Создание самоходного скрепера геометрической вместимостью ковша 25 куб.м.
Анализ существующих конструкций с различными типами интенсификаторов. Тяговый расчет и построение тяговых характеристик скрепера. Расчет гидромеханизмов, элеватора и металлоконструкции тяговой рамы. Технико-экономические показатели для скрепера.
| Рубрика | Производство и технологии |
| Вид | дипломная работа |
| Язык | русский |
| Дата добавления | 21.11.2017 |
| Размер файла | 1,6 M |
Отправить свою хорошую работу в базу знаний просто. Используйте форму, расположенную ниже
Студенты, аспиранты, молодые ученые, использующие базу знаний в своей учебе и работе, будут вам очень благодарны.
Определяется масса грунта в заслонке:
Gзгр=0,8•3,85•1,2•1,2•17000=75398,4 Н =75,39 кН
Рисунок 12 - Схема сил, действующих на заслонку
Трение грунта по плоскости А-В (рисунок 5.4) не учитывается, так как при повороте заслонки ее лобовая часть отходит от ковша и связь между грунтом в заслонке и грунтом в ковше нарушается.
Наибольшее усилие открывания заслонки равно:
кН,
По усилию Sзас рассчитывается диаметр гидроцилиндра по формуле:
(5.24)
Выбирается гидроцилиндр со следующими параметрами:
- диаметр гидроцилиндра мм;
- диаметр штока мм;
- ход поршня мм.
4.5 Принципиальная гидравлическая схема скрепера с элеваторной загрузкой
Рисунок 13 - Принципиальная гидравлическая схема скрепера с элеваторной загрузкой.
Принципиальная гидравлическая схема скрепера с элеваторной загрузкой (рис. 3.14) состоит из масляного бака 1, насосов 2 и 3, секционных распределителей 4 и 5, гидроцилиндров 6 разгрузки ковша, гидроцилиндров 7 подъема и опускания ножа, управляемых обратных клапанов 8, гидроцилиндра 9 привода элеватора, фильтра 10 с переливным клапаном, манометров 11, термометра 12.
От насоса 2 рабочая жидкость поступает к секционному распределителю 3. Золотник А управляет гидроцилиндрами 4 разгрузки ковша, а золотник Б - гидроцилиндрами 5 подъема и опускания ножа. В штоковых магистралях гидроцилиндров 5 установлены управляемые обратные клапаны 6, которые предназначены для снижения динамических нагрузок в трубопроводах и надежного запирания штоковых полостей в период транспортировки груза. От насоса 9 жидкость через секционный распределитель 8 посту- пает к гидромотору 7 элеватора. На сливной магистрали установлен фильтр 10 с переливным клапаном. Давление в нагорных магистралях насосов и сливной линии измеряется манометрами 11, а температура рабочей жидкости -дистанционным термометром 12.
5. РАСЧЕТ МЕТАЛЛОКОНСТРУКЦИИ ТЯГОВОЙ РАМЫ
5.1 Расчет усилий действующих на металлоконструкцию тяговой рамы.
Тяговая рама представляет собой продольные упряжные тяги, к концам которых прикреплен ковш. В передней части эти тяги связаны поперечной балкой, выполненной из трубы. К средней части поперечной балки приварена арка-хобот, на конце которой размещено прицепное устройство к передней
Разбиваем раму на два элемента: упряжные тяги с трубой; кривой брус - хобот.
Тяговая рама служит для соединения тягача с ковшом скрепера, она охватывает ковш с двух сторон и крепится к нему продольными балками. Передняя часть рамы опирается на прицепное устройство, которое размещено на седельно-сцепном устройстве тягача скрепера. Соединение рамы с ковшом шарнирное; шарниры цилиндрические или шаровые. Переднее прицепное устройство имеет продольный и вертикальные шарниры, обеспечивающие возможность поворота тягача или передней оси как в горизонтальной плоскости, так и в поперечной вертикальной плоскости
Тяговая рама прицепного скрепера (рисунок 5.1) сварная, П-образной формы. В передней части рамы имеется стойка с двумя проушинами для пальцев оси вертикального шкворня сцепного устройства машины 1 и хобот 2. Хобот представляет собой кривой брус коробчатого сечения. К поперечной балке (трубчатой формы) 3 рамы приварены две тяги 4 коробчатого сечения и кронштейны 5 для гидроцилиндров подъема ковша. Тяги имеют проушины 6 для шкворней, соединяющих раму с ковшом скрепера.
