Обзор существующих конструкций

Стр 1 из 6Следующая ⇒

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.

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.

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;

W₇- сопротивление передвижению верхней части цепи по поддерживающим каткам.

= 1, 2 коэффициент, учитывающий добавочное сопротивление трения от действий внешних сил.

W₁= (Gэк - gзв) M*d/ D, (3)

где Gэк - вес экскаватора; Gэк = 23650 кг.

gзв - вес гусеничных звеньев лежащих на земле; gзв = 670 кг.

d - диаметр оси опорного катка; d = 60 мм.

D - диаметр катка; D = 260мм.

M - коэффициент трения скольжения стали на бронзе; M = 0, 1

W₁= (23650 - 670) * 0, 1 * 60 / 260 = 5202; 2Н

Сопротивление в подшипниках ведущих колес расчитывается по формуле:

W₂= 2 * R * M^I* d₁/ D₁; (4)

Реакция подшипников ведущего колеса равна:

R = 1, 4 * Sт; (5)

Тяговое усилие принимаем равным окружному усилию на звездочке, соответствующему номинальному моменту гидродвигателя.

Sт = Мгg * * * 2 / Dзв₁, (6)

где Мгg - номинальному моменту гидродвигателя; Мгg = 27 кгс * м

- передаточное число редуктора хода; = 64, 1

- КПД этого редуктора; = 0, 93

Dзв₁- условный диаметр ведущего колеса; Dзв = 0, 65м

Sт = 27 * 64, 1 * 0, 93 * 2 / 0, 65 = 48583, 04 Н,

R = 1, 4 * 48583, 04 = 68016, 25 Н

W₂= 2 * 68016, 25 * 0, 02 * 15 / 65 = 627, 84 Н

Передний ход:

W₃= 2 * 0, 3 * Sт * М^I* d₂/ D₂; (7)

Задний ход:

W_{3 1}= 4 * Sт * М^I* d₂/ D₂; где (8)

М^I- коэффициент трения качения, М^I= 0, 02

d₂- диаметр оси направленного колеса, d₂= 140мм условно равным диаметру на котором расположен шарики подшипника.

Передний ход:

W₃= 2 * 0, 3 *48583, 04 * 0, 02 * 14 / 58, 5 = 139, 3 Н

Задний ход:

W₃¹= 4 * 48583, 04 * 0, 02 * 14 / 58, 5 = 931, 95 Н

Сопротивление копанию опорных колес расчитывается по формуле:

W₄= 2 * (23650 - 670) * 0, 12 / 26 = 9, 81 = 2080, 9 Н (9)

Сопротивление изгибанию гусеничных цепей на ведущих колесах расчитывается по формуле:

Передвижение вперед:

W₅= 2 * 1, 15 * Sт * В * d₀/ D₁; (10)

W₅= 2 * 1, 15 * 48583, 04 * 0, 35 * 3 / 65 = 1805, 04 Н где

В - коэффициент трения в шарнирах гусеничной цепи, В = 0, 35

d₀- диаметр пальцев гусеничной цепи, d₀= 30мм

Передвижение назад

W₅¹= 2 * Sт * В * d₀/ D₁; (11)

W₅¹= 2 * 48583, 04 * 0, 35 * 3 / 65 = 1569, 6 Н

Сопротивление изгибанию гусеничных цепей на направляющих колесах рассчитываем по формуле:

W₆= 2 * 0, 3 * Sт * В * d₀/ D₂; (12)

Передвижение вперед

W₆= 2 * 0, 3 * 48583, 04 * 0, 35 *3 / 58, 5 = 522, 87 Н

Передвижение назад

W₆¹= 4 * Sт * В * 3 / D₂; (13)

W₆¹= 4 * 4858, 04 * 0, 35 * 3 / 58, 5 = 3487, 45 Н

Сопротивление передвижению верхней части цепи по поддерживающим палочкам рассчитываем по формуле:

