Курсовая работа: Механизмы вилочного погрузчика

Курсовая работа: Механизмы вилочного погрузчика

МИНИСТЕРСТВО ТРАНСПОРТА РОССИЙСКОЙ ФЕДЕРАЦИИ

ФЕДЕРАЛЬНОЕ АГЕНСТВО ЖЕЛЕЗНОДОРОЖНОГО ТРАНСПОРТА

ГОУ ВПО

ДАЛЬНЕВОСТОЧНЫЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ
УНИВЕРСИТЕТ ПУТЕЙ СООБЩЕНИЯ

Кафедра «Строительные и путевые машины»

ПОЯСНИТЕЛЬНАЯ ЗАПИСКА

к курсовой работе:

«Расчет механизмов вилочного погрузчика»

по дисциплине:

«Погрузо-разгрузочные машины»

КР 19020565.00.00-148.ПЗ

Содержание

Введение

1. Выбор аналога машины

2. Расчет механизмов и узлов автопогрузчика

2.1 Расчет механизма подъема груза вилочного погрузчика

2.1.1 Расчет суммарных сопротивлений подъему груза.

2.1.2 Расчет гидроцилиндра подъёма груза

2.1.3 Расчет поперечного сечения грузовых вил

2.2 Расчет механизма наклона грузоподъемника

2.2.1 Расчет гидроцилиндра для наклона грузоподъемника

3. Тяговый расчет погрузчика

3.1 Определение мощности и построение внешней скоростной характеристики двигателя автопогрузчика

3.2 Определение основных параметров трансмиссии

3.2.1 Выбор шин

3.3 Расчет динамической тяговой характеристики погрузчика

4. Расчет автопогрузчика на устойчивость

4.1 Расчет погрузчика на продольную устойчивость

4.2 Расчет погрузчика на поперечную устойчивость

Список литературы

Введение

Машины напольного безрельсового транспорта по сравнению с другими видами подъемно-транспортных средств более компактны и маневренны, имеют меньшую массу и более высокие эксплуатационные показатели. Они требуют относительно малых капиталовложений при сравнительно коротких сроках окупаемости. Один автопогрузчик грузоподъемностью 1 т высвобождает от 3 до 7 рабочих, занятых на погрузочно-разгрузочных работах. Расходы на приобретение и эксплуатацию погрузчика окупаются ориентировочно в течение 6-12 месяцев.

Эти машины мобильны и могут быть легко приспособлены к изменяющейся технологии перегрузочных и транспортных работ. Они могут работать везде, где есть твердое покрытие, а машины специальных типов – даже на строительных площадках и в условиях бездорожья. Путь следования машин может быть любым, поэтому их можно использовать при различной технологии перегрузочных работ. Напольный транспорт не требует рельсовых путей, токопровода и легко взаимодействует с другими видами транспортных машин. При рациональной организации перегрузочного процесса не требуется вспомогательной рабочей силы и обеспечивается 100%-ная комплексная механизация погрузочно-разгрузочных и транспортных работ.

В данной курсовой работе необходимо произвести расчёт автопогрузчика грузоподъёмностью 4700 кг, с максимальной скоростью передвижения 20 км/ч и высотой подъёма 3 м., а именно производился расчет узлов автопогрузчика, тяговый расчет погрузчика, расчет автопогрузчика на устойчивость. Курсовой работой предусмотрена графическая часть – формат А1 общий вид погрузчика (вид слева), грузоподъемник (2 вида).

1. Выбор аналога машины

При выборе аналога рассчитываемого погрузчика руководящим показателем является грузоподъемность выбираемого погрузчика Gпог, т (кг), которая не должна превышать вес поднимаемого груза (по заданию) более чем на 300 кг.

В качестве аналога выбираем автопогрузчик модели 4045М с грузоподъемностью 5000 кг.

Параметры автопогрузчика:

Грузоподъемность на вилах, т………………………………………….5,0

Расстояние от центра массы груза до передних стенок вил, мм…….600

Наибольшая высота подъема груза на вилах, мм…………………….4000

Габаритные размеры, мм

Ширина………………………………………………………………….2250

Длина с вилами…………………………………………………………4960

Высота с опущенным грузоподъемником……………………………3260

База колес, мм………………………………………………………….2200

Наименьший радиус поворота, мм……………………………………3900

Колея колес, передних (между серединами двойных скатов) мм..…1740

задних…………………………………………………………………..1620

Дорожный просвет, мм………………………………………………..240

Угол наклона рамы грузоподъемника вперед (назад), град………...3/10

Наибольшая скорость с грузом (без груза), км/ч…………………15/25

Скорость поднимаемого груза на вилах, м/мин……………………..10

Скорость опускаемой каретки без груза, м/мин……………………..5

Скорость опускаемого груза, м/мин………………….………………14

Масса с вилами без груза, кг………………………………………….5800

Двигатель: тип, мощность (л. с.), число оборотов в мин..ГАЗ-63/70/2800

Вместимость бензобака, маслобака, л……………………………..114/104

Рисунок 1. Схема автопогрузчика 4045М.