Рисунок 14 - Тяговая рама скрепера
Для составления расчетной схемы рамы скрепера следует учитывать нагрузки, действующие как на тягач, так и на скрепер. Как уже отмечалось, основными нагрузками, действующими на раму скрепера, являются реакции от седельно-сцепного устройства, усилия от механизма подъема и опускания ковша и реакции в шарнирах продольных балок. Неизвестными усилиями в расчетной схеме (см. рисунок 5.2) являются шесть реакций в шарнирах D и D`.
Рассматриваемая расчетная схема рамы является симметричной и поэтому, составляя уравнения моментов относительно осей z и z` (рисунок 5.2) , и , определим RD`x и RD`z.
Рисунок 15 - Расчетная схема рамы скрепера
Найдем реакцию RDy
Рисунок 16 - Расчету рамы скрепера методом сил: а - заданная система; 6 - основная система; в - эпюра моментов от действия X1 =1; г - эпюра моментов в основной системе от действия внешней нагрузки
Определяем коэффициенты и . Для каждого участка берем площадь эпюры и умножаем на ординату этой же эпюры, проходящую через ее центр тяжести:
м3
Здесь множитель 1/EJ упущен.
Определим далее коэффициент 1р:
1р=4,65•(43,35•5,746+4•25,702•5,746)=3905,3 кН•м3
Множитель 1/EJ упущен.
Находим X1:
X113,95 кН
Теперь найдем усилия приложенные к раме
Усилие RDy равно X1.. RDy=13,95 Н.
RDz=166,13 кН
Усилие
RDx=25,83 кН
Усилия расположены в плоскости рамы (рисунок 7.5) и равны соответственно:
Rox•cos; Roy•sin; Roz•sin.
где =14,6.
Рисунок 17 - Схема сил в плоскости рамы
Эпюры продольных сил и изгибающих моментов показаны на рисунке 17
Рисунок 18 - Эпюры продольных сил крутящих и изгибающих моментов
Как правило, опасными сечениями для продольных тяг рамы являются сечения в месте соединения их с поперечной балкой.
6. ТЕХНИКО-ЭКОНОМИЧЕСКОЕ ОБОСНОВАНИЕ
6.1 Построение графиков технико-экономических показателей для различных видов скреперов в зависимости от емкости ковша.
Определение зависимости силы тяги Т от емкости ковша q.
Сила тяги по сцеплению определяется по формуле
где Gсц - сцепной вес.
- для традиционного скрепера
Gсц=47,5%•G;
- для элеваторного скрепера
Gсц=G;
- для конструируемого скрепера
Gсц=59%•G.
Полный вес самоходного скрепера с элеваторной загрузкой грунта складывается из веса порожнего скрепера и веса полезной нагрузки, т. е. перевозимого грунта
- вес перевозимого грунта,
- для традиционного и элеваторного скрепера
;
- для разработанного скрепера
Вес порожнего скрепера
- для традиционного скрепера
- для элеваторного скрепера
/8/
- для разработанного скрепера
/8/
где Q=17000•q - грузоподъемность скрепера, кН.
Эффективную (на маховике) мощность двигателя найдем по эмпирическим формулам
- для традиционного скрепера
, кВт; /8/
- для элеваторного скрепера
, кВт; /8/
- для разработанного скрепера
,кВт /8/
Сила тяги по мощности
Проверяем силу тяги по мощности
Найдем сопротивление перемещения скрепера
Сопротивление движения скрепера
;
где - коэффициент трения качения колесного хода;
Сопротивление копания грунта для традиционного скрепера
,
где g - ускорение свободного падения, g =9,8 м/с 2.
Ширина резания
,м. /8/
Высоту ковша найдем из выражения
,м.
Сопротивление копания грунта для элеваторного и разработанного скреперов
,
Принимаем толщину стружки чтоб соблюдалось условие
Если условие не соблюдается нужно изменить толщину срезаемой стружки или подобрать толкач.
Определение зависимости производительности П от емкости ковша q
Часовая эксплуатационная производительность предлагаемого скрепера и прототипа по формуле:
,
где ПТЧ - техническая часовая производительность, рассчитанная по соответствующим формулам в технической части дипломного проекта, с учетом технических (проектных) параметров техники;
КТ=0,55 - коэффициент перехода от технической производительности к эксплуатационной .
