Совершенствование отвала бульдозера

где - расстояние от точки С до точки A,  
 
 

     Сжимающая сила определяется по формуле 
 
 
 
 

Рисунок 3.5 – Схема к расчёту на прочность  толкающих брусьев и подкосов бульдозера с неповоротным отвалом 

     Толкающий брус имеет коробчатое сечение и  является сварным из двух неравнополочных уголков (рисунок 3.6), уголок изготовлен из Стали 3.

     Уголок  №18; Ширина большой полки Н=180мм; ширина меньшей полки В=110мм; толщина уголка . 
 

     

     Рисунок 3.6 – Поперечное сечение толкающего бруса 

     Проверка  прочности бруса в сечении  производится по следующему уравнению 
 
 

где - площадь поперечного сечения бруса, Па;

     W – момент сопротивления

      - коэффициент уменьшения допускаемых напряжений для сжатых стержней, ;

      - допускаемое напряжение в толкающем брусе,

     Момент  сопротивления определяется по следующим зависимостям 
 
 
 
 

где - высота бруса, м;

      - ширина бруса, м;

      - толщина стенки, м. 
 
 
 
 

           Площадь поперечного  сечения толкающего бруса можно  определить по формуле 
 
 
 
 
 
 

=420МПа 

     3.4. Расчёт механизмов управления 

     Системы управления, применяемые на машинах для земляных работ, по их назначению можно разделить на следующие группы: системы управления установкой рабочего органа, системы рулевого управления, системы управления двигателем, системы управления вспомогательными механизмами.

     Задачей расчета является выбор и определение  его основных параметров, обеспечивающих заданные выходные параметры на исполнительном звене гидропередачи.

     Исходные  данные для расчёта: S – усилие необходимое для подъёма отвала;                          S=150кН; V – скорость подъёма и опускания отвала; V=0,25м/с

     Примем, что для подъёма отвала используются два гидроцилиндра.

     Мощность  гидропривода определяется по формуле 
 
 
 

     Мощность  насоса определяется по формуле 
 
 

где – коэффициент запаса по усилию;

      - коэффициент запаса по скорости; 
 

            Принимаем давление в гидросистеме 20МПа, тогда подачу насоса определим по формуле 
 
 

где – номинальное давление;  
 
 

            Принимаем частоту  вращения вала насоса 1500 об/мин, тогда  рабочий объём определим по формуле 
 
 

где – частота вращения вала насоса;  
 
 

            По полученному  значению рабочего объёма, примем насос НШ-32-4 со следующими техническими характеристика:

- действительный  рабочий объём, =32см³/об

- объёмный  КПД, 

- номинальная  частота вращения,

            По технической  характеристике выбранного насоса производим уточнение действительной подачи насоса: 
 
 
 
 

            Примерную полезную площадь одного цилиндра определим  по следующей зависимости 
 
 

где – усилие на штоке одного гидроцилиндра, кг

      – номинальное давление;  
 
 
 
 
 

     Определим диаметр цилиндра по формуле 
 
 
 
 

     По  полученному значению диаметра цилиндра выбираем нормализованные значения диаметра цилиндра и штока:

     D=80мм - диаметр цилиндра

     D=40мм – диаметр штока 

     3.5 Выбор компрессора 

     Для выбора компрессора необходимо узнать суммарную величину сил, возникающих перед отвалом при перемещении грунта, которые должны преодолеть струи сжатого воздуха поступающие на отвальную поверхность через сопла.

     При перемещении грунта возникают следующие  силы: сопротивление перемещению призмы волочения и сопротивление от перемещения грунта вверх по отвалу. 
 
 

где – сопротивление перемещению призмы волочения (посчитано в пункте 3.1.1.);

        - сопротивление от перемещения грунта вверх по отвалу. 

     Сопротивление от перемещения грунта вверх по отвалу для различных углов резанья определим по формуле 
 
 

      
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 

     Давление, которое оказывает грунт на сопла, определим по формуле 
 
 

где  - сила, которая давит на отвал, Н

       - площадь сопел, м² 

     Площадь одного сопла определим по формуле 
 
 

где  – диаметр одного сопла, м 
 

     Площадь всех сопел определим по формуле 

             

где n – количество сопел, n=22 шт.  
 
 
 
 

     Расход  воздуха через одно сопло определим  по формуле 
 
 

где V – скорость в трубопроводе, V=6 - 9м/с

       А – площадь внутреннего сечения  трубопровода, А=0,00008м²

       Р₁ – атмосферное давление, Р₁=1бар=0,1МПа

       Р₂ – избыточное давление нагнетателя, Р₂=4атм 
 

     Расход  через все сопла определим  по формуле 
 
 
 
 

     По  полученным значениям выбираем компрессор марки КТ-16. Техническая характеристика компрессора приведена в таблице 3.1. 

     Таблица 3.1 - Техническая характеристика компрессора  КТ-16

 

 

     4 ТЕХНОЛОГИЯ ИЗГОТОВЛЕНИЯ ДЕТАЛИ 

     Предлагаемая  конструкция рабочего органа является не стандартным изделием, поэтому возникает потребность в его изготовлении силами предприятия.

     В данном разделе проекта рассматривается процесс изготовления воздушных сопел. 

     

     Рисунок 4.1 – Сопло 

     Для изготовления сопла используется паковка. Процесс изготовления включает следующие операции:

     - отрезание заготовки,

     - зацентровка заготовки,

     - точение заготовки,

     - сверление отверстий,

     - нарезание резьбы,

     - термообработка. 

     4.1 Расчёт режимов точения

       Размеры заготовки по сравнению с размерами  готового изделия должны быть больше на величину припуска. Припуском является слой металла, удаляемый с поверхности заготовки в процессе механической обработки. Если поверхность детали обрабатывается не за одну операцию, а за несколько, то для каждой из них следует предусмотреть свой припуск, называемый припуском на выполняемый технологический переход (промежуточный припуск). В этом случае величина общего припуска Z₀, мм, складывается из суммы промежуточных припусков и допуска на величину припуска. 

     4.1.1 Выбор параметров точения 

     Выбираем  резец Т15К6

     Подача, при наружном продольном точении S=0,2 мм/об

     Скорость  резания, при продольном обтачивании V=135 м/мин 

     4.1.2. Расчёт параметров точения 

     Число оборотов шпинделя станка определим  по формуле 
 
 

где V- скорость резания, м/мин

      d – диаметр детали, мм 
 
 
 

Рисунок 4.2 – Токарная операция 

     4.1.3 Расчёт норм времени точения 

      Определяем  основное время по формуле 
 
 

где L – расчётная длина обрабатываемой поверхности с учётом врезания и перебега, мм

      i – количество проходов при точении;

      n – число оборотов детали, мин^-1;

      S – подача, мм/об. 
 
 

      Определяем  вспомогательное время по формуле 
 
 
 
 

      Определяем  дополнительное время по формуле 
 
 

где - время обслуживания станка, мин;

      – время отдыха, мин; 

      Время обслуживания станка определяется по формуле 
 

где – оперативное время, мин. 

     Оперативное время определяется по формуле 
 
 
 
 

      Время отдыха определяется по формуле 
 
 
 
 
 
 
 
 

     Штучное время определим по формуле 
 
 
 
 

     Таблица 4.1 – Параметры расчётов точения