Автогрейдеры

Размещено на http://www.allbest.ru/

Содержание

Введение

1.Патентный поиск

2.Общие сведения об автогрейдерах

3.Рабочее оборудование

4. Рабочий процесс

5. Определение основных параметров автогрейдера

6. Расчет производительности

7. Расчет основной рамы автогрейдера

8.Список используемой литературы



Введение

Автогрейдер используется на самых разнообразных работах в строительстве, ремонте и содержании дорог и аэродромов. При производстве земляных работ одним из основных видов работ является профилирование и планировка поверхности земляного полотна, устройство дренажной системы.

Земляные сооружения подобного профиля осуществляются с помощью грейдерного отвала. автогрейдера Для устройства откоса кювета подвесная рама с отвалом выносится гидроцилиндрами вбок, разворачивается вниз и устанавливается в соответствии с заданной крутизной откоса и его глубиной. Для образования треугольного и трапециидального сечения кюветов на нижний конец грейдерного отвала прикрепляются откосники соответствующего профиля .

Для профилирования откосов насыпи подвесная рама с грейдерным отвалом выносится вбок за пределы колеи, разворачивается вверх и устанавливается под заданным углом. На легких песчаных грунтах это может быть пологий угол.



1. Патентный поиск

РОССИЙСКАЯ ФЕДЕРАЦИЯ

ФЕДЕРАЛЬНАЯ СЛУЖБА ПО ИНТЕЛЛЕКТУАЛЬНОЙ СОБСТВЕННОСТИ, ПАТЕНТАМ И ТОВАРНЫМ ЗНАКАМ RU 2399724 C1 МПК

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ К ПАТЕНТУ

Статус: по данным на 27.06.2011 - действует

Заявка: 2009115047/03, 20.04.2009

Дата начала отсчета срока действия патента: 20.04.2009

Опубликовано: 20.09.2010

Список документов, цитированных в отчете о поиске: US 4369847 А, 25.01.1983. SU 134284 А, 01.01.1960. SU 344079 А, 03.08.1972. SU 775241 А, 30.10.1980. SU 1816830 А1, 23.05.1993. RU 2034115 С1, 30.04.1992. RU 2135698 С1, 27.08.1999. RU 2184813 C2, 10.07.2002. US 5697731 А, 16.12.1997.

Адрес для переписки:

644080, г.Омск, пр-кт Мира, 5, Сибирская государственная автомобильно-дорожная академия, патентно-информационный отдел

Автор(ы):

Мещеряков Виталий Александрович (RU),

Пластун Антон Владимирович (RU)

Патентообладатель(и):

Государственное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Сибирская государственная автомобильно-дорожная академия

(СибАДИ)" (RU)

РАБОЧЕЕ ОБОРУДОВАНИЕ АВТОГРЕЙДЕРА



Реферат:

Изобретение относится к землеройно-транспортным машинам, в частности к автогрейдерам. Технический результат - уменьшение металлоемкости рабочего оборудования, а также повышение производительности автогрейдера за счет увеличения длины отвала на легких операциях, таких как перемещение, разравнивание грунта и планировочные работы. Рабочее оборудование автогрейдера включает отвал, состоящий из центральной и двух боковых секций, а также механизма выноса секций. В рабочем оборудовании автогрейдера при работе отвалом стандартной длины боковые секции смыкаются перед центральной секцией, и их ножи находятся ниже ножа центральной секции. При этом удлинение отвала осуществляется за счет выноса боковых секций назад и в стороны, так что боковые и

центральная секции образуют отвал увеличенной длины. Механизм выноса

секций содержит закрепленную на центральной секции раму для крепления

рычагов и тяг, обеспечивающих перемещение боковых секций относительно

центральной секции, упоры передачи нагрузки с боковых секций на

центральную секцию и раму и гидроцилиндры, обеспечивающие перемещение боковых секций отвала относительно центральной.



