Землеройно-планировочные машины

Размещено на http://www.allbest.ru/

Введение

машина тяговый погрузчик двигатель

Направления развития техники зависят как от области её применения, так и от общих тенденций научно-технического прогресса в машиностроении. К наиболее характерным направлениям развития строительного и дорожного машиностроения относятся:

повышение в экономически оправданных пределах единичной мощности машин и оборудования;

гидрофикация машин путём замены механических приводов гидромеханическими и гидрообъёмными приводами;

снижение материало- и энергоёмкости машин, повышение их ресурса и надёжности на основе совершенствования методов расчёта, конструирования и применения новых материалов с лучшими физико-механическими свойствами и характеристиками;

конструирование машин и оборудования из унифицированных блоков-модулей, что позволяет ускорить процесс создания машины и сократить время её простоев в ремонтах;

широкая унификация и стандартизация техники с целью увеличения темпов её производства, а также улучшения качества изготовления узлов и деталей машин;

создания мобильных машин на короткобазных шасси, позволяющих улучшить их маневренность, что имеет большое значение при выполнении строительно-монтажных работ в стеснённых условиях.

1. Результата патентного поиска

ПЛАНИРОВЩИК

Изобретение относится к землеройно-планировочным машинам, к частности планировщикам.

Целью изобретения является повышения качества планировки.

Планировщик включает тягач, соединённую с ним верхней и нижней тягами навесную раму и основную раму с ковшом и задней колёсной тележкой. Верхняя тяга выполнена постоянной длины с лекальным пазом, в котором размещён ролик, закреплённый основной раме и таким образом соединяющий основную раму с навесной.

Кривизна лекального паза и его расположение на тяге выполнены из тех соображений, что при перемещении центра тяжести тягача по вертикали основная рама должна перемещаться по горизонтали, сохраняя своё положение по вертикали. Нижние тяги соединены единым шарниром с навесной и основной рамами. Задняя колёсная тележка шарниром посредством жёстко закреплённого на ней кронштейна соединена с основной рамой. Тележка также соединена с основной рамой гидроцилиндром подъёма - опускания. С верхней тягой навесная рама связана шарниром.

Планировщик работает следующим образом.

При движении тягача гидроцилиндром необходимую величину заглубления ковша. При этом, при движении тягача по поверхности грунта в зависимости от его рельефа тяги и перемещается по радиусу относительно центра тяжести тягача, а нижний шарнир находится на заданном гидроцилиндром уровне по вертикали.

2. Общее устройство машины

Машина включает трактор МТЗ - 80 с рабочим оборудованием погрузчика и основную раму с рабочим оборудованием. Рама включает в себя: электро мотор, редуктор, лебёдку, противовес, мусоросборник и лыжи на которых перевозится рабочий орган.

3. Расчёт основных параметров

Тяговый расчет планировщика

В процессе работы погрузчик постоянно находится в движении: при напорном движении на штабель материала в процессе черпания, при движении к месту разгрузки ковша, при возвращении погрузчика к месту материала, при транспортировке планировщика.

В общем случае суммарное сопротивление движению машины, которое должно быть преодолено приводом и движителем, представляет собой сумму сопротивлений:

где Wр - рабочее сопротивление, обусловленное взаимодействием рабочего органа с обрабатываемой средой;

W_пер - сопротивление передвижению (перекатыванию) движителей;

W_noe - сопротивление повороту машины;

W_v,W_u,W_e- сопротивление уклону местности, инерции при разгоне воздушной среды.

Рабочее сопротивление W_р зависит от параметров рабочего органа, физико-механических свойств разрабатываемого материала, способа черпания и может быть определено:

W_p=b*h*k_p=160*5*15=12 кН

где b-ширина ковша, см;

h-толщина стружки, см;

k_p-удельное сопротивление резанию, Н/см.

Сопротивление передвижению (перекатыванию) движителей:

где f- коэффициент сопротивления передвижению движителей, среднее значение которого приведено в табл.;

G_П - сила тяжести машины, kН.

Процесс черпания материала ковшом погрузчика чаще всего происходит на горизонтальной площадке, при прямолинейном движении машины на малых скоростях, поэтому сопротивления (W_пов, W_y, Wu, W_B), имеющие небольшую величину по сравнению с основными cоставляющими, не учитываются.

