Размещено на http://www.allbest.ru/

Размещено на http://www.allbest.ru/

Введение

Рыхлители применяются для послойного разрыхления грунтов и горных пород на отдельные куски или глыбы таких размеров, которые удобны для последующей разработки.

Рыхлители удаляют из грунта крупные камни, взламывают мостовые и дорожные покрытия при ремонте и реконструкции дорог. Они обычно используются в комплекте с другими машинами: бульдозерами, скреперами, погрузчиками и экскаваторами. Различают однозубые и многозубые рыхлители. По системе подвески рыхлителей на тракторе наиболее распространены: с трехточечной подвеской, параллелограммной и с параллелограммной с изменяемым звеном. Бульдозеры-рыхлители разрушают скальные и мерзлые породы под воздействием двух сил: сжатия зубом и разрыва массива наконечником и стойкой. Лучше всего рыхлить этими машинами трещиноватые и слоистые породы: известняки, песчаники, сланцы, фосфориты, бурые и каменные угли.

1. Техническая характеристика

Рисунок 1. Рыхлитель на базе трактора Т 180

Марка двигателя Д180

Мощность, л.с (кВт) 180

- Наибольшее тяговое усилие машины по сцеплению. 180кН

- наибольшая глубина рыхления 400-1000 мм

- масса рыхлителя 1200 кг

- число зубьев. 3

- ширина наконечника стойки. 120 мм

- угол резанья.

2. Обзор и анализ существующих конструкций

Различают однозубые и многозубые рыхлители. Однозубый рыхлитель снабжен одной стойкой в результате чего сила тяги, сосредоточена на одном рабочем органе. Благодаря этому он может разрушать более прочные породы. Кроме того, однозубые рыхлитель обладает меньшей металлоемкостью, чем многозубые.

В зубе выполнено до трех отверстий. Поэтому его устанавливают в раме на различной, высоте, обеспечивая ступенчатое изменение глубины рыхления в зависимости от прочности разрабатываемого материала,

Трехзубый рыхлитель (рис. 2) снабжен тремя съемными стойками, размещенными на раме на одинаковом расстоянии одна от другой. Два боковых зуба можно снимать. Трехзубые рыхлители отличаются большей материалоемкостью и предназначены для paботы на более легких породах и смерзшихся грунтах.

Рисунок 2. Трёхзубый рыхлитель

По системе подвески рыхлителей на тракторе наиболее распространены трехзвенная, параллелограммная, параллелограммая с изменяемым звеном.

При трехзвенной подвеске к опорной раме шарнирно крепят раму с рабочей балкой. В балку установлен зуб, на конце которого укреплен съемный наконечник. Трехзвенная подвеска отличается простой конструкцией, но не обеспечивает постоянного угла рыхления при подъеме и заглублении зуба.

При параллелограммной подвеске рыхлитель установлен на четырехзвеннике и сохраняет постоянный угол рыхления в процессе работы. На опорной раме 1 шарнирно установлены рама 6 и верхняя тяга 7, к которым на пальцах подвешена рабочая балка 3. В нее вставлена стойка зуба, удерживаемая поперечным пальцем.

При параллелограммной подвеске с изменяемым звеном вместо верхней тяги установлены гидроцилиндры. Они увеличивают или уменьшают расстояние между верхними шарнирами опорной рамы 1 и балки 3 и таким образом изменяют угол рыхления. Этот тип подвески повышает производительность рыхлителя, облегчает выглубление оборудования и уменьшает нагрузки на трактор.

Бульдозер с рыхлителем на тракторе Т-180 имеет неповоротное бульдозерное оборудование в полусферическом или сферическом исполнении с гидроперекосом и механизмом компенсации в виде поперечной штанги. Управление бульдозерным и рыхлительным оборудованием осуществляете двумя секционными распределителями. Бульдозеры-рыхлители тягового класса 10 на базе гусеничного трактора Т-170 предназначены для разработки грунтов I-IV категорий.

Модель FD30C (рис. 3) - самая большая машина в ряду бульдозеров Fiat-Hitachi.

Бульдозер стандартно оснащен дизельным восьмицилиндровым двигателем FIAT 8285T с непосредственным впрыском, увеличенным ходом поршня и пониженной скоростью коленвала.

При этом двигатель не только отличается пониженным расходом топлива, но и позволяет без дополнительной доработки работать на высоте до 2500 м. Машина оснащена системами мониторинга температуры двигателя и давления в нем.

Рисунок 3. Рыхлитель на базе Fiat-Hitachi FD 30C

Рыхлитель Ripper 72 (рис. 4) зарубежный производитель США фирма «Blue Diamond» предназначен для предварительного рыхления тяжёлых, каменистых и мёрзлых грунтов, подготовки почвы.