РОССИЙСКАЯ ФЕДЕРАЦИЯ

ФЕДЕРАЛЬНАЯ СЛУЖБА ПО ИНТЕЛЛЕКТУАЛЬНОЙ СОБСТВЕННОСТИ, ПАТЕНТАМ И ТОВАРНЫМ ЗНАКАМ RU 51039 U1 МПК

ПАТЕНТ НА ПОЛЕЗНУЮ МОДЕЛЬ

Статус: по данным на 27.06.2011 - действует

Заявка: 2005125296/22, 10.08.2005

Дата начала отсчета срока действия патента: 10.08.2005

Опубликовано: 27.01.2006

Адрес для переписки:

119415, Москва, ул. Удальцова, 4, кв.219, пат. пов. В.М. Киселеву, рег.№ 424 Автор(ы):

Зеленов Евгений Алексеевич (RU)

Патентообладатель(и):

Открытое акционерное общество "Муромский ремонтно-механический завод" (RU), Зеленов Евгений Алексеевич (RU)

(54) НОЖ СРЕДНЕГО ОТВАЛА АВТОГРЕЙДЕРОВ

Формула полезной модели

Нож среднего отвала автогрейдеров, выполненный в виде стальной плиты с отверстиями для крепежа и с резцами, закрепленными посредством резцедержателей в нижней части стальной плиты и расположенными с регулярным шагом и под углом к горизонтальной поверхности, при этом резцедержатели выполнены с шаровидной формой, причем внутри резцедержателей выполнены сквозные отверстия, в которых размещены резцы, а на внешней поверхности резцедержателей выполнены угловые пазы, примыкающие к нижнему углу стальной плиты, причем резцедержатели закреплены на стальной плите посредством сварного шва, выполненного по краю углового паза.



РОССИЙСКАЯ ФЕДЕРАЦИЯ

ФЕДЕРАЛЬНАЯ СЛУЖБА ПО ИНТЕЛЛЕКТУАЛЬНОЙ СОБСТВЕННОСТИ, ПАТЕНТАМ И ТОВАРНЫМ ЗНАКАМ RU 93094 U1 МПК

ПАТЕНТ НА ПОЛЕЗНУЮ МОДЕЛЬ

Статус: по данным на 27.06.2011 - может прекратить свое действие

Заявка: 2010103954/22, 05.02.2010

Дата начала отсчета срока действия патента:

05.02.2010

Опубликовано: 20.04.2010

Адрес для переписки:

454087, г.Челябинск, ул. Блюхера, 65, Е.М. Бычкунову

Автор(ы):

Апайчев Владимир Викторович (RU),

Табачников Владимир Григорьевич (RU)

Патентообладатель(и):

Закрытое акционерное общество "Южно-Уральская Машиностроительная компанія"

АВТОГРЕЙДЕР

Формула полезной модели

1. Автогрейдер, содержащий кабину, ходовую часть, хребтовую балку

прямоугольного сечения, соединенную с поперечиной, тяговую раму с

отвалом автогрейдера, подмоторную раму, к лонжеронам которой прикреплена навеска рыхлителя заднего расположения, зубья рыхлителя, установленные впоперечной балке навески рыхлителя, гидроцилиндры подъема-опускания навески рыхлителя, соединенные с подмоторной рамой автогрейдера и с навеской рыхлителя, отличающийся тем, что лонжероны подмоторной рамы ипоперечная балка навески рыхлителя снабжены двумя парами проушин, шарнирно соединенных между собой, поперечная балка навески рыхлителя снабжена двумя простирающимися вверх рычагами, а гидроцилиндры подъема-опускания навески рыхлителя шарнирно соединены с верхними концами рычагов поперечной балки и со средней частью лонжеронов подмоторной рамы.

2. Автогрейдер по п.1, отличающийся тем, что рычаги поперечной балки и

гидроцилиндры подъема-опускания навески размещены с наружной стороны

лонжеронов подмоторной рамы.

3. Автогрейдер по п.1, отличающийся тем, что зубья рыхлителя

зафиксированы в проушинах поперечной балки посредством пальцев.