Тогда суммарное сопротивление передвижению погрузчика в процессе черпания материала ковшом погрузчика определяется:

Преодоление сопротивлений , возникающих в процессе движения машины, осуществляется за счет окружного (тягового) усилия Тк движителей машины (приводных колес, гусениц), передаваемого от двигателя привода. Максимальное значение силы тяги лимитируется либо максимальным крутящим моментом, подводимым, от двигателя к движителям машины, либо сцеплением движителей с поверхностью движения. А потому условие движения машины запишется в виде

Т_сц>Т_к>

34.8>29,38>26.6

где Т_к - тяговое (напорное) усилие машины, kН;

Т_сц -тяговое усилие по сцеплению, Н;

где - коэффициент сцепления движителей.

G_сц - сцепной вес погрузчика,

В зависимости от типа базовой машины коэффициент сцепления принимают:

для гусеничных промышленных тягачей 0,9

для колесных промышленных тягачей 0,6...0,8,

Таблица 1. Коэффициенты сопротивления перемещению и передвижению

Вид опорной поверхности	Пневмоколесный
	Шины высокого давления	Шины низкого давления
	f		f
Асфальт сухой	0,015...0,02	0,7...0,8	0,0	0,7...0,8
Грунтовая дорога: сухая укатанная	0,02... 0,06	0,6...О,7	0,025... 0,035	0,4...0,6
Грязная, влажная	0,013...0,25	0,1...0,3	0,15.. .0,20	0,15.. .0,25
Грунт: рыхлый свежеотсыпанный	0,20... 0,30	0,3...0,4	0,1...0,2	0,4...0,6
слежавшийся, уплотненный	0,10...0,20	0,4-0,6	0,10.. .0,15	0,5...0,7
Песок: влажный	0,10... 0,40	0,3-0,6	0,06.. .0,15	0,4…0,5

Выбор каната

Максимальное статическое усилие S_max в канате определяется по формуле (2.1) / 1 /

S_max=G/(zU_пп);

где G = Р_заг;

z - число ветвей каната, z = 1;

U_п - передаточное число редуктора, U_п = 5

_п - к.п.д. механизма, _п = 0,99;

S_max = 3000/(5*1*0,99) = 606Н.

Канат выбирают исходя из следующих условий.

Первое условие по формуле (2.2) / 1/:

S_maxk_зап?S_р;

где S_р - разрывное усилие каната, для каната ЛК-Р 1578 диаметр 9,9 мм ГОСТ-2688 S_р=48,85 кН;

k_зап - коэффициент запаса, k_зап=5 / 1 /;

6065?48,85 кН.

Определим требуемый диаметр барабана по средней линии навитого каната

где h-коэффициент запаса зависящий от типа машины, привода механизма и типа работы механизма. H = 10.

Исходя из рассчитанного диаметра барабана выберем, стандартное значение

Шаг нарезки на барабане определим следующим образом:

Определим полную длину барабана из выражения.

где l- длина участка барабана для закрепления по ПТМ 24.090.29-77.

- рабочая длинна барабана

\

- длина не нарезанной части по обе стороны барабана

Приняв в качестве материала барабана чугун марки СЧ15 ()

Выбор электродвигателя

Мощность, потребляемую лебёдкой, по ф. стр.5 [1]:

P_p=MV=150 0,475 = 71 Вт,

где V - окружная скорость

V = R • W = 0.05 • 0,95 = 0.475м/с

Мощность, потребляемая электродвигателем

P_эп=Р_р/=0,71/0,84=0,84 кВт

по табл.11.2 [2] определяем тип двигатель по ГОСТ 2479-65:

Электродвигатель АОЛ 2-12-4, Р_ном=0,84 кВт, n_ном=1260 мин-1

Выбор редуктора

Выбираем конический однаступеньчатый редуктор с передаточным числом n = 3

Расчет технической производительности

Одним из основных параметров является производительность. Расчет технической производительности выполним по следующей методике:

Максимальное глубина опускания рабочего органа 20м.