Техническая производительность определяется по следующей зависимости:
м3/ч,
где - коэффициент наполнения ковша, для скрепера с интенсификатором и для существующей машины;
- коэффициент разрыхления грунта, ;
- время цикла скрепера.
Время цикла скрепера складывается из нескольких составляющих и определяется по зависимости:
,
где t1 - время заполнения ковша скрепера;
t2 - время транспортирования грунта; t3 - время пути разгрузки;
t4 - время пути порожнего скрепера.
где - длина пути заполнения, м;
V1 - скорость движения скрепера при заполнении ковша, принимаем V1 =0,4-0,6 м/с.
Длина пути наполнения скрепера , равна:
м,
где 0,7 - коэффициент, учитывающий неравномерность толщины стружки;
- коэффициент, учитывающий потери грунта при образовании призмы волочения и боковых валиков, .
Время транспортирования грунта найдем по формуле
, [15]
где А2 - работа транспортирования грунта; m2 - коэффициент использования двигателя по мощности
, [15]
где fмс=0,15 - коэффициент сопротивления перемещению скрепера;
L - дальность транспортировки грунта, зададимся L=800 м.
Время пути разгрузки
,
где V3 - скорость движения скрепера при разгрузке, принимаем V3 =1,1 м/с;
- длина пути разгрузки, м.
где hо - толщина слоя отсыпки грунта, принимаем hо =0,5 м.
Время пути порожнего скрепера
, /15/
где А4 - работа движения порожнего скрепера
/15/
- время на переключение передачи, с;
- время на один поворот, с.
Эксплуатационная часовая производительность скрепера определяется по формуле
,
где kТ=0,55 - коэффициент перехода от технической производительности к эксплуатационной.
Годовую эксплуатационную производительность ПГ рассчитаем по формуле
,
где ТГ =1500 ч - годовой фонд времени работы машины; kпр=0,85 - коэффициент учитывающий простои в работе, технике, не учтенные в Пэч.
Вывод
Проектируемый скрепер с элеваторной загрузкой ковша имеет более высокую производительность по сравнению с аналогичным скрепером базовой комплектации. Следовательно, себестоимость выполняемых работ на проектируемом скрепере будет меньше, несмотря на то что элеваторная установка усложняет конструкцию скрепера и влечет дополнительные затраты на обслуживание и ремонт машины. Годовая экономия средств по сравнению со скрепером аналогом для проектируемого скрепера существенна, и окупает расходы на элеваторную установку за 4,9 лет. Следовательно, проектируемый скрепер более выгоден в эксплуатации.
ЗАКЛЮЧЕНИЕ
По данным расчетов можно сделать вывод, что применение элеватора с одной нижней и одной верхней ветвями позволяет улучшить производительность скрепера за счет двух основных факторов:
1) переноса центра тяжести скрепера ближе к передним ведущим движителя. Это объясняется тем, что верхняя ветвь элеватора наполняет грунтом переднюю часть ковша, что позволяет увеличить сцепление движителей с грунтом, тем самым улучшая тяговые характеристики скрепера.
2) Снижения сопротивления наполнения ковша грунтом. Это объясняется тем, что элеваторная установка является интесификатором, и заполняет ковш посредством дополнительного механического воздействия на грунт, тем самым снижая требуемые тяговые усилия скрепера, и позволяя наполнить ковш большим объёмом грунта, по сравнению со скрепером стандартной комплектации.
Применение элеваторной установки позволит наполнять ковш грунтом без помощи вспомогательных единиц техники, таких как бульдозер или второй скрепер, используемых как толкатели. Тем самым повышая мобильность при транспортировке машин, скорость выполнения работ, и, следовательно, снижая эксплуатационные затраты на дополнительные единицы техники.
При использовании скрепера с элеваторной загрузкой ковша наблюдается некоторое усложнение конструкции и незначительное снижение надежности. Так же необходима усиленная шумоизоляция кабины машиниста поскольку работа элеваторной установки является источником вредного шумового воздействия.
Но использование более сложной и дорогостоящей конструкции позволяет увеличить производительность скрепера, тем самым окупая расходы на дополнительное оснащение.