РОССИЙСКАЯ ФЕДЕРАЦИЯ

ФЕДЕРАЛЬНАЯ СЛУЖБА ПО ИНТЕЛЛЕКТУАЛЬНОЙ СОБСТВЕННОСТИ, ПАТЕНТАМ И ТОВАРНЫМ ЗНАКАМ RU 96580 U1 МПК

ПАТЕНТ НА ПОЛЕЗНУЮ МОДЕЛЬ

Статус: по данным на 27.06.2011 - действует

Заявка: 2010108063/22, 04.03.2010

Дата начала отсчета срока действия патента: 04.03.2010

Опубликовано: 10.08.2010

Адрес для переписки:

241050, г.Брянск, ул. Калинина, 98, М.А. Синотину

Автор(ы):

Скоблов Александр Владимирович (RU),

Журавлёв Валерий Вячеславович (RU),

Ильюшин Владимир Фёдорович (RU),

Коршун Виктор Михайлович (RU)

Патентообладатель(и):

Открытое акционерное общество "Брянский арсенал" (RU)

БОКОВОЕ РАБОЧЕЕ ОБОРУДОВАНИЕ АВТОГРЕЙДЕРА

Формула полезной модели

1. Боковое рабочее оборудование автогрейдера, содержащее отвал, несущую балку, рычаги и гидроцилиндры управления, отличающееся тем, что несущая балка соединена с передним и задним рычагами шаровыми шарнирами, при этом передний рычаг соединен с рамой автогрейдера с помощью горизонтального шарнира и гидроцилиндра, задний рычаг с помощью карданного шарнира и гидроцилиндра, а несущая балка с помощью гидроцилиндра.

2. Боковое рабочее оборудование автогрейдера по п.1, отличающееся тем, что несущая балка соединена гидроцилиндром с одним из рычагов.

3. Боковое рабочее оборудование автогрейдера по п.1, отличающееся тем, что несущая балка соединена гидроцилиндром с одним из рычагов через тягуи коромысло, образующие с несущей балкой и рычагом четырехзвенный механизм.



РОССИЙСКАЯ ФЕДЕРАЦИЯ

ФЕДЕРАЛЬНАЯ СЛУЖБА ПО ИНТЕЛЛЕКТУАЛЬНОЙ СОБСТВЕННОСТИ, ПАТЕНТАМ И ТОВАРНЫМ ЗНАКАМ RU 100047 U1 МПК

ПАТЕНТ НА ПОЛЕЗНУЮ МОДЕЛЬ

Статус: по данным на 27.06.2011 - действует

Заявка: 2010136543/11, 31.08.2010

Дата начала отсчета срока действия патента:

31.08.2010

Опубликовано: 10.12.2010

Адрес для переписки:

454005, г.Челябинск, ул. Овчинникова, 15, кв.5, А.А. Танин-Шахову

Автор(ы):

Сарапулов Алексей Сергеевич (RU),

Корнев Владимир Юрьевич (RU),

Косарева Анна Сергеевна (RU),

Косарев Сергей Николаевич (RU)

Патентообладатель(и):

Общество с ограниченной ответственностью "Инженерный центр" (RU)

РАМА АВТОГРЕЙДЕРА

Формула полезной модели

Рама автогрейдера, содержащая жестко соединенные между собой головку

рамы, хребтовую балку прямоугольного сечения с двумя боковыми, верхней инижней плитами, поперечную трубу, лонжероны, прикрепленные одним концомк поперечной трубе, а другим - к корме рамы, головка рамы включает

лобовую плиту с проушинами для крепления переднего рабочего оборудования и кронштейны для крепления переднего моста, отличающаяся тем, чтопроушины для крепления переднего рабочего оборудования автогрейдерапринадлежат двум парам вертикально расположенных щек, прикрепленных клобовой плите головки рамы, плиты хребтовой балки простираются долобовой плиты, кронштейны для крепления переднего моста прикреплены книжней плите хребтовой балки, верхняя и нижняя плиты хребтовой балкивыступают за боковые плиты, образуя наружные карманы, а в средневыступающей части верхней и нижней плит хребтовой балки выполнены выемки.

2.Общие сведения

Грейдер ? это планировочно-профилировочная землеройно-транспортная машина, основным рабочим органом которой служит полноповоротный отвал с ножами, размещенный между передним и задним мостами ходового оборудования. Различают грейдеры прицепные, полуприцепные и автогрейдеры.