W₇= gзв (М * d + 2 * f ) / D₃; (14)

W₇= 760 (0, 1 * 6 + 2 * 0, 12) / 26 = 211, 89 Н

Полное внутреннее сопротивление ходовых колес

Передвижение вперед

Wвn = 1, 2 (5202, 2 + 627, 84 + 139, 3 + 2080, 9 + 1805, 04 + 522, 87 + 211, 89) = 12708, 04 Н

Передвижение назад

Wвn^I= 1, 2 = (5202, 2 + 627, 84 + 2080, 9 + 1569, 6 + 3487, 45 + 211, 89 + 931, 95) = 16970, 1 Н

Сопротивление энергии при трогании с места

Wn = Gэк * V / g * t; (15)

где V - начальная скорость передвижения экскаватора при номинальных оборотах гидродвигателя равной 1400об/мин; V - 0, 743м/с.

t - время разгона; t - 3с.

Wn = 23650 * 0, 743 / 9, 81 * 3 = 597кгс = 5857 Н

Сопротивление катанию для многоопорной гусеницы.

Wк = 1, 125 * n * в * P²ср / Р₀; (16)

где n - число гусениц; n = 2,

в - ширина гусениц, в - 580мм

Р_{0 -}коэффициент сопротивления грунта для шины средней влажности Р₀= 0, 3

Pср = 23650 / 2 (375 + 25, 5) * 58 = 0, 67кгс/с²

Wк = 1, 125 * 2 *58 * 0, 67²/ 0, 3 = 195, 27кгс = 1915, 6 Н

Сопротивление ветру

Wв = g * F; где (17)

g - давление ветра; g = 40 кгс/см²

F - наветренная площадь экскаватора; F = 11, 5 м²

Wв = 40 * 11, 5 = 460 кгс = 4512, 6 Н

Сопротивление повороту

Wпр = Wтр + Wтр / R; (18)

Wтр = момент трения гусениц о грунт.

Мск - момент сопротивления грунта скалыванию

Момент трения двух гусениц о грунт определяется по формуле:

Мmp = М * Рср * 10⁴/ 12 [2 LB√ L²+ B²+ L³Ln (B + √ L²+ B²/ L) + B³Ln (L + √ L²+ B²/ B)) - (2Ld√ L²+ d²+ L³Ln (d + √ L²+ d²/ L) + d³Ln (L + √ L²+ d²/ d))]; (19)

где М - коэффициент трения гусениц о грунт М = 0, 5

Средне удельное давление на грунт

Рср = 0, 5 * Gэк / в (L + t); (20)

Рср = 0, 5 * 23650 / 58 (275 + 25, 5) = 0, 67кгс/см²;

Мтр = 0, 5 * 0, 67 * 10⁴/ 12 [(2 * 2, 93 * 2, 75 √ 2, 75²+ 2, 93²+ 2, 75³Ln (2, 93 + √ 2, 75²+ 2, 93²/ 2, 75) + 2, 93³Ln (2, 75 √ 2, 75²+ 2, 93²/ 2, 93) - (2 * 2, 75 * 1, 77 √ 2, 75²+ 1, 77²+ 2, 75²Ln (1, 77 √ 2, 75²+ 1, 77²/ 2, 75) + 1, 77³Ln (2, 75 + √ 2, 75²+ 1, 77²/ 1, 77) )] = 15 545кгс см = 1525, 5 Н/м

Момент сопротивления грунта скалыванию

Мск = 2 * 0, 29 * К * h * e², (21)

Мск = 2 * 0, 29 * 1 * 2 * 275²= 87725кгс см = 8605, 8 Н/м,

где к - коэффициент щепления грунта, к = 1;

n = Рср / Ро = 0, 67 / 0, 3 = 2, 2 - глубина

Сопротивление повороту равно;

Wкр = 15545 + 87725 / 2, 35 = 6988кгс = 68552, 2 Н

Полное сопротивление передвижению на горизонтальном участке при передвижении вперед.