БИБЛИОГРАФИЧЕСКИЙ СПИСОК
Баловнев В.И. Интенсификация разработки грунтов в дорожном строительстве. - М.: Машиностроение, 1993. - 235 с.
Гоберман Л.А. Основы теории, расчета и проектирования строительных и дорожных машин. - М.: Машиностроение, 1988. - 464 с.
Залко А.И., Ронинсон Э.Г. Современные скреперы. -М.: ЦНИИТЭСтроймаш, 1983. - 51 с.
Машины для земляных работ/Н.Г.Гаркави, В.И. Аринченков, В.В. Карпов и др. - М.:Высшая школа, 1982. - 335 с.
Зенков Р.Л. Машины неприрывного транспорта М.:Высшая школа, 1980
Белоногов Л.Б., Кычкин В.И. Скреперы. - Пермь: 1996. - 78 с.
Артемьев К.А., Борисенков В.А. Теория и расчет скреперов и скреперных агрегатов. - Воронеж: 1996. - 342 с.
Анурьев В.И., Справочник конструктора-машиностроителя: В 3-х т.:Т.2. - М.: машиностроение,1992. - 784 с.
Расчет скреперов с элеваторной загрузкой. Методические указания к выполнению курсового проекта по дисциплине «Машины для земляных работ» для студентов 4 курса. - Хабар. Политехн. Ин-т, 1983.-31 c.
Васильченко В.А. Гидравлическое оборудование мобильных машин: Справочник - М.: Машиностроение, 1983. - 301 с.
Спиваковский А.О., Дьячков В.К. Транспортирующие машины: Учеб. пособие для машиностроительных вузов. - 3-3 изд., перераб. - М.: Машиностроение, 1983. - 487 с.
Ульянов Н.А., Ронинсон Э. Г., Соловьев В.Г. Самоходные колесные землеройно-транспортные машины. Под ред. Н.А. Ульянова. М., «Маишностроение», 1976, 359 с.
Залко А.И. и др. Самоходные скреперы/А.И. Залко, Э.Г. Ронинсон, Н.А. Сидоров. - М.: Машиностроение, 1991. - 256 с.
СН 2.2.4/2.18.562-96
ТОИ Р-66-43-95
Клементов А.С. Проектирование технологических процессов изготовления и ремонта деталей машин. Методическое пособие по выполнению технологического раздела дипломного проекта - Хабаровск: Изд-во ДВГУПС, 2003. - 77 с.
Размещено на Allbest.ru
...Подобные документы
Назначение и область применения скреперов, особенности их классификации. Обзор конструкции скрепера, расчет его параметров. Определение типа тягача, используемого для привода прицепного скрепера. Проведение расчета гидравлической системы скрепера.
курсовая работа [518,5 K], добавлен 17.12.2013Назначение, область применения и виды скреперов. Выбор основных параметров скрепера, тяговый расчет и баланс мощности. Определение нагрузок, действующих на скрепер и усилий в гидроциклах подъема ковша и заслонки. Охрана труда, метрология и стандартизация.
курсовая работа [523,5 K], добавлен 17.12.2013Скрепер - землеройно-транспортная машина цикличного действия для послойного резания грунта, транспортирования к месту укладки и разгрузки. Выбор прототипа, параметры и производительность скрепера. Экономический эффект от внедрения проектируемой машины.
курсовая работа [873,0 K], добавлен 23.11.2011Определение основных параметров скрепера. Расчет скрепера на устойчивость. Расчет механизма подъема-опускания ковша, механизма сдвижного днища, механизма подъема заслонки, задней стенки. Направления совершенствования рабочего процесса скреперов.
курсовая работа [2,3 M], добавлен 20.12.2014Обзор назначения и принципа действия гидропривода опрокидывания ковша скрепера. Выбор рабочей жидкости с учетом климатических условий эксплуатации гидросистемы. Определение проходных сечений и диаметров всех трубопроводов, толщины стенки и размеров труб.
курсовая работа [255,7 K], добавлен 09.06.2016История создания скреперов, их назначение, применение и классификация. Устройство рабочего органа и технологические схемы работы. Определение конструктивных параметров ковша и тяговый расчет. Техническая и эксплуатационная производительность оборудования.
