Размещено на http://www.allbest.ru

33

СОДЕРЖАНИЕ

Исходные данные

Введение

1. Научно-исследовательский раздел

1.1 Обзор и анализ существующих конструкций скреперов

1.2 Цель и задачи курсового проекта

2. Конструкторский раздел

2.1 Назначение, устройство и принцип действия скрепера

2.2 Выбор и расчет основных параметров проектируемой машины

2.3 Тяговый расчет

2.4 Расчет на прочность элементов конструкции

2.4.1 Определение усилий действующих на заслонку ковша скрепера

2.4.2 Сила необходимая для выталкивания грунта

2.4.3 Расчет прочности пальцев крепления ножа

2.5 Техническая производительность

3. Технологический раздел

3.1 Организация и производство работ

3.2 Основные правила эксплуатации, технического обслуживания и ремонта

3.3 Техника безопасности при работе на землеройно-транспортной машине

Выводы

Список литературы



ИСХОДНЫЕ ДАННЫЕ

Характеристики тягача.

Модель Т-130

Мощность двигателя, кВт (л.с.) 94 (130)

Тяговый класс, кН 90

Диапазон скоростей, км/ч

Вперед 0,8…10,65

Назад 0,8…8,63

Габаритные размеры, мм

Длинна 5193

Ширина 2475

Высота 3085

Масса, кг. 12720

Характеристики грунта

Коэффициент удельного сопротивления резанию К₀ = 120 кН/м²

Объемная масса грунта г = 1900 кг/м³



ВВЕДЕНИЕ

Подъем строительства на качественно новый уровень возможен за счет существенного сокращения ручного труда, совершенствования структуры и организации строительного производства. Одним из ведущих факторов в решении задач сокращения сроков строительства, повышения производительности труда и общей эффективности строительного производства является комплексная механизация строительно-монтажных работ. Широкому внедрению комплексной механизации и автоматизации в строительное производство способствует насыщение строительства необходимым количеством высокопроизводительных машин, освоение производства ряда новых типов машин, расширение технологических возможностей средств механизации и совершенствование организации их эффективного использования.

Скреперы (от англ. Scrape - скрести)- это землеройно-транспортная машина с ковшовым рабочим органом, которая производит копание, перемещение, отсыпку и разравнивание грунтаI-IV категории (при дальности транспортирования 100-5000 метров).

Они наиболее продуктивны при разработке однородных песчанно-глинистых грунтов. Их не рекомендуется применять на вязких и липких грунтах. Для ускорения наполнения ковша часто применяют толкачи (бульдозеры со специальным отвалом). Считают, что скрепер наиболее эффективен при разработки связных грунтов и перемещении их на расстояние до 2200 м. по трассам с подъемами до б?6⁰ для груженых и до б?12⁰ для порожних машин.Для повышения эффективности работы скреперов с грунтами III-IVкатегории их предварительно разрыхляют.

Скреперы используют для устройства насыпей из боковых резервов, выемок с перемещением грунта в насыпь, возведения плотин, отрывки котлованов, а так же для уплотнения грунта уложенного в насыпи.

Гусеничный трактор общего назначения Т-130 выпускался Челябинским тракторным заводом с 1969-1988 гг. Выпуск тракторов прекратился из-за существенного устаревания конструкции, что повлекло нарекания по качеству условий труда машиниста и эксплуатационной производительности машины, а так же по сроку службы узлов и агрегатов. Но, несмотря на вышеуказанные недостатки, данный трактор используется и в настоящее время, так как в связи с простотой конструкции он легок в обслуживании и относительно недорог. Т-130 используется в дорожном строительстве, в сельском хозяйстве и планировочных работах как базовый тягач для навесного и прицепного оборудования.



1. НАУЧНО-ИССЛЕДОВАТЕЛЬСКИЙ РАЗДЕЛ

1.1 Обзор и анализ существующих конструкций скреперов

В настоящее время существует широкий ряд скреперов классифицируемых по следующим признакам:

- по ёмкости ковша;

- по способу агрегатирования с тягачом;

- по способу загрузки ковша;

- по способу разгрузки ковша;

- по типу трансмиссии;

- по конструкции ходового оборудования;

- по схеме подвески ковша.

По ёмкости ковша разделяют скреперы малой (до 6 м³), средней (6-12 м³), большой (15-25 м³) и особо большой (свыше 25м³) ёмкости. Существует стандартный ряд ёмкости ковшей: 3,0;4,5; 5,0; 7,0; 8,0; 10,0; 15,0 м³.

По способу агрегатирования с тягачомскреперы подразделяются на прицепные, полуприцепные и самоходные.

Прицепные скреперы (рисунок 1) двухосные буксируются в основном гусеничными,реже двухосными пневмоколесными, тягачами.

Рисунок 1 - прицепной двухосный скрепер ДЗ-20 В.

1 - передняя ось и дышло; 2 - тяговая рама с хоботом; 3 - заслонка ковша; 4 - ковш; 5 - упряжные тяги; 6 - задняя стенка ковша; 7 - буфер; 8 - ножи; 9 - гидросистема управления.

Полуприцепные скреперы - одноосные буксируются гусеничными либо пневмоколесными тягачами. Гусеничные тягачи применяются для скреперов с ёмкостью ковшей до 25 м³, колесные для скреперов вместимостью ковшей от 6 до 40 м³.

Самоходные скреперы (рисунок 2) одноосные скреперы базовой машиной для которых служит одноосные пневмоколесные тягачи повышенной мощности, данный вид скреперов имеет преимущества относительно прицепных скреперов:

- производительность самоходных скреперов как правило выше в 2-2.5 раза;

- скорость транспортирования составляет 40-50км/ч (против 8 - 12 км/ч прицепных скреперов);

- большая ёмкость ковша.