Sтr = Wn + Wн + Wк + Wв; (22)

Sтр = 12708, 04 + 5857 +5857 +1915, 6 + 4512, 6 = 24993, 2Н;

Полное сопротивление передвижению на горизонтальном участке при движении назад:

Sтr^I= Wвн^I+ Wн + Wк + Wв; (23)

Sтr^I= 1970, 1 + 5857 + 1915, 6 + 4512, 6 + 29255, 26 Н

Полное сопротивление развороту на горизонтальном участке при движении вперед:

Sт max = Wвн + Wк / 2 + Wн + Wкр; (24)

Sт max = 12708, 04 + 1915, 6 / 2 + 5857 + 68552, 2 = 81721 Н

Полное сопротивление развороту при движении назад на горизонтальном участке.

Sт^Imax = Wвн^I+ Wк / 2 + Wн + Wкр; (25)

Sт^Imax = 16970, 1 + 1915, 6 / 2 + 5857 + 68552, 2 = 83852 Н

Максимальное тяговое усилие на одной гусенице равно:

Sт^дв= Мmax * * * 2 / Д^зв; (26)

где Мmax - момент гидродвигателя максимальный при р = 250кгс/см²; Мmax =42, 5кгс. м.

- 64, 06 - передаточное число редуктора хода;

- КПД этого редуктора, = 0, 94;

Д^зв- диаметр ведомой звездочки по шарнирам ленты, Д^зв= 0, 65м.

Sт^дв= 42, 5 * 64, 06 * 0, 94 * 2 / 0, 65 = 7874, 4кгс = 77247, 86 Н

Расчет мощности двигателя

Мощность двигателя N, кВт определяется по формуле:

N = ∑ * Wпер * / 3, 6 * ; (27)

где - скорость экскаватора, = 4, 2км/ч.

- механический коэффициент полезного действия; = 0, 7.

N = 81, 721 * 4, 2 / 3, 6 * 0, 7 = 136 кВт

Расчет на прочность

Расчет на прочность тяги

Расчетное положение: Тяга наклонена к горизонтальной плоскости под углом 45⁰, рукоять на полном вылете. Усилие в цилиндре тяги определим из моментов всех сил действующих на рыхлительное оборудование, относительно тяги стрелы.

Рц.с. = 0, 49 * 1, 09 + 0, 91 * 1, 31 + 0, 26 * 1, 78 + 0, 74 * 3, 64 / 0, 72 + 0, 8 * 1, 2 + 11, 5 * 5, 11 / 0, 72 = 102, 5т

Вертикальную и вертикальную составляющие реакции в тяги определим из сезмны проекции всех сил действующих на рыхлительное оборудование, на вертикальную и горизонтальную оси.

Ав = 102, 5 * cos 30⁰- 0, 49 - 0, 91 - 0, 26 - 0, 74 - 1, 88 - 11, 5 * cos 29⁰= 102, 5 * 0, 866 - 0, 49 - 0, 91 - 0, 26 - 0, 74 - 1, 88 - 0, 875 * 11, 5 = 74, 4т

Аг = 102, 5 * cos 60⁰- 11, 5 * cos 61 = 102, 5 * 0, 5 - 11, 5 * 0, 485 = 45, 7

Усилие в цилиндре Рц.р. определяем из уравнения моментов всех сил действующих на систему тяга-гидромолот относительно шарнира стрела-тяга.

Рц.р = Qp * 1, 24 + Qkr * 3 * 4, 05 / 1, 01 = 0, 74 * 1, 24 + 1, 88 * 3 * 11, 5 / 1, 01 = 52, 6т

Вертикальную и горизонтальную составляющие реакций в шарнире определим из суммы проекций всех сил действующих на систему тяга-гидромолот на вертикальную и горизонтальную оси.