Определим скорость поднятия и опускания рабочего органа:

V = Vокр / Uп

Vокр - окружная скорость электродвигателя

Uп - передаточное число редуктора

V = 0,475 / 5

V = 0,95 м/с

Зная скорость поднятия и опускания рабочего органа определим время t поднятия и опускания рабочего органа:

Tо,п = lо,п / V

Tо,п = 20/0,95

Tо,п = 42сек

Определим время работы цикла:

t_ц= t_о t_{п =} 42+42 +120 = 204 сек

где t_о- время опускания; t_б = 42

t_п- время подъема; t_п = 42

tпер - время перемещения машины; tпер = 120сек

Техническая производительность определяется по формуле:

П_т=60/ t_ц = 60/3,5 = 17 под. tпер оп/час.

Техническая характеристика

Глубина опускания, м 20

Базовая машина МТЗ-80

Тип рабочего инструмента грабли

Время опускания, подъёма, сек 45

Транспортная скорость, км/ч 35

Габаритные размеры, м:

длина 3,5

ширина 2,0

высота 2,9

Масса, кг 5300.

4. Расчёт на прочность

Расчёт на прочность вала

Масса рабочего органа m = 300кг

Длинна вала l = 1,5м

Минимальный диаметр вала dmin - 72мм

Определяем реакции опор Ra, Rb: составляем уравнение моментов относительно точки b:

Ra · l - Q · l / 2 = 0

Ra · 1,5 = 3000 · 1,5 / 2

Ra = 1500H = 1,5kH

Rb · l - Q · l / 2 = 0

Rb · 1,5 = 3000 · 1,5 / 2

Rb = 1500H = 1,5kH

Строим эпюру изгибающих моментов.

Ra · l = M

L = 00.75

M = 1,5 · 0,75

М = 1,125кH·m

Rb · l = M

L = 00.75

M = 1,5 · 0,75

М = 1,125кH·m

Mизг =

Мизг =

Мизг =

Мизг = 1,75кH·m

Рассчитаем напряжение, создаваемое на валу:

б = M / W ? [ б ]

б = 1750 / 0,001

б = 1 5 МПа

W =

W = 0,001

б< [б] = 250 МПа

Расчёт на прочность зуба

Высота зуба h = 32 мм

Ширина зуба b = 20 мм

Wx = /12

Wx = /12

Wx = 0.55см

Определим силу действующую на зуб Р

P =N cos (90 - б) + Nf cosб

N - вес зуба

б - угол установки зуба к горизонту

P = 500 * cos58 + 500 * 0.1 *cos32

P = 500 * 0.11 + 500 * 0.1 * 0.8

P = 95 H

Рассчитаем изгибающий момент:

M = P * H

H - высота зуба

M = 95 * 0.212

M = 20 H/м

Рассчитаем напряжение, создаваемое на зубе:

б = M /W ? [б]

б = 20 / 0,55

б = 36 МПа

б< [б] = 250 МПа

5. Экономический раздел

Годовой фонд времени

Под эксплуатационным годовым фондом рабочего времени понимают число часов эксплуатации машины за год.

Количество часов работы техники в год зависит : от коэффициента сменности; от времени простоев машины, связанного с техническим обслуживанием и ремонтами, метеорологическими условиями; от продолжительности работы на одном объекте, числа и длительности перебазировок с объекта на объект.

Годовой фонд рабочего времени в часах расчетным путем осуществляется следующим образом:



где = 247 дней - годовой фонд рабочего времени строительных машин;

- продолжительность технического обслуживания (ТО) и ремонтов (ТР) в течение года, дни;

- коэффициент сменности Кс=1 ;

- продолжительность смены, маш-ч/день Тсм=8 ч.;

= 1 - коэффициент, учитывающий метеорологические условия;

- коэффициент, учитывающий общие организационные вопросы использования техники. = 0,95-0,98.