Прицепной грейдер к гусеничному трактору с механическим ручным приводом рабочего оборудования является довольно сложной машиной и труден в управлении. Существенным недостатком прицепных грейдеров являются также необходимость в дополнительном машинисте непосредственно на грейдере, помимо машиниста на тракторе. В связи с этими недостатками прицепные грейдеры были сняты с производства. Взамен их стали применять полуприцепные гидрофицированные грейдеры СД-105А. Такие грейдеры имеют гидравлический привод рабочего оборудования из кабины трактора. Гидроцилиндрами осуществляется подъем-опускание отвала, боковой вынос отвала и тяговой рамы. Поворачивается отвал в плане с помощью поворотного круга от редуктора, управляемого вручную. В обычной поставке на грейдере установлена задняя ось из двух колес.

Такая конструкция повышает планирующие возможности грейдера. Кроме того, предусмотрено еще дополнительное оборудование грейдера ? кирковщик, удлинитель отвала.

Грейдер ДЗ-168 конструктивно аналогичен грейдеру СД-105А, но в отличие от него управление поворотом отвала осуществляется также от пульта управления в кабине.

Автогрейдеры представляют собой современную конструкцию данной машины, смонтированной на пневмоколесном ходовом оборудовании (рис. 1).

Автогрейдеры применяют для послойной разработки и перемещения на расстояние до 100 м грунтов 1?111 групп при планировочных и профилировочных работах на строительных площадках и трассах строительства трубопроводов.

Автогрейдеры разделяют по конструктивной массе на легкие (до 9 т), средние (до 13 т) и тяжелые (до 19 т). Колесная схема АхБхВ, где А - число осей с управляемыми колесами; Б ? число осей с ведущими колесами и В ? общее число осей - автогрейдеров легкого и среднего типов 1х2х3, тяжелого типа 1x3x3.

Современные автогрейдеры выполнены по единой схеме и представляют собой самоходную трехосную машину с полноповоротным отвалом и гидравлической системой управления рабочими органами.

Рис. 1. Автогрейдер

Рис. 2. а - общий вид; б - схема поворота отвала в плане; в - боковое резание и перемещение грунта; г - боковой вынос отвала и планирование откоса.

Все узлы и агрегаты автогрейдера, в том числе двигатель 1 с трансмиссией 12, гидрооборудование, кабина водителя 2, основное и сменное рабочее оборудование, смонтированы на хребтовой (основной) раме 6 коробчатого сечения. Рама одним концом опирается на передний ведущий или ведомый мост 9 с поворотными в плане управляемыми пневмоколесами, а другим ? на задний четырехколесный мост 14 с продольно-балансирной подвеской 13 парных колес. Передние колеса автогрейдера можно устанавливать с боковым наклоном в обе стороны для повышения устойчивости движения машины при работе и уменьшения радиуса поворота.

3.Рабочее оборудование автогрейдера

Основное рабочее оборудование автогрейдера состоит из тяговой рамы 5, поворотного круга 4 и отвала 10 со сменными ножами. Полноповоротный отвал обеспечивает работу автогрейдера при прямом и обратном ходах машины.

Передняя часть тяговой рамы шарнирно соединена с рамой машины, а задняя часть подвешена на гидроцилиндрах 3, с помощью которых отвал устанавливают в различные положения: транспортное (поднятое) и рабочее (опущенное).

Кроме основного рабочего автогрейдер снабжается дополнительным сменным оборудованием: удлинителем и уширителем отвала для перемещения и планирования грунтов, откосниками (укрепляемыми на отвале) для планирования откосов насыпей (выемок) и очистки канав, кирковщиком 11 с шириной захвата 930-1400 мм для взлома дорожных покрытий и рыхления плотных грунтов на глубину до 250 мм, бульдозером 8 и двухотвальным снегоочистителем, которые устанавливаются спереди машины и управляются гидроцилиндром 7. Гидравлическая система управления рабочим оборудованием обеспечивает подъем и опускание тяговой рамы вместе с поворотным кругом и отвалом, поворот отвала вместе с поворотным кругом в плане на 360°, вынос отвала (до 300-800 мм) в обе стороны от продольной оси машины (рис. 2, б), установку отвала под различными углами (до 18°) в вертикальной плоскости (рис. 2, в), боковой вынос отвала для планировки откосов (рис.2, г), а также совмещение различных установок отвала.

Общая характеристика автогрейдеров.