Бв = 52, 6 * cos 69⁰- 0, 74 - 1, 88 - 11, 5 * cos 29⁰= 52, 6 * 0, 515 - 0, 74 -1, 88 - 11, 5 * 0, 875 = 14, 4т

Бг = 52, 6 * cos 31⁰- 11, 5 - 11, 5 * cos 61⁰= 52, 6 * 0, 857 - 11, 5 - 11, 5 * 0, 485 = 39, 5т

Изгибающий момент А - А тяги.

Миз = 39500 * 56 - 14400 * 64 = 1290000кгс/см

Момент сопротивления этого сечения при изгибе.

Wx = (48 * 36, 5³- 44 * 34, 9³) * 2 / 12 * 36, 5 = 2117см³

Нормальные напряжения

Gи = Миз / Wx = 1290000 / 2117 = 609кгс/см²

Расчетное положение тяги: тяга наклонена к горизонтальной плоскости под L 42⁰, тяга на полном вылете, гидромолот занимает рабочее положение.

В цилиндре тяга максимального усиления равна 38, 5т

Усилие в цилиндре рукояти Рц.р. определяем из уравнения моментов всех сил, действующих на систему тяга-стрела, относительно шарнира стрела-тяга.

Рц.р. = 0, 74 * 1, 25 + 1, 2 * 2, 59 + 14, 6 * 3, 36 / 1, 01 = 53т;

Реакция в шарнире тяга-стрела определим из суммы проекций всех сил, действующих на систему тяги-стрела, на вертикальную и горизонтальную оси.

Усилие резания дано суммарное.

Аг = 53 * cos 31⁰- 14, 6 * cos 27⁰= 32, 41т;

Ав =53 * cos 59⁰- 0, 74 - 1, 2 - 14, 6 * cos 63⁰= 18, 72т.

Реакция в шарнире гидромолот-тяга (действие на тягу).

Б = 38, 5 * cos 40⁰+ 14, 6 * cos 63⁰+ 1, 2 = 38, 5 * 0, 766 + 14, 6 * 0, 454 + 1, 2 = 37, 3т.

Б₂= 38, 5 * cos 50⁰- 14, 6 * cos 27⁰= 38, 5 * 0, 643 - 14, 4 * 0, 891 = 11, 75т.

Силы действия на тягу. Изгибающий момент в сечении I - I

Ми_I= Б * 107 - Бг * 70; (32)

Ми_I= 37300 * 107 - 11750 * 70 = 3168600кгс/см

Момент инерции данного сечения при изгибе.

J₁= (8, 8 * 34³- 31, 6³* 7, 2) * 2 / 12 = 9890, 2см³

Изгибающие направления в данном сечении

Gи_I= 3168600 / 2 *582 = 2722кгс/см³

Запас прочности по нормальным напряжениям

G = 4400 / 2722 = 1, 61кгс/см²;

Изгибающий момент в сечении 2 - 2.

Ми₂= 37300 * 55 - 11750 * 41 = 7571800кгс.см

Момент инерции сечения при изгибе

J₂= (8, 8 * 21, 6³- 7, 2 * 19, 2³/ 12 = 582см³;

Момент сопротивления при изгибе

W₂= 6287? 15 * 2 / 582 = 2700кгс/ см².

Расчет гидроцилиндра тяги

Предлагается делать цилиндр с толщиной стенки 15мм. вместо 20мм. из трубы 170 х 18 ГОСТ 8734-75 вместо 180 х 28 ГОСТ 8732-70. Материал трубы сталь г 45 ГОСТ 8731-66. Предел текучести по ГОСТ 1050-74, Gг = 36005кг/см².

Расчет на прочность сечения посредине цилиндра

В указанном сечении не сказывается влияние сварки, крепящей цилиндр к днищу, по этому, напряжение можно вычислить по формуле. Напряжение сжатия на внутренней поверхности равны /при р = 350кг/см²/.