Продолжительность технических обслуживаний и ремонтов в течение года:

где - продолжительность одного технического обслуживания ТО-1, дни;

- продолжительность одного технического обслуживания ТО-2, дни;

- продолжительность текущего ремонта, дни;

- периодичность выполнения ТО-1, часы;

- периодичность выполнения ТО-2, часы;

- периодичность выполнения текущего ремонта, часы;

- продолжительность сезонного обслуживания, дни;

- количество сезонных обслуживаний

Расчет амортизационных отчислений

Амортизационные отчисления, приходящиеся на один час эксплуатации , определяются по формуле:

,

где = 58000000 руб - балансовая стоимость машины принимается по информационному бюллетеню цен на 2001;

= 9,1% - норма амортизационных отчислений;

-количество часов работы техники в году, маш-час.

Затраты на оплату труда рабочих, управляющих машиной

Заработная плата рабочих , управляющих машинами, исчисляется в ценах 2001 г. - на основе часовых тарифных ставок для рабочих занятых в строительстве и на ремонтно-строительных работах, установленных постановлением №115 с учетом коэффициента 1,98, а при управлении мощными и особо сложными строительными машинами - в соответствии с перечнем - повышенные тарифные ставки. Рекомендуемые разряды при работе операторов на различных механизмах; в зависимости от типа и основного параметра машины разряд рабочего, занятого управлением, можно принять следующим:

Затраты на оплату труда операторов для первой смены определяется по следующей формуле:

,

где - коэффициент к тарифной ставке Ктс=1,98;

- коэффициент премиальных доплат,50 %;

=1 - коэффициент, учитывающий специфические местные условия;

- тарифная ставка рабочего машиниста, занятого управлением машиной, руб./час,

=,

где Кт = 2,89 - тарифный коэффициент;

Зт - часовая тарифная ставка, Зт=11500 руб.;

Ф - фонд рабочего времени, Ф=168,1 часов.

Расчет затрат на энергоносители и сопутствующие материалы

Затраты на энергоносители и сопутствующие материалы определяются на основе утвержденных норм расхода с учетом коэффициентов внутрисменного использования машин и изменения норм расхода в зимний период.

Нормой расхода топливно-смазочных материалов (ТСМ) называют плановый показатель их расхода на единицу объема выполненных работ. Нормы расхода ТСМ разделяют на индивидуальные и групповые. Индивидуальная норма устанавливается применительно к конкретным условиям работы отдельной машины. Групповая учитывает разнообразные условия группы машин. Она является средней величиной индивидуальных норм.

В строительной отрасли каждое министерство (ведомство) утверждает свои нормы расхода ТСМ. При работе машин в зимнее время (средняя температура воздуха ниже 0С) в южных районах нормы повышают до 5%, в районах с умеренным климатом - до 10%, в северных районах - до 15%, а в районах Крайнего Севера и приравненных к ним - до 20%.

Нормы расхода масел, смазок для машин и бензина для пусковых двигателей установлены в процентах от расхода дизельного топлива в следующих размерах: моторного масла - 5%,трансмиссионного масла - 1%, пластичной смазки - 1.5%, бензина - 3% летом и 4,5% зимой.

Затраты на энергоносители для машин с дизельным двигателем определяются по следующей формуле:

,

где = 50 л - норма расхода дизельного топлива в летнее время;

=1000руб-ценадизельного топлива на день разработки ПРС;

= 1000руб - цена бензина на день разработки ПРС;

= 0,033 - коэффициент, учитывающий расход бензина при запуске двигателя, работающего на дизельном топливе;

= 1,035 - коэффициент, учитывающий повышение расхода топлива в зимнее время;

= 1,1 - коэффициент, учитывающий транспортно-заготовительные расходы;

= 0,75 - коэффициент использования двигателя по времени.

Затраты на смазочные материалы и жидкости для гидросистем принимаются в зависимости от стоимости затрат на топливо.

,

где - затраты на смазочные и обтирочные материалы и жидкости для гидросистем, руб.;

- затраты на энергоресурсы для машин с дизельным двигателем

= 0,22 - коэффициент перехода от стоимости топлива к стоимости на смазочные и обтирочные материалы .

Затраты на техническое обслуживание техники

Расчет затрат на техническое обслуживание производится аналитическим методом с использованием установленных нормативными документами пропорций между статьями и структурой затрат планово-расчетной стоимости. Показатели периодичности, трудоемкости и продолжительности технических обслуживаний и ремонтов принимаются в соответствии с "Рекомендациями по организации технического обслуживания и ремонта строительных машин".