Промышленностью выпускаются легкие автогрейдеры с силовой установкой мощностью 60-90 л. с. (45-65 кВт) и отвалом длиной 3040 мм, средние автогрейдеры мощностью 108-110 л. с. (80-82 кВт), с отвалом длиной 3700 мм, тяжелые автогрейдеры мощностью 165 л. с. (121 кВт) с отвалом длиной 3700 мм. Легкие автогрейдеры обеспечивают глубину резания до 200 мм, средние - до 250 мм, тяжелые - до 500 мм.

Скорость перемещения автогрейдеров при резании грунта составляет 3,5-10 км/ч, при транспортных перемещениях ? до 30 км/ч.

В последние годы промышленность начала выпускать более совершенные автогрейдеры с шарнирно-сочлененной рамой (рис.3). Такая конструкция автогрейдера позволяет значительно сократить радиус их поворота при сохранении управления передними колесами, а также повысить их устойчивость при копании за счет движения «крабом».

Автогрейдер ДЗ-143 (рис.4) является одним из современных серийно выпускаемых автогрейдеров, оборудованных шарнирно-сочлененной рамой. На нем установлен двигатель А-10М мощностью 100 кВт с пускачом. На этом автогрейдере имеется более мощный рыхлитель-кирковщик, расположенный сзади машины. Он может быть также оснащен дополнительным оборудованием ? плужным снегоочистителем, удлинителем отвала, толкающей плитой, щетками и др.

Автоматическое управление отвалом автогрейдера. В зависимости от модификации автогрейдеры всех классов оборудуются одной из систем такого управления: Профиль-10, Профиль-20, Профиль-30.

Рис.3. Схема автогрейдера с шарнирно-сочлененной рамой: а - положение для крутого поворота; б - положение при движении «крабом»

Рис 4. Общий вид.1 ? рыхлитель-кирковщик; 2 ? рама подмоторная; 3 ? гидробак; 4 ? ящик аккумуляторный; 5 ? задний мост; 6 ? бак топливный; 7 ? кабина; 8 ? гидроцилиндр выноса отвала; 9 ?гидроцилиндр подъема отвала; 10 ? тяговая рама; 11 ? основная рама; 12 ? бульдозер; 13 ? передняя ось; 14 ? поворотный круг;15 ? отвал; 16 ? коробка передач

Система Профиль-10 предназначена для автоматического обеспечения заданного углового положения отвала автогрейдера в поперечной плоскости независимо от поперечного профиля полотна и применяется при окончательной отделке или планировке поверхности. Система позволяет работать как в режиме ручного управления отвалом, так и в режиме автоматического выдерживания заданного поперечного профиля полотна.

В состав этой системы входят датчик угла, блок управления ею, гидрораспределитель с электрогидравлическим управлением, подсоединяемым к гидроцилиндру. При отклонении автогрейдера от нужного положения отвала скользящий контакт токосъема подает сигнал на блок управления, а тот подает команду на электромагнит гидрораспределителя, который через золотник выводит его в требуемое положение. Толщину срезаемой стружки регулируют вручную. Основным отличием системы Профиль-20 является наличие в ней датчика продольного профиля с подъемным устройством. Система Профиль-30 (рис. 5) для автоматического управления положениями отвала состоит из автономной и копирно-лазерной систем.

Фотоприемное устройство (ФПУ) устанавливают на штанге на тяговой раме автогрейдера. Оно предназначено для приема сигналов от лазерного излучателя и состоит из четырех вертикально расположенных световодов, позволяющих принимать сигнал в диапазоне 360°.

Фотоприемное устройство при заданном высотном положении отвала относительно разрабатываемой поверхности Н выставляется с помощью подъемного устройства по лучу лазерного излучателя. При движении автогрейдера по неровностям отвал вместе с фотоприемным устройством отклоняется от положения, заданного лазерным излучателем.

В результате смещения луча по световодам ФПУ возникает сигнал, который преобразуется в электрический. Информация о положении световодов ФПУ поступает на блок коммутации и усилитель сигналов, а затем в виде электрических сигналов подается на электромагнит гидрораспределителя управления гидроцилиндром. Если, например, ФПУ опустилось относительно луча излучателя, т. е. отвал заглубился, сигнал поступает на электромагнит гидрораспределителя, подающий рабочую жидкость в штоковую полость гидроцилиндра, и отвал выглубляется.