Gw = Р * D²+ d²- d²;

Gw = 350 * 17²+ 14²/ 17- 14²= 1825 кг/см²/.

Эти же напряжения для существующих цилиндров

Gw = 350 * 18²+ 14²/ 18- 14²= 1422 кг/см²/.

Запас прочности для нового цилиндра n = 1, 5-5;

G = 3600 / 1825 = 1, 97;

Запас прочности для существующего цилиндра

G = 3600 / 1422 = 2, 53;

Запас прочности достаточны.

Расчет на прочность цилиндра в сечении сварки, крепящей цилиндр к пяте.

Момент на единицу длины окружности по срезу радиусу.

М₀= Р / 2В²* (1 -М / 2);

В =⁴√ 3 * (1 - М²) / ²ср * h²; (35)

где М - коэффициент Пуассона, М = 0, 3;

h - толщина стенки; h = 1, 5см;

ср - средний радиус, ср = 7, 75см.

Р = 350 * 70 / 77, 5 = 316 кгс/см²- приведенное давление к среднему радиусу.

В = √ 3 * (1 - 0, 3²) / 7, 75²* 1, 75²= 0, 378¹см;

М₀= 316 / 2 * 0, 378²* (1 - 0, 3 / 2) = 939кгс * см /см;

Напряжение без учета осевой линии

Gx = М₀* 6 / h²;

Gx = 936 *6 / 1, 5²= 2500кг/см²/;

Предел текучести для материала сварки

Gт^св= 0, 9 * 3600 = 3240кг/см²/;

Запас прочности

КG = 3240 / 1, 2 * 2500 = 1, 08; где

КG - эффективный коэффициент концентрации напряжения, КG = 1, 2.

Для сравнения просчитаем прочность существующих цилиндров:

В = √ 3 * (1 - 0, 3²) / 8²* 2²= 0, 324¹см;

М₀= 316 * 0, 85 / 2 * 0, 324²= 1279кгс * см /см;

Например, без учета осевой силы:

Gх = 1279 * 6 / 2²= 1920кгс/см²;

G = 3240 / 1, 2 * 1920 = 1, 41

Момент инерции цилиндра предлагаемого в сечении перпендикулярно оси.

Jy = 0, 05 * ( 17⁴- 14⁴) = 2255см²;

Момент инерции штока.

Jшт = 0, 05 * 9⁴= 328см⁴;

Отношение Jy / Jшт = 2255 / 328 = 6, 87 > 5;

Вывод: гидроцилиндр тяги может делать из трубы 170х18 по ГОСТу 8734-75

Расчет гидромолота

Определение КПД оборудования. При забивании в мерзлый грунт рабочего органа, последнему передается только часть энергии А падающего бойка.

При непосредственном ударе бойка по инструменту АПД можно определить по формуле:

=³√ 0, 1 * m₁/ m₂; (36)

где m₁- масса бойка

m₂- масса инструмента

=³√ 0, 1 * 200 / 65 = 0, 67;

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.

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

То^{первого}^{прохода}- 700 / 1 * 1500 = 0, 46мин;

То^{второго}^{прохода}- 700 / 1 * 1500 = 0, 46мин;

То^торца^{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.

Т_в= 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.

Т_в= Т₁+ (Т₂* 12) + (Т₄* 12) + Т₃, (46)

Т_в= 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.

Т_в= Т₁+ (Т₂* 4) + (Т₄* 4) + Т₃; (49)

Т_в= 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;

То_12-17= 6 / 1 *1500 = 0, 004мин;

То = То₇+ (То_12-17+ 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.

Т_в= (Т₁* 5) + (Т₂* 5) +(Т₃* 5),

Т_в= (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.

