Міністерство освіти та науки України
Національний технічний університет
Харківський політехнічний інститут
Кафедра «ПІДЙОМНО-ТРАНСПОРТНІ МАШИНИ І ОБЛАДНЕННЯ»
Розрахунково-графічне завдання
З дисципліни
«Будівельні, дорожні та меліоративні машини»
1вариант
Виконала:
` ``` Ст гр.МІТ417(зг)
Заровна С.М.
Перевірив:
Гнатенко Г.А.
Харків 2020р
Реферат
Розрахункове завдання складається 14 сторінок 5 рисунків та4 таблиці
Розрахункове завдання містить розрахунок профілю ковша навантажувача,побудову профілю ковша навантажувача та розрахунок навантажень що діють на машину в розрахункових положеннях.
Після отримання всіх розрахунків в програмі компас 3D було побудовано модель ковша для фронтального навантажувача Doosan DL160
Ключові слова: Навантажувач, Ковш, Шарнір, Штабель
ЗМІСТ
1. Опис навантажувача ………………………………………………..
2. Розрахунок профілю ковша навантажувача………………………..
3. Побудова профілю ковша навантажувача …………………………..
4. Тяговий розрахунок навантажувача …………………………………
5. Розрахунок навантажень , що діють на машину в розрахункових положеннях ………………………………………………………………..
6. Список літератури ………………………………………………
1.Опис навантажувача
Фронтальний навантажувач Doosan DL 160 відноситься до класу потужних, високоефективних машин, що забезпечують чудову продуктивність при роботі з матеріалами будь-якої міцності. Фронтальний навантажувач відрізняється винятковим тяговим зусиллям на колесах.
Машина має високу надійність і розрахована для робіт на тривалі проміжки часу.
Рис.1. Фронтальний навантажувач Doosan DL160
Основні характеристики і розміри навантажувача приведено нижче в таблиці
| Основні характеристики навантажувача Doosan DL160 | |
| Модель двигуна | Cummins QSB 4.5 |
| Потужність двигуна, к.с. | 110 |
| Ємність паливного бака, л | 186 |
| Крутний момент, кг.м / об.мин. | 47/1500 |
| Робочий об'єм, л | 4,5 |
| Гідравлічна система, л | 100 |
| | |
| Максимальна швидкість пересування, км / год | 34,5 |
| Довжина загальна | 6510 |
| Ширина ковша з бокорезами | 2450 |
| Висота загальна | 3139 |
| Маса | 8730 |
| Максимальний кут перекидання ковша | - |
| на землі, гр | 42 |
| в піднятому положенні, гр. | 51 |
| Максимальний кут повороту, гр. | 40 |
| Швидкість підйому стріли, сек. | 5.5 |
| Подоланий кут підйому,% (гр.) | 58 (30) |
| Висота розвантаження, при перекинутому ковші 45%, мм | 2745 |
| Довжина розвантаження, при перекинутому ковші 45%, мм | 1020 |
| Висота по шарніру ковша, мм | 3585 |
| Вантажопідйомність, кг | 2600 |
| Обсяг ковша, куб. м. 1,6 | 1,6 |
| Висота вивантаження, мм | 2745 |
| Глибина копання, мм | 73 |
Рисунок 1.2. – Габаритні розміри навантажувача Doosan DL160
2.Розрахунок профілю ковша навантажувача
За технічними характеристиками базової машини виконати розрахунок профілю ковша навантажувача.
Розрахунковий радіус повороту ковша
 | (2.1) |
Причому
| де Д – відносна довжина ковша,  = 1,5;З –відносна довжина задньої стінки,  = 1,2;K –відносна висота козирка  = 0,14;Г –відносний радіус сполучення днища і задньої стінки,  =0,4; – кут між площиною козирка і продовженням площини задньої стінки, = 10°; – кут між задньою стінкою і днищем, =52°.В0 – Ширина ковша  – Об’єм ковша | (2.2) |
;Довжина днища:
довжина задньої стінки:
висота козирка:
радіус сполучення: r0 r R0 ;
висота шарніра кріплення ковша до стріли: hш ( 0,06...0,12 )R0 .
Кут нахилу ріжучих крайок бічних стінок щодо днища ковша 0 = 50...60°. Кут загострення ріжучих кромок 0 = 30…40°.
Отримані данні зведено в таблицю 2.1
Таблиця 2.1. – Розміри профілю ковша навантажувача
| l Д | lЗ | lК | r0 | hш | 0 | 0 |  |
| 1,59 | 1,27 | 0,14 | 0,42 | 0,12 | 60 | 40 | 1 |
3.Побудова профілю ковша навантажувача
За отриманими даними було побудовано профіль ковша(рис 3.1.).
Рисунок 3.1. – Загальний вигляд ковша
4.Тяговий розрахунок навантажувача
Тяговий розрахунок виконується для процесу копання ґрунту і черпання матеріалу з штабеля поступальним рухом навантажувача.
У першому випадку (копання ґрунту) сумарний опір переміщенню
| W W f WK, | (4.1) |
WK – опір копанню ґрунту; де Wf – опір руху;
На кінцевому етапі заповнення ковша
f WK,
| W f GПГ f i; | (4.2) |
| WКK1bh, | (4.3) |
Де – GП+Г сила тяжіння навантажувача з ґрунтом;
f – коефіцієнт опору пересування f = 0,25;
i – ухил місцевості (допускається не більше 0,05);
K1– питомий опір копанню K1 = 2,5;
b – ширина ріжучої кромкиковша;
h – товщина стружки h = 0,3 м.