Для придания автогрейдеру поперечной устойчивости, в частности, при работе на косогорах, управляемые колеса делают наклоняющимися в вертикальной плоскости. Задние колеса устанавливают попарно с каждой стороны на балансирных балках, что в сочетании с шарнирным опиранием хребтовой рамы на переднюю ось обеспечивает опирание на поверхность передвижения всех колес машины независимо от микронеровностей рельефа.

Положительной особенностью автогрейдеров как машин для планировочных работ является расположение отвала в средней части машины между передними и задними колесами. При наезде колесами на неровности в полосе движения высотные отклонения режущей кромки отвала будут незначительными, существенно меньшими, чем при консольном расположении бульдозерного отвала. Это качество позволяет планировать земляные поверхности с меньшим числом повторных проходок, чем при работе бульдозера.

Рис.5. Функциональная схема системы Профиль-30 автоматического управления автогрейдером:

1 ? лазерный излучатель; 2 ? лазерный луч; 3 ? фотоприемное устройство; 4 ? блок коммутации; 5,18? усилители сигналов; 6 ? электрические сигналы; 7 ? электромагниты; 8,15 ? гидрораспределители; 9,13 ? напорные гидролинии; 10,14 ? сливные гидролинии; 11, 12 ? гидроцилиндры; 19 ? сравнивающее устройство; 20- задатчик; 21 ? преобразователь; 22- тяговая рама; 23 - отвал; 24 - подъемное устройство

автогрейдер управление оборудование

4. Рабочий процесс

Рабочий процесс автогрейдера включает копание грунта, его перемещение и укладку с разравниванием в земляное сооружение. При разработке грунта отвал устанавливают режущей кромкой как параллельно его поверхности, так и наклонно под углом 10... 15° с заглублением отвала по ширине. Угол резания составляет 35... 45° соответственно при разработке тяжелых и легких грунтов. При зарезании отвала в грунт одним концом угол между режущей кромкой отвала и продольной осью машины (угол захвата) принимают равным 35...50°, при отделочных планировочных работах 145...90°, при копании с отводом грунта в сторону по отвалу 60°.

В зависимости от размеров обрабатываемого участка, рельефа местности, наличия искусственных сооружений автогрейдеры движутся по круговым и челночным технологическим схемам. Так, в дорожном строительстве при длине обрабатываемого участка (захватки) 400... 1500 м автогрейдеры движутся по круговым технологическим схемам, а при меньших длинах ? челночным способом (в одном направлении ? вперед, в обратном ? задним ходом). При этом в случае очень коротких захваток (около 150 м) грунт разрабатывают движением автогрейдера вперед, после чего возвращают машину на исходную позицию следующей проходки вхолостую задним ходом на повышенной скорости. При больших длинах захваток грунт разрабатывают автогрейдером при его движении, как передним, так и задним ходом с разворотом отвала на 180° в плане на концах захватки.

4. Определение основных параметров автогрейдера

Главный параметр автогрейдера - его силу тяжести G(кН) - можно определить по заданным площади поперечного сечения Sкювета автодороги и необходимому для создания профиля земляного полотна числу проходов n:

Здесь ? коэффициент, учитывающий неравномерность сечений стружки при последовательных проходах, ?площадь сечения треугольного кювета, , где ? глубина кювета (0,3…0,8м); ? удельное сопротивление грунта резанию,  кПа; ? коэффициент, учитывающий колесную формулу, для машин со всеми ведущими колесами ; ? коэффициент сцепления при буксировании 18…22%, ; n-число проходов при устройстве земляного полотна в нулевых отметках, для грунтов категории IIn=4…6.

Мощность двигателя (кВт), необходимая для копания,

Величина оптимальной свободной силы тяги, развиваемой ведущими колесами,

,

Для определения мощности на отвале, соответствующей этой тяге, необходимо знать фактическую скорость движения автогрейдера при выполнении им заданной рабочей операции, так как

, л.

