Размеры рычажного механизма технологического оборудования определяются заданным вылетом, высотой подъема и параметрами основного ковша. Координаты точки С — оси шарнира стрелы, задаются исходя из конструктивных особенностей и компоновки базового шасси. Высоту HC (Рис.2.1.) приближенно можно определить по выражению
, (2.1)
где lс — относительная высота шарнира подвески стрелы, lс =1.5...2.0;
R0 — радиус поворота основного ковша.
Длина стрелы определяется исходя из параметров технологического оборудования и основного ковша по формуле:
, (2.2)
где L — вылет кромки ковша при наибольших высоте и угле разгрузки ковша; R0 — радиус поворота ковша; lв — расстояние от оси шарнира крепления стрелы до наиболее выступающей части базового шасси; H — высота разгрузки ковша; HC —высота оси шарнира крепления стрелы от опорной поверхности; e — угол наклона радиуса поворота ковша;
e =eр +arcsin hш /R0 ; eр — наибольший угол разгрузки ковша; hш — высота оси шарнира подвески ковша.
Рис.2.1. Схема для определения длины стрелы
Параметры L, HР ,eР — определяются в соответствии с рекомендациями, приведенными в разделах 1.3, 1.4 или по ГОСТ 568 Угол поворота стрелы jс принимается равным 85...90 градусов.
Размеры рычажной системы механизма поворота и стабилизации рабочего органа определяются в зависимости от длины стрелы по следующим соотношениям (Рис.2.2.): lш =(0.48...0.5)lc ; a=(0.11...0.12)lc ;
b=(0.22....0.24)lc; с=(0.27...0.29)lc; p=(0.13...0.14)lc.
Предварительная компоновка кинематической схемы рычажного механизма поворота ковша может быть выполнена в следующем порядке:
1.Сектор движения стрелы от нижнего до верхнего положения разбить на пять равных частей, выделяя при этом положение максимального вылета.
2.В нижнем положении установить ковш в максимально запрокинутом положении (под рекомендуемым углом запрокидывания).
3.В верхнем положении стрелы установить ковш при наибольшем угле разгрузки eр > 500 . Угол между направлением радиуса поворота ковша и линией А5 D5 выбрать таким образом, что бы в положении разгрузки между точкой А5 и линией B5 D5! было расстояние (плечо) — D, размер которого можно определить по выражению: D=(0.125...0.135) R0 . Из опыта проектирования погрузчиков рекомендуется выбирать в верхнем положении угол между радиусом поворота ковша и линией D5! C5! , соединяющей шарниры рычажной системы, в пределах 110...1250 .
4.В верхнем положении стрелы (в положении разгрузки) определить длину поворотной тяги d=B5 D5! -B5 E5! =B5 D5! - c.
5.Для всех промежуточных положений стрелы нанести линии Ai Di параллельно линии A1 D1 , что обеспечивает сохранение заданного
Рис.2.2.Схема для расчета параметров кинематики рычажного механизма
положения ковша в процессе подъема стрелы.
6.По принятым размерам элементов рычажной системы (lш, a, b, с, p) определить положения точек Ci — верхних точек коромысла.
7. Найти центр окружности, проходящей через все точки Ci — точку F и определить ее координаты x и y относительно точки О — оси крепления стрелы. Точка F является центром оси крепления гидроцилиндра поворота ковша. При очерчивании окружности допускается нахождение точек Сi внутри окружности, что обеспечивает большее запрокидывание ковша в промежуточных положениях стрелы по сравнению с нижним положением. Допускаемое отличие углов запрокидывания ковша в крайних положениях стрелы составляет 150 . Полученный радиус окружности — hmax равен размеру гидроцилиндра поворота ковша при полностью выдвинутом штоке.
8.Для определения хода штока гидроцилиндра поворота ковша провести дугу окружности с центром в точке F, проходящую через точки C5! — крайние положения ковша при разгрузке. Радиус дуги окружности — hmin . Ход штока гидроцилиндра поворота ковша SK =hmax -hmin . Полученное значение хода штока необходимо сравнить со стандартными по ОСТ22-1417-79 и принять ближайшее.
9.Для определения действительных значений углов запрокидывания и разгрузки ковша в промежуточных положениях стрелы верхнюю точку коромысла поочередно установить на дугах окружностей с радиусами hmin и hmax c учетом принятых размеров рычажного механизма в промежуточных положениях. В результате получают действительные положения линий Ai Di и, соответственно, действительные положения ковша в запрокинутом состоянии и при разгрузке. При этом угол разгрузки ковша в любом положении должен быть не менее 450 . Если действительные значения углов разгрузки менее 450, то необходимо несколько уменьшить расстояние AD и lш и повторить построение в указанной последовательности.
10.Предварительно точка крепления гидроцилиндров подъема стрелы определяется конструктивно. Ход штока при этом может быть рассчитан по выражению(Рис.2.1.)
S= 
, (2.3)
гдеj — угол поворота стрелы; jо — начальный угол; и n — предварительные размеры установки гидроцилиндров подъема стрелы
S12 =n2 +h2 -2n*h*cosj0 ; S22 =n2 +h2 -2n*h*cos(j +j0 )
Точное значение хода штока принимается по ОСТ22-1417-79 или по заданию на курсовой проект. Окончательный выбор точки крепления гидроцилиндра подъема стрелы производится в результате расчета оптимальных параметров рабочего оборудования на ПЭВМ по специальной программе.
11.После графических построений кинематики механизма поворота ковша рекомендуется аналитически определить значения углов запрокидывания и разгрузки ковша в промежуточных положениях стрелы. Расчетная схема представлена на Рис.2.3.
11.1. Определить угол BOF=Ð D D =a +t ± y,
где a= const, принимается из кинематической схемы (Рис.2.3.);
t =arcsin(a/n), 
n= 
. Угол поворота стрелы Y принимается со знаком +, если стрела находится выше горизонтали и со знаком —, если стрела находится ниже горизонтали.
11.2.Определить расстояние BF= k
k = 
D. Размер l принимается из кинематической схемы (Рис.2.3.).
Рис.2.3.Схема для проверки углов установки ковша
11.3. Определить угол b¢ =arccos[(b2 + h2 - k2 ) /2bh]. Здесь h=hmax при полностью выдвинутом штоке и h= hmin при полностью втянутом штоке гидроцилиндра поворота ковша.
11.4 Определить угол 
.
11.5. Определить угол между линиями AB и BE
j = u -m = u -t -d, здесь d =arcsin(a/m)=const.
11.5. Определить расстояние AE
11.6.Определить угол 
= 
11.7.Определить угол наклона линии AD к стреле g
— 
.
11.8.Определив аналитически углы наклона линии AD к стреле g и задаваясь постоянным углом e между той же линией AD и направлением радиуса R0 , определить действительные значения углов разгрузки
.
Угол запрокидывания ковша в промежуточных положениях стрелы
.