У другому випадку (черпання матеріалу з штабеля) сумарний опір переміщенню:
 | (4.4) |
де WK – опір черпання матеріалу;
– кут природного укосу й сипучого матеріалу в штабелі .
Таблиця 4.1 – Характеристика матеріалу
| Матеріал | Щільність кг/м3 | Коефіцієн трозпу- шування | Питомий опір різанню | Кут природ- ного ухилу, град |
| Суглинок середній | 1600 – 1800 | 1,2 – 1,3 | 8·104 – 1·105 | 40–50 |
Сумарний опір не повинно бути більше тягового зусилля і визначається або зчіпними якостями рушія, або потужністю двигуна.
| сGП, | (4.5) |
де с – коефіцієнт зчеплення рушія з опорною поверхнею с = 0,8;
GП – Вага навантажувача
Виходячи з реалізації повної потужності двигуна, отримаємо:
 | (4.5) |
Тут N ДВ – потужність двигуна; Т – ККД трансмісії (0,85 ... 0,95 – для механічної трансмісії); vН – номінальна швидкість руху навантажувача на робочій передачі (до 1 м/с).
Висновок: Виходячи з отриманих розрахунків сумарний опір навантажувача не перевищує тягового зусилля, що забезпечує можливість руху при повному навантаженні.
5.Розрахунок навантажень, що діють на машину в розрахункових
положеннях
Основними розрахунковими положеннями навантажувального обладнання є:
I. Удар в важко визначну перешкоду краєм ковша; навантажувач рухається по горизонтальній поверхні, гідроциліндри робочого обладнання замкнені.(рис 5.1, а)
II. Впровадження краєм ковша в штабель з вивішуванням навантажувача на передніх кутках (колесах) на горизонтальній поверхні; гідроциліндри повороту ковша розвивають виглубляюче зусилля на ріжучої кромці (зубах), що забезпечує нахил машини відносно передньої точки опори.(рис 5.1, б)
III. Впровадження краєм ковша в штабель (грунт) з вивішуванням навантажувача на задніх колесах (ковзанках, зірочках) при русі вперед по горизонтальній поверхні; гідроциліндри стріли розвивають зусилля, достатнє для нахилу щодо задньої точки опори.(рис 5.1, в)
Рисунок 5.1 – Дія сил на ківш навантажувача
Діюче на ківш горизонтальне зусилля в розрахунковому положенні І визначається залежністю
 | (5.1) |
Де Тсц – тягове зусилля навантажувача по зчепленню;
– Опір пересування навантажувача, W1Gn f ;V – робоча швидкість навантажувача;
С – Приведена жорсткість
металоконструкцій навантажувача і перешкоди, подоланого робочим органом; m – маса навантажувача.
Тягове зусилля, що входить в рівняння, розраховане раніше, а останній додаток в рівнянні характеризує динамічну складову зусилля.
Зведена жорсткість
| C CmCn.  Cm Cn | (5.2) |
Тут Cm – жорсткість навантажувального обладнання, орієнтовно визначається (за рекомендаціями ВНІІСТРОЙДОРМАША) добутком kGп,
де k – коефіцієнт жорсткості, що становить 0,1 на 1 кН сили тяжіння машини. Жорсткість перешкоди прийняти як для цегляної кладки перетином 2700 см2 або залізобетонного стовпа перерізом 400 см2 (10 ...12)103 кН/м.
розрахункових положеннях II, III вертикальна сила знаходиться з умови вивішування машини відповідно відносно передньої і задньої точок опори.
Вертикальне зусилля на ковші
 | (5.3) |
 | (5.4) |
Де Gб – сила тяжіння базової машини;
Gо – сила тяжіння робочого обладнання (прийняти як чверть ваги машини),
Горизонтальна сила встановлюється по зчепленню з урахуванням дії сил:
 | (5.5) |
 | (5.6) |
Отримані значення навести у вигляді таблиці
| Розрахункове положення | Rx,Н | R y,Н |
| I | 198993 | – |
| II | 360989 | 139987 |
| III | 140063 | 136171 |
Список літератури
1. Холодов А.М. ред. Проектирование машин для земляных работ.
Учебное пособие. Х.: Вища школа, 1986г. – 272с.
2. Холодов А.М. Землеройно-транспортные машины / А.М. Холодов, В.В. Ничке, Л.В. Назаров // Справочник – Харьков : Вища школа. Изд-во при Харьк.ун-те, 1982. – 192 с.
3. Хархута Н.Я. Дорожные машины. М.: «Машиностроение, 1968г. –
416с.
4. Домбровский Н.Г., Гальперин М.И. Землеройно-транспортные машины. Москва: Машиностроение, 1965. — 276 с.
5. Машини для земляних робіт: навч. посібник/ Л.А. Хмара, С.В. Кравець, В.В. Нічке, Л.В. Назаров [та ін.]// Під загальною редакцією проф. Хмари Л.А. та проф. Кравця С.В. – Рівне-Дніпропетровськ-Харків, 2010. – 557 с.
6. СТЗВО-ХПІ-3.01-2018 Текстові документи у сфері навчального процесу.