Наблюдения за работой автогрейдеров в эксплуатационных условиях показывают, что при вырезании кювета фактическая рабочая скорость машины без применения автоматов не может превышать 3-4,5 км/час .При больших значениях фактической скорости грейдерист не успевает следить за изменениями рельефа, что приводит либо ксильному буксованию машины, либо к недоиспользованию её мощности и в обоих случаях к уменьшению производительности.

Для определения всей потребной мощности необходимо к мощности на отвале прибавить затраты мощности на буксование N_б и на перекатывание автогрейдераN_f.

Суммарная мощность на ведущих колёсах:

, л.с

Потеря мощности на буксование объясняется тем обстоятельством, что ведущее колесо, развивая тяговое усилие, обязательно буксует, причём коэффициент буксования:

,

где: - линейная скорость средней точки контакта ведущего колеса относительно его центра;

- фактическая поступательная скорость центра колеса

Оптимальной силе тяги P_С соответствует величина= 0,18-0,22.

Потери мощности на буксование :

,

где - касательная сила тяги, развиваемаяв контакте ведущего колеса с грунтом ;

- сила сопротивления перекатыванию ведущих колёс автогрейдера;

-коэффициент сопротивления перекатыванию в естественных условиях, =0,08-0,10;

-скорость буксования.

После соответствующих преобразований получим окончательное выражение для мощности буксования:

, л.с.

Потери мощности на перекатывание :

, л.с.

Потребную мощность двигателя N_gопределяют из выражения :

, л.с.

- коэффициент полезного действия трансмиссии;

- коэффициент уменьшения мощности двигателяиз-за неустановившейся нагрузки.

Для механической трансмиссии := 0,83-0,86, =0,88-0,9.

Для гидродинамической трансмиссии с непрозрачным турботрансформатором

=0,73-0,76; = 1,0.

Мощность двигателя, необходимо проверить на транспортном режиме:

, л.с.

где:- заданная максимальная транспортная скорость автогрейдера;

- коэффициент сопротивления перекатыванию по твёрдому основанию;

=0,042-0,046.

Из двух мощностей N_g и N'g выбирают наибольшую.

Если максимальная транспортная скорость не задается, то приняв N_g =N'g, ее можно определить из выражения:

, км/час

Длина отвала (м) рассчитывается по формуле:

Здесь ? масса автогрейдера, т. Высота отвала

Колея автогрейдера рассчитывается по формуле

База автогрейдера выбирается из условия возможности разворота отвала

База двухосного автогрейдера

Где ? внешний диаметр шины; ? длина отвала, ? колея автогрейдера; ? 50…60 мм.

6. Расчет производительности

Производительность автогрейдера при резании и перемещении грунта определяется:

к_в= коэффициент использования автогрейдера по времени; к_в=0,82

к_р= коэффициент разрыхления грунта в призме ; к_р=1,3

V -геометрический объем грунта перед отвалом перемещаемый за один рабочий ход;

Т_ц - продолжительность смены;

Т_ц-время рабочегоцикда

м³/ч

7. Расчет основной рамы автогрейдера

Задание. Расчет тяговой рамы . Автогрейдер средний . За прототип взят автогрейдер ДЗ-180А, Исходные данные: мощность двигателя N= 210 л.с.; Вес машины G=13,4 т; сцепной вес G_cц = 9,4 т; база продольная В= 5,8 м; ширина колеи b=2,0 м; радиус катания r = 0,6 м.

Сначала нужно выбрать расчетные случаи работы по литературным или заводским данным. Затем дать расчетную схему, обосновав ее конструктивными особенностями рамы и схемами нагружений, найти величины действующих усилий и моментов в опасном сечении для выбранных случаев нагружения.

Для выполнения основных поверочных расчетов рамы вычерчиваем схему (рис. 7), единую для расчетных случаев нагружения.

Рис 7. Расчетная схема автогрейдера.

Принимаем обозначения: Р_и - сила инерции массы автогрейдера, приложенная в центре тяжести (ц. т.) машины; R_x, R_y, R_z, - реакции грунта, приложенные условно к переднему углу режущей кромки; Х₁₂ Y₁₂, Z₁₂ и Z', У' реакции на ведущих колесах; F₁₂ и F' - силы сопротивления перекатыванию колес; X, Y, Z - реакции в шарнире крепления тяговой рамы.