Т_в= Т₁+ Т₂+ (Т₃* 16) + (Т₄* 16); (52)

Т_в= 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;

То_м= L / S * n; (53)

где L = 10мм, 00 = 0, 113мин за один переход,

То_n= То₁* F; (54)

где F - количество переходов; F = 16;

To = 0, 113 * 16 = 1, 8мин;

Вспомогательное время

Т_вп= Т₁+ Т₂+ Т₃; где

Т₁- время перехода, Т₁- 0, 05мин.

Т₂- время контроля, Т₂- 0, 07мин.

Т₃- время перемещения деталей станка, Т₃- 0, 05мин.

Т_вп= 0, 05 + 0, 07 + 0, 05 = 0, 17мин

Точим фаску

То_ф= L / S * n; (55)

где L = 3;

То_ф= 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.

Т_вф= 0, 05 + 0, 07 + 0, 05 = 0, 17мин

Основное время общее

Т₀= Т_оп+ Т_оф= 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.

Т_в= Т₁+ Т₂+ (Т₃* 2) + (Т₄* 2); (56)

Т_в= 0, 4 + 0, 07 + (0, 1 *2) + (0, 2 * 2) = 1, 07мин;

Переход 8

Отрезать деталь; t = 1мин; n = 1500об/мин

То= D / n * t; где

D - диаметр отрезанного конца заготовки

То = 120 / 1500 * 1 = 0, 08мин;

Вспомогательное время складывается из:

Т₁- время перехода, Т₁- 0, 2мин.

Т₂- время перемещения деталей станка, Т₂- 0, 1мин.

Т₃- время на установку глубины подачи, Т₃- 0, 1мин.

Т_в= 0, 2 + 0, 1 + 0, 1 = 1, 4мин;

Переход 9

Фрезерование паза

Инструмент: Фреза концевая для обработки паза; d = 32

S = 12, 5мм; t = 3мм; n = 140об/мин;

То= L / n * S; (57)

где L - длина паза, L = 9мм;

То = 9 / 140 * 12, 5 = 0, 05мин;

Вспомогательное время складывается из:

Т₁- время на установку детали, Т₁- 0, 2мин.

Т₂- время на закрепление детали, Т₂- 0, 1мин.

Т₃- время перемещения инструментов станка, Т₃- 0, 02мин.

Т₄- время контроля, Т₄- 0, 07мин.

Т₅- время на установку глубины фрезерования, Т₅- 0, 03мин.

Т₆- время на снятие детали, Т₆- 0, 01мин.

Т_в= Т_{1 +}Т₂+ Т₃+ Т₄+ Т₅+ Т₆; (58)

Т_в= 0, 2 + 0, 1 + 0, 02 + 0, 07 + 0, 03 + 0, 01 = 0, 34мин;

Переход 10

Сверление отверстия 19, Инструмент: Сверла d = 18 с нормальной заточкой

t = 0, 25мм; n = 1800об/мин,

То= L / t * n; (59)

где L - глубина отверстия, L = 26мм;

То = 26 / 0, 25 * 1800 = 0, 05мин;

Вспомогательное время:

Т₁- время на установку детали, Т₁- 0, 20мин.

Т₂- время на закрепление детали, Т₂- 0, 1мин.

Т₃- время контроля, Т₃- 0, 07мин.

Т₄- время перемещения инструмента, Т₄- 0, 01мин.

Т₅- время на снятие детали, Т₅- 0, 02мин.

Т_в= 0, 15мин;

Т_в= 1, 04мин;

Переход 11.

Нарезаем резьбу в отверстия.

Инструменты: Метчих d = 22.

t = 3мм; S = мм; n = 60об/мин

То = 22 / 60 * 1 = 0, 36мин

Вспомогательное время

Т₁- время на закрепление детали, Т₁- 0, 01мин.

Т₂- время контроля, Т₂- 0, 07мин.

Т₃- снять деталь, Т₃- 0, 01мин.

