Введение

Курсовое проектирование для машиностроительных специальностей, вузов, является важным этапом процесса формирования знаний инженера-машиностроителя. Курсовой проект, кроме того, представляет собой подготовительную работу для дипломного проекта.

Курсовое проектирование закрепляет, углубляет и обобщает знания, полученные во время лекционных или практических занятий, учит пользоваться справочной литературой, ГОСТами, таблицами, номограммами, нормами, умело сочетая справочные данные с теоретическими знаниями, полученными в процессе изучения курса.

В настоящее время существует много проблем связанных с усовершенствованием гидропривода землеройных машин. Одной из них является удаление растворенного в рабочей жидкости воздуха. В рабочей жидкости может содержаться от 10 до 20% воздуха. Это приводит к тому что во первых увеличивается ковитационный износ, а во вторых снижается производительность, за счет увеличения времени срабатывания гидроцилиндров. Целью данного курсового проекта является разработка конструкции гидробака с механизмом удаления воздуха из жидкости.

1. Анализ найденных патентных решений

В результате патентного поиска было найдено несколько авторских свидетельств связаны с решением этой проблемы. Рассмотрим недостатки данных изобретений (найденные авторские свидетельства представлены в приложении).

Основным недостатком всех большинства найденных решений является то, что конструкции представленных изобретений являются сложными и трудоемкими в изготовлении. Кроме этого имеются другие недостатки которые рассмотрим в отдельности ля каждого авторского свидетельства.

1. А.С. №1435266 и №1780803. Эти две конструкции схожи по конструкции. Кроме выше сказанного они имеют и имеют большие габариты связанные с установкой устройства для дегазации жидкости;

2. А.С. № 1692944. Устройство имеет простую конструкцию но в нем не предусмотрена система регуляции разряжения в верхней полости бака.

3. А. С. № 1719015. Кроме того, что устройство по конструкции является довольно сложным, эту идею нельзя применить для стандартного бака, т. е. необходимо спроектировать совершенно новую конструкцию бака, и наладить производство данного изделия.

Техническое предложение представлено на рисунке 1.1. Данная конструкция имеет ряд преимуществ перед теми изобретениями, которые были проанализированы выше. Это простота конструкции, возможность применения в стандартном баке. Наиболее близкой по конструкции является схема представленная в авторском свидетельстве №1692944. Отличие состоит в том, что в техническом предложении имеемся устройство для регуляции разряжения в верхней части бака.

Принцип работы состоит в следующем. Жидкость двигаясь по сливному трубопроводу через штуцер 1 попадает на лопатки турбины 2, приводя её во вращение. Вращаясь, турбина приводит в движение поршень цилиндра 3, таким образом в верхней части бака создается разряжение способствующее

Рисунок 1.1 Техническое предложение

Затем когда разряжение начнет переходить за пределы допустимого начнет двигаться поршень цилиндра 4, перенаправляя тем самым поток жидкости. Турбина перестает вращаться и откачка воздуха прекращается.

2. Основные расчеты экскаватора ЭО – 4121

2.1 Тяговый расчет

Движение по горизонтали

Необходимое для движения по горизонтали тяговое усилие Sт на одной гусеничной ленте:

2Sт = Wвн + Wи + Wк + Wв,

где Wвн – внутреннее сопротивление ходовых механизмов;

Wи – сопротивление сил инерции при трогании с места;

Wк – сопротивление грунта при перемещении экскаватора;

Wв – сопротивление ветра.

Внутреннее сопротивление ходовых механизмов:

Wвн = α·(W1+ W2+ W3+ W4+ W5+ W6+ W7),

где α – коэффициент, учитывающий добавочное сопротивление от внешних сил, α = 1, 2;

W1 – сопротивление в подшипниках опорных катков;

W2 – сопротивление в подшипниках ведущих колес;

W3 – сопротивление в подшипниках направляющих колес;

W4 – сопротивление качению опорных катков по гусеничным лентам;

W5 – сопротивление изгибанию гусеничных цепе на ведущих колесах;

W6 – сопротивление изгибанию гусеничных цепей на направляющих колесах;

W7 – сопротивление движению гусеничных цепей по поддерживающим каткам.

Сопротивления W2, W3, W5 и W6 находятся в функциональной зависимости от Sт. если коэффициенты этой зависимости обозначить через р, l, m и n, то

Wвн = α(W1 + p·Sт + l· Sт + W4 + m·Sт + n· Sт +W7).

Если теперь в формулу для определения Sт подставить значения Wвн и преобразовать её то она прими вид:

.

Сопротивление в подшипниках опорных катков:

,

где Gэ = 205800 Н – вес экскаватора ЭО-4121 с оборудованием обратная лопата с ковшом вместимостью 1,25 м3; qзв – вес гусеничных звеньев, лежащих на земле; fпк – приведенный коэффициент трения качения; d1 = 0.08 м – диаметр цапфы катка; D1 = 0,24 м – диаметр опорного катка.

Вес гусеничных звеньев:

Н,

где = 472 Н – вес одного гусеничного звена; L = 3 м – длина гусеничной ленты, лежащей на земле; t = 0.203 м – шаг гусеничного звена.

Приведенный коэффициент трения качения:

,

где К = 0,01 см – коэффициент трения качения; dц = 0,06 м – диаметр цапфы катка; D = 0.106 м – наружный диаметр внутреннего кольца подшипника; δ – диаметр тела качения подшипника, для подшипника 3616 δ=0,016 м.

Сопротивление в подшипниках опорных катков:

= 210 Н.

Сопротивление в подшипниках ведущих колес:

,

где RA, RB – реакции в подшипниках вала ведущего колеса; dцA, dцВ – диаметр цапф вала ведущего колеса; fпкА, fпкВ – приведенные коэффициенты трения качения в цапфах вала ведущего колеса; D2 = 0.743 м условный диаметр ведущего колеса.

В соответствии с рисунком 2.1

;

,

где α = 24˚23΄ - угол зацепления зубчатых колес; Dk = 0.462 м; D2 = 0.743 м.