Зубцы регулируются по высоте

Ширина рыхления - 1830 мм.

Рисунок 4. Ripper 72

Навесной рыхлитель (рис5.) предназначен для применения в качестве навесного оборудования на колёсные и гусеничные тракторы, колёсные погрузчики и экскаваторы при проведении работ по предварительному рыхлению мерзлых и уплотненных грунтов, а также при подготовке участков дорог со старым дорожным покрытием к реконструкции с применением технологии стабилизации грунтов, надежно обеспечивает вскрытие и рыхление старого асфальтового покрытия толщиной до 80 мм.

Конструкция навесного кирковщика (риппера, рыхлителя) спроектирована с учетом оптимального распределения усилий и, следовательно, напряжений во всех элементах изделия, что обеспечивает их равнонагруженность при выполнении работ по рыхлению грунтов различных категорий.

Масса кирковщика: 1 265 кг.

Рабочая ширина: 2 550 мм.

Максимальная глубина рыхления: 700 мм.

Минимальная мощность машины-носителя: 240 л. С

Рисунок 5. Навесной рыхлитель

3. Расчеты

Определяем силу по сцеплению

(1)

=

(2)

=

где: - сцепной вес машины; - масса базовой машины 14320 кг; - масса рабочего оборудования 1200 кг; - коэффициент сцепления с поверхностью грунта 0.8 /1/;

- ускорение свободного падения 9,8 м/с.

Определяем сопротивление, возникающее в процессе работы рыхлителя

трактор рыхлитель сцепление

(4)

=

где: - число зубьев (3);

- коэффициент учитывающий совместную работу зубьев

если то

если то

- удельное сопротивление рыхлению (0,2 - 0,4) МПа;

- наибольшая глубина рыхления. ;

- ширина наконечника.

(5)

=

Тяговый расчет

(6)

(7)

(8)

где: - масса тягача;- коэффициент сопротивления движению (0,1-0,12); - угол наклона местности; + на подъем; - на спуск.

Расчет на производительность

Производительность (м³/ч) рыхлителя определяется по формуле

П =, (9)

где В-ширина полосы рыхления с учетом необходимого перекрытия соседней полосы, м;

h - глубина рыхления, м;

L - длина захватки (участка), на которой работает рыхлитель, м;

х - рабочая скорость рыхлителя, м/ч;

t_п - время, затрачиваемое на поворот, ч;

n - число проходов по одному месту;

k_в - коэффициент использования во времени.

П ==106,6 м³/ч

Заключение

При рыхлении грунтов IV категории, целесообразно работу машин организовывать по челночной и продольно-поперечной схеме, так как они обеспечивают наибольшую производительность машины. Последнюю схему используют, когда необходимо получить разрыхленную породу меньших размеров. Ее дополнительно дробят гусеницы трактора. Грунты рыхлят на рабочей передаче трактора. По окончании рабочего цикла выглубляют рыхлитель и проверяют наличие съемного наконечника. При утере наконечника можно повредить носок стойки и он не будет удерживать наконечник. В этом случае стойку заменяют.

Список литературы

1. Артемьев К.А. Теория резания грунтов землеройно-транспортными машинами [Текст]: учеб. / К.А. Артемьев; СибАДИ. - Омск: ОмПИ, 1989. - 80 c.: ил. - 500 экз. - 0.15 р

2. Артемьев К.А. Теория резания грунтов землеройными машинами [Текст]: учеб. пособие / К.А. Артемьев; СибАДИ. - Новосибирск: [б. и.], 1978. - 104 c.: ил. - 500 экз. - 0.18 р.

3. Машины для земляных работ [Текст]: учеб. для вузов / Н.Г. Гаркави, В.И. Аринченков, В.В. Карпов и др. - М.: Высшая школа, 1982. - 335 c.: ил. - 20000 экз. - 0.90 р., 2.70 р.

4. Ветров Ю.А. Расчеты сил резания и копания грунтов [Текст] / Ю.А. Ветров; Киевский инженерно-строительный ин-т. - Киев: Издательство Киевского университета, 1965. - 167 c.: ил. - 3000 экз. - 0.62 р.

5. Машины для земляных работ. Теория и расчет [Текст]: учеб. для вузов / Т.В. Алексеева, К.А. Артемьев, А.А. Бромберг и др. - 2-е изд., перераб. и доп. - М.: Машиностроение, 1964. - 468 c.: ил. - 10500 экз. - 1.17 р.

6. Лосев, В.Д. Дорожные машины [Текст]: метод. указания, рабочая программа курса и контрольные задания для студентов безотрывного обучения специальности 150405 / В.Д. Лосев, Н.Р. Шоль. - Ухта: УГТУ, 2007. ? 35 с.

Размещено на Allbest.ru