Время, затрачиваемое на отверстия

Т_в= Т₁(Т₂* 1) + Т₃; (60)

Т_в= 00, 1 + (0, 07 * 1) + 0, 1 = 0, 09мин;

Экономическая часть

Промсанитария

Производственная санитария - система организационных мероприятий и технических средств, предотвращающих или уменьшающих воздействия на работающих вредных производственных факторов.

Освещение

Источником естественного освещения является лучистая энергия солнца. Под естественным освещение понимают освещение кабины экскаватора солнечным светом через световые проемы.

Для обеспечения нормальных условий эксплуатации механизмов и приборов внутри кабин экскаваторов освещенность должна быть не менее 50лк. Во избежание ослепления применяют светильники рассеянного света.

Освещение приборов и указателей не должно давать бликов на стекле, не действовать раздражающе на глаза машиниста и исключать необходимость менять позу при обзоре прибора. Величина освещенности приборов и указателей должна быть в пределах 0, 3…1, 1лк.

Индивидуальное освещение предусматривают для каждого прибора путем размещения малогабаритного светильника за его панелью. Освещенность шкалы приборов должна плавно регулироваться до полного выключения.

Шум и вибрация

В экскаваторах источником шума является двигатель внутреннего сгорания. Уровень шума от рабочего и ходового оборудования, а также вентилятор системы охлаждения, система впуска, система выпуска, двигатель, механизм газораспределения, процесс сгорания, кривошипно-шатунный механизм, силовая передача. Глушители предназначены для глушения шума, возникающего при перемещении воздуха и газов, при работе двигателей внутреннего сгорания.

По способу передачи на человека вибрацию делят на общую, передающиеся через опорные поверхности на тело сидящего или стоящего человека, и локальную, передающуюся через руки человека.

Сиденья в самоходных строительно-дорожных машинах, должны обеспечивать санитарно-гигиенические условия для длительной работы водителей. Сиденье должно смягчать толчки, удары и часть вибрации, превращающую гигиенические характеристики и нормы вибрации по ГОСТ 12.1.012-78.

Техника безопасности в строительстве”. Для безопасного перемещения экскаватора стрелу устанавливают вдоль пути его передвижения. Предельные углы наклона дороги при спуске или подъеме экскаватора принимают по данным его паспорта. Если эти углы превышают указанные в паспорте, для работы следует применять тракторы или лебедки. Во время работы экскаватор должен стоять на ровной площадке с заторможенным ходовым оборудованием; кроме того, включают стопор, а под колеса подкладывают башмаки.

Электробезопасность

Электропривод экскаватора подключают к сети через подключательный пункт. Заземляющий болт подключающего пункта присоединяют к нулевому проводу и повторному заземляющему устройству. Кабель, питающий экскаватор, должен иметь четыре жилы, в том числе одну нулевую. Один конец кабеля присоединяют к пункту, причем заземляющую жилу прикрепляют к заземляющему болту. Другой конец кабеля присоединяют к вводной коробке закрепленной на нижней раме экскаватора. Фазные жилы кабеля присоединяют к клеймам, а жилу к заземленному болту вводной коробки. Через этот болт и заземляют экскаватор, так как коробка прикреплена к металлическому корпусу, также имеющую металлическую связь с электроприводом.

Работа под давлением

Экскаватор снабжен гидравлическим приводом рабочего органа, проверяют состояние всех органов, шлаков, трубопроводов. Агрегаты должны быть надежно закреплены, рычаги включения элементов гидропривода должны включаться и надежно удерживаться в рабочих положениях. Запустив двигатель, дают поработать гидроприводу в холостую при малом числе оборотов в течение 3-5 минут. При этом необходимо следить за тем, чтобы не перегревались агрегаты. Температуру рабочей жидкости определяют на ощупь, прикладывая руку к баку или к всасывающему трубопроводу насосу. После прогрева при температуре рабочей жидкости около 20-30⁰С проверяют работу гидропривода.

