і з майданчика обслуговування двигуна.

Конструкція кабіни машиніста, прилади, розташовані на панелях пульта управління, системи опалювання і вентиляція забезпечують нормальні умови роботи машиніста.

На екскаваторі встановлений двигун СМД-17Н або СМД-15Н чотирьохтактний чотирициліндровий дизель рідинного охолоджування з вихрокамерним сумішеутворенням і турбо наддуву (СМД-17Н).

Дана машина на базі гідравлічного екскаватора Ю-4321 з робочим устаткуванням — затискач, призначена для виконання відновних робіт. Ці роботи ведуться на будівельних майданчиках для руйнування старих будівель. Затискач в змозі поруйнувати бетонну, цегляну стіну, колону діаметром до 700 мм, а також виконати вантажний — розвантажувальні роботи з вантажем до 1500 кг І самостійно вантажити його в транспортний засіб. Крім того, ця машина застосовується при розчищання завалів, що виникли після землетрусу, для цього вона оснащена допоміжним устаткуванням — відвалом бульдозера.

Екскаватор може виконувати вказані роботи в діапазоні температур від 233К (мінус 40 °С) до 313К (плюс 40 °С), а також виконувати роботи в темний час доби, для цього оснащений світловими приладами.

Технологія виробництва робіт показана на малюнку 2.2. і на малюнку 2.3.

Рис. 2.1 Загальний вид екскаватора.

Рис. 2.2. Процес затискач елементу.

Вигляд А.

Вигляд В.

2.3. Робота екскаватора на максимальному вильоті.

3. Розрахунок екскаватора ео-4321 з робочим устаткуванням затискач.

3.1 Стрілопідйомний механізм.

Допустимі значення відстаней до осі шарніра кріплення корпусу гідроциліндра до поворотної платформи.

х_ц < 0,5•Д_опк+(0,1…0,15)=0,5•1,5+0,1=0,85 м,.

1/3.

Д_опк=0,55•m=0,55•19,86=1,5 м,.

де m — маса екскаватора, т;

Д_опк — діаметр опорний — поворотного круга, м;

де х_ц, Y_ц — орієнтовна відстань відповідно від осі опорно-поворотного круга і від рівня стоянки екскаватора до осі провушини корпусу гідроциліндра;

h_пл — висота платформи, h_пл=0,15 … 0,25 м.

Відстань по вертикалі від рівня стоянки екскаватора до осі повороту стріли.

Y_с= (Н_в-Нк) /2+l_з+R=(3−5.8) /2+2,75+ 1,3=2,15 м.

Розрахункові параметри, які необхідні для його вибору по нормах, рекомендується визначати по орієнтовних значеннях кута установки в і довжини 1 нерухомої ланки, повного кута повороту ц₀ = 90° стріл і довжини плеча с_к зусилля, що розвивається на штоку гідроциліндра.

Приймаємо кут в= 40° і визначаємо орієнтовну довжину нерухомої ланки.

L= (Y_С — Y_п)/соsв = (2,65 — 1,137)/cos40° =0,98 м.

Розрахунковий хід поршня:

р = 2Lsin (ц₀/2)= 20,98sin (90°/2)= 1,385 м.

Орієнтуємося на близьке до вертикального напряму (µ=90°) осі гідроциліндра з повністю висунутим штоком, тоді відстань r_к від осі повороту стріли до осі гідроциліндра, тобто довжина плеча зусилля на штоку:

R_к= lsin (µ - в)=0,98 sin (90° - 40°)= 0,75 м.

Визначимо момент від сил тяжіння робочого устаткування з вантажем, за умови, що приведена до головки маса стріли m_с.пр. =0,4•2640=1056 кг:

Розрахунковий діаметр гідроциліндра:

По діаметру Д_р і ходу поршня S_p вибираємо гідроциліндр:

J= 125 мм; S= 1400 мм; у=1,65; S=1,845; 5_к = 3 245; N= 1,758.

При використовуванні в стрілопідйомних механізмах золотникових гідроциліндрів з П = 1,65 і насосів з діапазоном регулювання п = - 1 … 2,5 для обмеження максимальних динамічних навантажень в циліндрі рекомендуються кути тиску: ТН = 70,6°; ТК = 74,6°.