Определим масштабный коэффициент :

2. Расчет механизмов и узлов автопогрузчика

2.1 Расчет механизма подъема груза вилочного погрузчика

2.1.1 Расчет суммарных сопротивлений подъему груза

Целью расчета является определение основных параметров гидроцилиндра и подбор требуемого поперечного сечения грузовых вил. Усилие действующее на гидроцилиндр зависит от кинематической схемы грузоподъемника и взаимного расположения его основных узлов.

Традиционно механизм грузоподъемника выполняют в виде двукратного скоростного полиспаста

Рисунок 2. Схема действия сил в механизме подъёма автопогрузчика.

Наибольшее усилие подъёма определяют при вертикальном положении грузоподъёмника, максимально поднятых вилах с номинальным грузом, когда погрузчик стоит на уклоне с боковым креном до β =  (рис. 2)

Необходимое усилие подъёма по плунжеру определяется по формуле:

 , (1)

где  - сопротивление подъёму груза и подъёмной каретки с вилами;

 - сопротивление подъёму выдвижной рамы с плунжером, траверсой и грузовыми цепями;

 - сопротивление качению основных катков по направляющим;

 - сопротивление качению боковых катков по направляющим.

Сопротивление  определим по формуле:

, (2)

где  - вес номинального груза ();

 - вес каретки с вилами;

 - вес выдвижной рамы с плунжером цилиндра подъема и траверсы с роликами,

 - механический КПД цепной передачи (грузовые цепи перекинуты через ролики траверсы), принимаем равным ;

 - механический КПД цилиндра, принимаем равным .

Учитывая, что масса каретки с вилами ,

 (3)

Вес выдвижной рамы с плунжером гидроцилиндра и траверсы с роликами определим следующим образом:

 (4)

масса выдвижной рамы с плунжером и траверсой к одному метру подъема,

длинна выдвижной рамы

 (5)

высота подъема груза

расстояние по вертикали между основными катками каретки и нижним катком выдвижной рамы

диаметр катков,

Размер определяется из выражения:

 (6)

– расстояние по вертикали между основными катками и верхним катком выдвижной рамы,

Сопротивление, вызываемое качением основных катков по направляющим:

.(7)

где          - общий коэффициент сопротивления качению катков;

     - реакция по каткам подъемной каретки;

     - реакция по основным каткам наружной рамы;

     - реакция, вызываемая парой сил .

Общий коэффициент сопротивления качению катков можно определить по формуле:

. (8)

где          - коэффициент трения второго рода (плечо трения качения)();

      - условный коэффициент трения, учитывающий качение шариков (роликов) по дорожке внутреннего кольца подшипника. ().

.

Реакции по основным каткам каретки определяются из следующего выражения:

, (9)

Реакции по основным каткам наружной  и внутренней  рам можно принять равными и определить из следующего выражения:

, (10)

где    - плечи приложения сил  и  относительно оси передней ветви грузовых цепей.

Зная, что  и , рассчитаем  и :

.

Кроме указанных реакций по основным каткам у рам возникают реакции  и , вызываемые парой сил 2F от внецентренного закрепления концов грузовых цепей на корпусе цилиндра подъёма относительно оси плунжера на плече . В расчетах для упрощения можно принять что =.

Пара сил определяется из выражения:

, (11)

где  – усилие в одной ветви грузовых цепей;

 - высота от шарового шарнира цилиндра подъёма на нижней поперечине наружной рамы до оси роликов траверсы или выдвижной рамы, через которые перекинуты грузовые цепи.

 - расстояние от оси цилиндра до задней плоскости грузовых цепей

()

 ≈ , (12)

где - наибольшая высота подъёма.

При креплении концов грузовых цепей на специальной верхней поперечине у наружной рамы пара сил 2F будет больше при малых высотах подъёма, но тогда будут меньше реакции по каткам  и  из-за большей . Поэтому исходным положением для расчёта принят случай подъёма груза на полную высоту.