курсовая работа [2,8 M], добавлен 07.11.2014Обзор способов копания грунтов скреперами, его современные отечественные и зарубежные конструкции. Выбор основных геометрических параметров. Расчет сопротивления копанию. Описание узла модернизации, определение эффекта от применения новой техники.
дипломная работа [247,1 K], добавлен 25.07.2011Схема ленточного элеватора, выбор скорости, типа ковша и тягового органа. Расчет тяговых элементов нории. Проектирование привода элеватора. Подбор муфт и расчет останова. Расчет и проектирование натяжного устройства. Эскизы принятых элементов привода.
курсовая работа [924,3 K], добавлен 03.02.2012Исходные данные для проектирования. Определение мощности гидропривода и подачи насоса. Подбор гидравлического оборудования и расчёт гидролиний гидродвигателя и таблиц его действительных характеристик. Построение статической характеристики гидропривода.
курсовая работа [98,6 K], добавлен 06.12.2011Конструкция прицепного скрепера, предназначенного для послойного копания, транспортирования, послойной отсыпки, разравнивания и частичного уплотнения грунтов. Расчет и проектирование основных параметров машины, отдельных узлов и рабочих органов.
курсовая работа [3,0 M], добавлен 11.04.2015Расчет древесно-стружечной плиты покрытия. Определение прочностных характеристик материалов, частных и поправочных коэффициентов. Конструирование и расчет трехшарнирной рамы гнутоклееной. Обеспечение долговечности несущих и ограждающих конструкций.
курсовая работа [328,6 K], добавлен 05.05.2019Тяговый диапазон трактора, его масса и расчет двигателя. Выбор параметров ведущих колес. Расчет передаточных чисел трансмиссий и теоретических скоростей движения. Тяговый расчет автомобиля. Расчет и построение экономической характеристики автомобиля.
курсовая работа [192,4 K], добавлен 12.11.2010Типы лифтов по назначению. Статический расчет тяговых канатов, массы подвижных частей и сопротивления. Анализ динамических расчетов: величина момента инерции штурвала, ручного привода, геометрических параметров. Величина коэффициента тяговой способности.
дипломная работа [368,6 K], добавлен 17.04.2011Подбор сечения металлоконструкции стрелы и расчет его основных характеристик. Определение максимального расстояния между раскосами в металлоконструкции стрелы. Проверка устойчивости башни. Проверка пальцев, соединяющих оголовок стрелы со стрелой.
курсовая работа [3,0 M], добавлен 08.03.2015Периоды развития металлических конструкций. Определение усилий в стержнях рамы, нагрузки на ригель, реакций опоры. Приведение внешней нагрузки на ригель к узловой. Расчет рамы на постоянную, ветровую и снеговую нагрузку. Подбор сечения стержней рамы.
курсовая работа [1,0 M], добавлен 26.02.2013Обзор существующих конструкций. Тяговый расчет экскаватора. Расчет на прочность, гидроцилиндра тяги, гидромолота, устойчивости экскаватора с рыхлительным оборудованием. Определение капитальных затрат, годовой эксплуатационной производительности машины.
дипломная работа [729,2 K], добавлен 09.02.2009Определение основных параметров и расчет автогрейдера. Вычисление прочности основной и тяговой рамы и отвала. Механизмы управления рабочим оборудованием: поворота отвала; изменения угла резания и выноса тяговой рамы в сторону; гидравлической системы.
курсовая работа [1,0 M], добавлен 26.11.2010Анализ данных эксплуатации тяговых передач электропоездов с механической частью. Особенности конструкции и ремонта резинокордовой муфты. Расчёт динамики и прочности деталей муфты методом конечных элементов. Технология сборки и разборки тяговой муфты.
дипломная работа [1,0 M], добавлен 18.05.2012Изучение методов расчета ленточного ковша элеватора, который представляет собой вертикальный ленточный (или цепной) конвейер с ковшами, за счёт непрерывного перемещения которых осуществляется подъём материала. Проектирование открытой зубчатой передачи.
курсовая работа [149,1 K], добавлен 06.12.2010Определение эксплуатационного веса и массы заданного трактора, силы сопротивления качению. Принципы подбора пневмошин и его обоснование, расчет технических данных. Зависимость буксования от тяговой силы. Параметры выбранного серийного тракторного дизеля.
контрольная работа [463,2 K], добавлен 12.12.2014