Затраты на техническое обслуживание определяются по формуле:

,

где - затраты на техническое обслуживание, руб.;

- заработная плата рабочих занятых техническим ремонтом и обслуживанием, руб.;

- затраты на запасные части, ремонтные материалы и энергоносители, руб.;

Затраты на заработную плату определяются трудоемкостью работ и средним тарифным разрядом ремонтных рабочих, который обычно принимается на один разряд ниже разряда механизаторов, работающих на данной машине.

,

где - трудоемкость технического обслуживания, час;

- тарифная ставка ремонтных рабочих, руб;

=,

где Кт = 1,89 - тарифный коэффициент для рабочего шестого разряда;

Зт - часовая тарифная ставка Зт=11500 руб.;

Ф-фонд рабочего времени Ф=168,1 часов;

- премиальные доплаты ремонтных рабочих,Кпрт=50 %;

- коэффициент учитывающий местные условия Кмт=1,98.

Трудоемкость работ на ремонт и обслуживание:

ч

где , , , - количество соответственно ТО-1, ТО-2, Т, К в межремонтном цикле;

- количество сезонных обслуживаний (СО) в течении года, ед.;

, , , и - продолжительность ТО-1, ТО-2, Т, К и СО, час;

- годовой фонд времени эксплуатации машины, маш-ч;

- межремонтный цикл, час

Затраты на заработную плату ремонтных рабочих:

З_ЗАР = 225 руб./час

Затраты на запасные части, ремонтные материалы и энергоносители

,

где = 3 - коэффициент перехода к стоимости запасных частей, ремонтных материалов и энергоносителей;

= 1 - индекс перехода к текущим ценам.

Накладные расходы и плановые накопления

Размер накладных расходов и плановых накоплений принимается в соответствии с действующими положениями или устанавливаются вышестоящей организацией, причем расчет можно производить двумя: способами: исходя из ПРС или заработной платы, входящей в ПРС.

Вариант 1. Расчет накладных расходов и плановых накоплений от величины ПРС (накладные - 16.3%, плановые - 8%).

Вариант 2. Расчет накладных расходов и плановых накоплении от заработной платы (накладные - 136.4%, плановые -260.3%)

Расчет будем производить по второму варианту:

Нр=З1,364=587,1981,364=801руб/час

Пн= З2,603=587,1982,603=1527руб/час

Налоги, отчисления и определение ПРС

В планово-расчетную стоимость 1 машино-часа эксплуатации строительных машин включаются все виды налогов, действующих в РБ, согласно нормативным документам:

Налоги начисляемые на заработную плату:

- Соц. страх. - 35%;

- чрезвычайный налог - 5%;

Нзп=З (0,35+0,05)=587,1980,4=235 руб/м-час

Налоги на топливо (руб /час):

Экологический налог -1%;

Налоги начисляемые на плановые накопления:

- НДС -20%;

- местный налог -2,4%;

единый налог -2,5%;

Найдем НДС по формуле:

НДС=ПН0,2=305 руб/м-час ,

где ПН - плановые накопления.

Найдем местный налог по формуле:

МН=(ПН+НДС)0,024=(1527+305)0,024=44 руб/м-час

Найдем единый налог по формуле:

ЕН=(ПН+НДС+МН)0,025=(1527+305+44)0,025=478 руб./м-час

В случае изменения ставок налогов они корректируются в соответствии с действующими нормативными актами.

Список использованных источников

1. Федоров Д.И. Рабочие органы землеройных машин. - 2-е издание, переработанное и дополненное - М.: Машиностроение, 1989. - 386 с., ил.

2. Атлас конструкций «Строительные машины» М.: Высшая школа 1969. 294 с.

3. Алексеева Т.В. Артемьев К.А. Дорожные машины. Часть 1. Машины для земляных работ. - 2-е издание, переработанное и дополненное - М.: Машиностроение, 1972. - 504 с.

4. Иванов М.Н. Детали машин. - 4-е издание, переработанное и дополненное - М.: Высш. шк., 1984. - 336 с.: ил.

5. Домбровский Н.Г., Гальперин М.И. - Землеройные транспортные машины. Москва 1965 - 273 с.

Размещено на Allbest.ru

...