По параметрах вибраного гідроциліндра і прийнятим значенням кутів тиску радіус коромисла:

Повний кут повороту відомої ланки (стріли):

Початковий кут відхилення відомої ланки:

Довжина нерухомої ланки:

Для перевірки обчислень по знайдених лінійних параметрах Р, L, ц_п визначимо розрахункову початкову і кінцеву величини гідроциліндра:

Якщо з точністю вироблених обчислень S_LP=S_iKP=S_K, то параметри механізму визначені правильно. Вважаючи у_ц= 1,4 м, знайдемо кут установки нерухомої ланки:

в= arccos[(y_c-y_ц) /L]=аrссоs[(2,15 — 1,4)/1,029]= 43,21°.

Приймаємо Х_с=Х_ц=0,85 м, обчислюємо відстань від осі опорно-поворотного пристрою до осі п’яти стріли:

Х_с=Х_ц-L•sinв= 0,85−1,029•sin43°21"= 0,145 м.

Теоретичну довжину стріли знаходимо як відстань між головкою і її п’ятою, суміщеною з крапкою:

Рис. 3.1 До розрахунку зусиль в робочому устаткуванні.

3.2 Механізм повороту затискач.

Механізм повороту затискач розраховується для фіксованого нижнього положення гранично опущеної стріли. Повний кут повороту рукояти повинен складати ц= 110°…130°, приймаємо ц= 130°. Кут ц_y відхилення осі рукояті від теоретичної осі стріли при втягнутому штоку гідроциліндра вибираємо в межах: ц_у=20° … 30°, приймаємо ц_у= 25°.

Орієнтовну довжину радіусу коромисла визначаємо по формулі:

=(0,35…0,65)•=0,4•2,7=1,08 м.

Розрахунковий хід поршня:

S_p= 2••sin (ц_o/2)= 2•1,08•sin (130°/2)= 1,25 м.

Відстань від осі повороту рукояті до осі гідроциліндра:

= (0,7 … 0,75)•p= 0,7•1,08= 0,75 м.

Момент опору повороту рукояті:

М_от=G_зг(I_з+0,5R)+G_з•0,35•І_з=(1800+1500)•10•(2,7+0,5•1,3)+1800•10•0,35•2,7= 127 560 Нм.

Розрахунковий діаметр поршня знаходимо при z= 1:

По діаметру Д_р і ходу S_p поршня вибираємо гідроциліндр Д= 125 мм, d= 60 мм, S= 1250 мм, S_o= 0,435 м, S_H= 1,685 м, S_o= 2,935(Ш= 1,65)..

Виходячи із забезпечення рівності кутів тиску і довжин плечей зусилля для крайніх положень штока визначаємо параметри механізму приводу затискач при г_н= г_к= 0,5;

ц₀= 0,5•130°= 65°;

с= = 0,67 м;

Довжини плечей зусиль, що розвиваються гідроциліндром в крайніх положеннях штока:

r_н= сІsinц_н/S_н=0,67•2,32•sin17,8°/1,685= 0,282 м;

r_к= сІsin (ц_н+ц₀)/S_к=0,63•2,32•sin (17,8°+130°)/2,935= 0,282 м.

Оскільки параметри механізму були визначені з умови r_H=r_K, розрахунок виконаний правильно.

Рушійний момент від гідроциліндра в крайніх положеннях при Номінальному тиску Р н в поршневій порожнині гідроциліндра:

Кут в відхилення осі нерухомої ланки від теоретичної осі стріли повинен бути не менше кута між осями теоретичної осі стріли і її верхньої частини. При л= 10°:

В= 25° - ц₀ + л= 25° - 17,8° + 10° = 17,2°,[3].

3.3 Розрахунок зусиль в робочому устаткуванні.

3.3.1 Розрахунок зусиль в гідроциліндрі робочого устаткування.

а) Утримання вантажу.

Для знаходження зусилля в гідроциліндрі при утриманні вантажу, необхідно визначити суму моментів відносно крапки О (мал. 3.1);

?М₀=0, тоді;

F_гцr_гц-F_захr_зах=0,.

F_гц=F_захr_зах/r_гц,.