Разработка конструкции захвата

Схема захватного устройства - двухрычажная с гидроманипулятором двухстороннего действия.

Максимальный вес поднимаемого щита - 2000 кг; Давление жидкости в гидросистеме - 17 МПа; Расход масла – 80 л/мин; Мощность - 20 кВт; Частота вращения вала - 1500 мин -1;

Материал захватного устройства - сталь марки 15 ХСНД; Толщина листовой стали захватных рычагов - 8 мм.

Схема и расчёт привода захвата

После выбора типа захвата разрабатываем в выбранном масштабе компоновочно-кинематическую схему захвата, которая позволяет определить геометрические размеры основных конструктивных элементов и даёт представление о работоспособности проектируемого захвата.

Схема захватного устройства, изображённая на рисунке 2.2, по принципу обжатия щита подачей жидкости в бесштоковую полость. Масштаб 1:4. Расчётная схема необходима для определения нагрузок, действующих на рычаг.

Плечи действия сил l и L, а также угол ζ, замеряем на масштабно-компоновочной схеме захвата.

1 = 0,124м; L = 0,416м; ζ=18°.

Рисунок 10 – Расчётная схема захватного устройства

По методу кинетостатики (принцип Даламбера) запишем:

Σхi = х0 – Fтр – Fy = 0; (2.1)

Σyi = y0 – NA = 0; (2.2)

ΣM0 = Fy l cosζ - Fтр L– Mин = 0, (2.3)

где Fтр – сила трения скольжения стали по бетону;

Мин – главный момент инерции сил.

Мин = Jo∙Ео, (2.4)

Na = Nb = 0,5G, (2.5)

где G – вес плиты;

Jo – момент инерции рычага;

Ео – угловое ускорение поворота рычага.

G = mg, (2.6)

где m – масса плиты, m = 2000 кг;

g – ускорение свободного падения, g = 9,81 м/с2.

G = 2000 ∙ 9,81 = 19620 Н.

Считаем рычаг сплошным однородным стержнем, тогда:

Jо = mpL2/3, (2.7)

где mp – масса рычага, mp = 52 кг;

Jо = 52∙0,4162/3 = 2,9 кг∙м2

Считаем поворот рычага равноускоренным, Е = const. Тогда, по известным формулам механики:

ω = ω0 + Е t, (2.8)

φ = ω0 t + (2.9)

(2.10)

где φ – угол поворота рычага,

t – время поворота рычага, t = 8 с;

(2.11)

(2.12)

где f – коэффициент трения стали по бетону, f = 0,8;

(2.13)

По полученным формулам рассчитываем значение усилия гидроцилиндра:

(2.14)

(2.15)

(2.16)

Внутренний диаметр гидроцилиндра

(2.17)

где dшт – диаметр штока, мм;

dвн – внутренний диаметр гидроцилиндра, мм.

(2.18)

где Р – давление в гидросистеме, Р = 17МПа;

Р0 – давление подпора, Р0 = 0,7 МПа.

(2.19)

Рисунок 11 – Сечение гидроцилиндра

(2.20)

(2.21)