По чертежам машины из и по справочным данным [6] имеем величины:

По литературным данным определяем место расчетного сечения и намечаем случаи нагруженияосновнойрамы.

Геометрические характеристики расчетного коробчатого сечения. Высота А=30 см, ширина S=26 см; толщина вертикальных стенок =0,8 см, толщина горизонтальных полок ₁ = 0,5 см; площадь сечения F_c160 см².

Моменты сопротивления:

W_KP = 2(A - )(S - )= 225280,8 1400

Проверку прочности выполним в двух случаях нагружения.

Случай 1. В конце прохода по резанию грунта правым передним краем ножа-отвала задние колеса забуксовали в глубоких колеях на месте; передний мост вывешен. Относим это положение к совместному действию постоянных и случайных нагрузок.

Определим действующие усилия [6]:

Р_и(К_дин- 1)G_cцц =(1,2 - 1). 9,4 0,7 16кН

= G_cцц=66 кН;

F₁₂=G_cцf=9,4 0,2 =18.8кН;

52кнF' = 0; Z' = 0; У = 0;

R_x= - (X₁₂+P_и - F₁₂) = -63,2 кН

R_z=

R_y= R_xctg (??_ст + 35°)=6,32ctg 65° 30кН,

где ??_ст- угол трения грунта по стали, определенный по соотношению tg??_ст=0,6. Нагрузки, действующие на тяговую раму в точке 0:

Х=R_x= - 63,2 кН;

Моменты и силы в расчетном сечении:

М_z=Х (h - c) - Zl=6,320,8- 22,6 0;

М_у=Yl=4,32,6 110кНм;

M_кр = М_уh= 3 1,8+5,251 = 106.5кНм.

Сжимающая сила X=63,2 кН.

Нормальные напряжения

у_z=0

у_y=М_у/=110 000/20505.4кН/см²

у_с=М_у/F_c=63200/1600,4кН/см²

Касательное напряжение

=М_кр/W_кр= 1 065 000/1400 7.1 кН/см².

Суммарное наибольшее напряжение

у_? = 13,6кН/см².

Для стали марки Ст.З допустимое напряжение

[у] = у_т/1,4=2200/1,415,6 кН /см²>у_?

Случай 2. Машина движется на высшей рабочей скорости v = 6 км/ч 166см/сек, нож слегка приподнят над грунтом и почти не загружен, угол (е) его установки в плане не менее 60°; происходит внезапная встреча ножа (в его средней части) с жестким препятствием, колеса забуксовали. Случай считаем аварийным.

Определим действующие усилия

Р_и=v1660кН=254кН

X = R_х=X₁₂ + Р_и-12-F'293.2 кН

R_z=0 R =R_xctg(??_ст+60⁰)0

M_z=X(h - с)=29,32-0,823,4 тс-м; 234кНм

у_z=2 340 000/1480.кН/см²

у_с=29320/160кН/см²

у_? =у_z+ у_с=17.6кН/см²

[у] = /1,15=2200/1,1519 кН /см²>у_?

Проверка сечения на усталостную прочность.

Расчет ведем для случая 1 с некоторым запасом, так как здесь учтены случайные нагрузки

у_расч=у_мах/бгу_т/n

где у_мах=у_?=13,6 кН/см²;

б - коэффициент режима работы, б 1.

Для определения г имеем величины: коэффициент асимметрии цикла по экспериментальным данным 1,4; эффективный коэффициент концентрации напряжений равен1,4. По учебнику [6]из (см. приложения 3) для этих коэффициентов г= 0,9,

Тогда у_расч= 1360/0,9 15кН/см², что допустимо, так как

у_расч<у_т/1,4.



Список используемой литературы

1. ,,Машины для земляных работ” Автор Т.В. Алексеева. К.А. Артемьев. ,, Машиностроение” 1964г. 463с

2. ,,Строительные машины и средства малой механизации” Автор: Д. П. Волков Москва. 2002г. 240 с.

3. ,,Технология и механизация”: Автор: Б.Ф Белецкий Ростов - на -Дону, Феникс” 2003г. 360с.

4. Справочник конструктора дорожных машин Автор Бородачев И.П. Москва ,,Машиностроение” 1965

Размещено на Allbest.ru

...