Рабочий орган должен плавно, без рывков подниматься сразу после перевода рычага распределителя в положение подъем. По окончании рабочего хода при снятии руки с рычага распределителя, рычаг должен автоматически возвращаться в нейтральное положение.

Пожаробезопасность

Противопожарные мероприятия подразделяют на предупредительные и на мероприятия по тушению загоревшихся материалов. На экскаваторах нужно выполнять следующие требования:

а) На машине должен находиться огнетушитель.

б) Топливо и смазочные материалы необходимо хранить с соблюдением всех противопожарных правил.

в) Открытые склады с горючим должны находиться на расстоянии не менее 20 метров от места работы экскаватора.

г) При подогреве двигателя внутреннего сгорания в зимнее время не в коем случае нельзя пользоваться непосредственно огнем. Разогревать двигатель нужно, заливая в радиатор горячую воду, а в картер подогретое масло;

д) Запрещается хранить в кабине экскаватора бензин, керосин и другие легковоспламеняющиеся вещества.

е) Масляные тряпки и обтирочные концы следует складывать в специальные ящики с крышками и по мере наполнения ящиков, удалять.

ж) Воспрещается курить при заправке горючими и смазочными маслами и при контрольном осмотре топливных баков и двигателя.

з) Категорически воспрещается открывать бочку с бензином, ударяя по пробкам металлическими предметами;

и) В случае воспламенения горючего следует тушить пламя с помощью огнетушителя или забрасывать землей, песком, покрывать войлоком, брезентом. Тушить горючее водой нельзя.

к) Нельзя допускать каких-либо подтеканий топлива или масел.

л) Выхлопную трубу двигателя следует содержать всегда чистой, очищая, ее от нагара.

н) В кабине экскаватора запрещается разжигать какие-либо приборы, паяльные лампы, переносные горны, фонари, имеющие открытое или закрытое пламя, и пользоваться ими.

о) Паяльные, сварочные и другие работы, связанные с образованием искр или пламени, производят непосредственно на экскаваторе только в исключительных случаях, когда не возможно удалить деталь и выполнить операцию вне машины. При этом принимают специальные меры, предотвращая возможность возникновения пожара.

п) Приборы пожаротушения должны находиться в исправном состоянии и к ним должен быть свободный доступ.

Спецчасть

Вибрация рабочего места

При скоростях n = 2000об/мин оборудование устанавливают на пружинные виброизоляторы.

Частота колебаний возмущающей силы.

1 = n/ 60; (101)

1 = 2000 / 60 = 33Гц;

= √ 1 / х + 1; (102)

следует, что х = 1 - 0, 01 * И;

где И -эффективность виброизоляции; И = 87, 5%

= √ 1 / 1 - 0, 01 * 87, 5 + 1 = √ 1 / 1 - 0, 875 + 1 = 3

Собственную частоту системы определяем по формуле:

0 = 1 / 2; (103)

0 = 33 / 3 = 11 Гц

Необходимая жесткая жесткость системы виброизоляции

С₀= 4 * Р * 0²; где (104)

Р - общий вес изолируемой установки, Н

С₀= 4 * 980 * 11²= 4, 74 * 10⁵Н/м

Если система виброизоляции состоит из 10 пружин, расположенных симметрично относительно вертикальной оси, проведенной через центр масс, то жесткость одной пружины составляет

С1 = С₀/ 10; (105)

С1 = 4, 74 * 10⁵/ 10 = 4, 74 * 10⁴Н/м

Статическая нагрузка на одну пружину

Р ст₁= Р / 6; (106)

Р ст₁= 2256 / 6 = 376 Н

Амплитуда вертикальных колебаний агрегата Z₀, согласно формуле:

Z₀= g / 4 П²( 1²- 0²); (107)

Z₀= 1 / 4 * (33²- 11²) = 1 / 4 * (1089 - 121) = 2, 58 * 10^-4м.

12 3 4 5 6 Следующая ⇒