Усилие в одной ветви грузовой цепи:

, (13)

где - вес каретки и выдвижной рамы в сумме; ()

- суммарный коэффициент сопротивления качению катков.

()

Найдем пару сил из выражения (11):

Зная пару сил 2F, можно определить реакцию по верхнему катку наружной рамы:

, (14)

вилочный погрузчик груз двигатель

где  – расстояние от оси нижнего катка выдвижной рамы до оси роликов для грузовых цепей на траверсе или верхней поперечине выдвижной рамы, .

Определим числовое значение сопротивления :

Сопротивление подъему груза при качении боковых катков:

, (15)

где          - общий коэффициент сопротивления качению боковых катков;

 - реакции по боковым каткам соответственно каретки, наружной и внутренней рам.

Реакции по боковым каткам каретки определим по формуле:

, (16)

где          - угол наклона, .

Подставляя значения, получим:

.

Реакции по боковым каткам наружной и внутренней рам определим по формулам:

, (17)

, (18)

где           - расстояние по высоте между нижним катком каретки и верхним у наружной рамы

();

 - расстояние от оси основного катка до конца выдвижной рамы ().

Таким образом,

Общий коэффициент сопротивления качению боковых катков:

, (19)

где  - наружный диаметр бокового катка ();

 - диаметр оси бокового катка ();

 - коэффициент трения скольжения ().

Таким образом, сопротивление  будет иметь следующее числовое значение:

Тогда, усилие на штоке гидроцилиндра, необходимое для подъема груза будет равно:

2.1.2 Расчет гидроцилиндра подъёма груза

Диаметр плунжера определяется по формуле:

 (20)

где  – число гидроцилиндров, работающих одновременно; (=1)

 рабочее давление в системе, МПа; (в соответствии с аналогом, принимаем 16 МПа )

 – потери давления (суммарное сопротивление) в напорной линии от насоса до цилиндра, кгс/см²; ;(в соответствии с рекомендацией [2], принимаем=0,5 МПа )

 – механический КПД гидроцилиндра; (в соответствии с рекомендацией [1], принимаем =0,96 МПа )

КПД пары шарнирных подшипников с густой смазкой; (в соответствии с рекомендацией [2], принимаем =0,94 МПа )

В соответствии с рекомендациями [3] принимаем гидроцилиндр с параметрами:

Согласно рекомендации [1] ход плунжера принимаем равным половине максимальной высоты подъёма груза:

2.1.3 Расчет поперечного сечения грузовых вил

Грузовые вилы рассчитываются на сложное сопротивление изгибу и растяжению. Опасным считают сечение А – А.-рисунок-2, в этом сечении вилы растягиваются силой:

21)

где  - номинальная грузоподъёмная сила;

 коэффициент динамичности, (в соответствии с рекомендациями [1] принимаем 1,2)

В сечении А – А вилы изгибаются моментом:

 (22)

Напряжение возникающее в опасном сечении вил:

 (23)

где  и  – сечение и момент сопротивления вил.

Согласно рекомендациям [2] принимаем следующие параметры грузовых вил: Ширина =150мм, толщина =60мм.

Тогда момент сопротивления будет равен:

(24)

(25)

Предполагаем, что грузовые вилы изготовлены из Сталь 45 с пределом текучести

Проверка:

Допускаемое напряжение определим по формуле:

 (26)

Условие выполняется.

2.2 Расчет механизма наклона грузоподъемника

Наибольшее усилие по штоку цилиндров наклона грузоподъёмника возникает при обратном повороте грузоподъёмника с грузом, наклонённого вперёд на предельный угол α.

Для расчёта примем следующие положения: центр тяжести груза по высоте находится на середине катков у подъёмной каретки, а по горизонтали – на расстоянии l (рис. 3) от передней спинки вил; центр тяжести каретки с вилами на середине толщины спинки вил; центр тяжести рам грузоподъёмника вместе с цилиндром подъёма – на середине рам.

Примем следующие обозначения, и назначим необходимые данные

=  - вес груза (по заданию); (61740Н)

 - веса соответственно подъёмной каретки с вилами выдвижной рамы с плунжером цилиндра подъёма и траверсы с роликами и наружной рам;

=6468Н, =3175,2Н, =3492,764Н

 - высота от оси поворота грузоподъёмника соответственно до центра тяжести груза и подъёмной каретки с вилами, выдвижной и наружной рам и до оси крепления штока цилиндров наклона к наружной раме; =2,89м,

, ,

где    к- масштабный коэффициент равный 32,2

-длина нижней рамы

Страницы: 1, 2, 3