Рисунок 2 - самоходный скрепер МоАЗ 545-П.

1 - автотягач; 2 - седельно-сцепное устройство; 3 - основная рама; 4 - гидроцилиндры подъема и опускания ковша; 5 - заслонка ковша; 6 - ковш; 7 - гидроцилиндры подъема заслонки; 8 - задняя стенка ковша; 9 , 14 - пневмоколеса; 10 - буферное устройство; 11 - гидроцилиндры привода задней стенки; 12 - ножи; 13 - гидроцилиндры взаимного поворота автотягача и скрепера.

По способу загрузки ковша разделяют скреперы со свободной и принудительной загрузкой. При свободной загрузке грунт в ковш поступает под давлением срезаемой стружки при действии тягового усилия тягача. Скреперы с принудительной загрузкой (рисунок 3) снабжены специальными устройствами осуществляющими подъем грунта в ковш - элеваторы. Привод элеваторов может быть гидравлическим, от вала отбора мощности тягача или, что редко, от собственного ДВС устанавливаемого на скрепере.

Рисунок 3 - схема скрепера ДЗ-49 с элеваторной загрузкой ковша.

1 - гидросистема; 2 - сцепное устройство; 3 - передняя ось; 4 - тяговая рама; 5 - гидроцилиндр подъема; 6 - отжимное устройство; 7 - элеватор; 8 - ковш; 9 - силовая рама; 10 - гидроцилиндр ковша.

По способу разгрузки ковша выделяют скреперы со свободной, щелевой, принудительной и полупринудительной разгрузкой (рисунок 4).

Свободная разгрузка осуществляется назад или вперед путем опрокидывания ковша скрепера.

При щелевой разгрузке днище ковша поворачиваясь выводиться из-под грунта и в конечном положении находиться под углом к горизонту 72-75⁰. Этот вид разгрузки наименее энергоемкий так как не требуется поднятие массы грунта. скрепер машина землеройный конструкция

Принудительная разгрузка осуществляется путем выталкивания грунта из ковша задней стенкой при помощи гидроцилиндров.

При полупринудительной разгрузке происходит подъем задней части днища после чего грунт под действием собственной силы тяжести вываливается из ковша. Выгрузка осуществляется не полностью при работе с влажными и липкими грунтами, что является основным недостатком.

Наиболее выгодным вариантом является принудительная разгрузка так как при таком способе грунт полностью выталкивается из ковша в то время как при свободной и щелевой разгрузке часть грунта может остаться на дне ковша и его стенках. Свободная и полупринудительная разгрузка применяется для ковшей малой ёмкостью.

Рисунок 4 - схема способов разгрузки ковша.

а - свободная разгрузка вперёд; б - свободная разгрузка назад; в - принудительная разгрузка; г -полупринудительная; д - щелевая.

По типу трансмиссии (относится к самоходным скреперам) различают скреперы с гидромеханической и электромеханической трансмиссией, существует тенденция осваивания строительства самоходных скреперов с мотор-колёсами.

По типу конструкции ходового оборудования скреперы бывают одноосные и двухосные.

По схеме подвески ковша существуют скреперы рамной и безрамной конструкции.

В первом случае ковш с помощью шарниров установлен на жесткой раме опирающейся на ось, во втором случае рамой является сам ковш установленный непосредственно на оси.

1.2 Цель и задачи курсового проекта

Целью данной работы является проектирование землеройно-транспортной машины - прицепного скрепера на базе тягача Т-130 с учетом характеристик грунта описанных в исходных данных.

В ходе проектирования необходимо выполнить тяговый расчет, расчет параметров рабочего оборудования (ковша), прочностной расчет в котором рассмотреть два расчетных положения - подъём заслонки предшествующий разгрузке наполненного ковша и выдвижение задней стенки в начальный момент принудительной разгрузки ковша, вычислить техническую производительность и выполнить расчет на прочность пальцев крепления ножа. Так же следует описать организацию и технологию производства работы скреперов и вывести основные правила эксплуатации, технического обслуживания и ремонта, составить технику безопасности при работе проектируемой машины.

Итогом данного проекта послужат выводы о пригодности спроектированного скрепера к работе на заданных условиях грунта, сборочный чертёж скрепера с тягачом, сборочный чертёж узла рабочего оборудования, деталировка выбранного узла рабочего оборудования, принципиальная гидравлическая схема управления рабочим оборудованием.



2. КОНСТРУКТОРСКИЙ РАЗДЕЛ

2.1 Назначение, устройство и принцип действия скрепера

Базовый трактор Т-130 (рисунок 5)снабжен механической, многоступенчатой трансмиссией. Которая состоит из сухой, постоянно замкнутой муфты сцепления с двумя ведущими и двумя ведомыми дисками, четырехвальной коробки передач, конической передачи, многодисковых сухих бортовых фрикционов и двухступенчатых бортовых редукторов.

Тормоза ленточные, двустороннего действия, плавающие, с фрикционными накладками, воздействующими на наружные барабаны бортовых фрикционов. В систему управления бортовыми фрикционами включены гидравлические сервомеханизмы.

Рама трактора выполнена в виде двух лонжеронов, приваренных к корпусу бортовых фрикционов. Тележки гусениц сварные, опорных катков - пять, поддерживающих роликов - два. Натяжное колесо имеет гидравлический механизм натяжения. Гусеница составлена из штампованных звеньев, соединенных пальцами и втулками. Башмаки специального профиля прикреплены к звеньям.

Трактор оборудован раздельно-агрегатной гидросистемой, передней и задней навесками, маятниковым или жестким прицепным устройством. Возможна установка ВОМ (вала отбора мощности).



Рисунок 5 - трактор Т-130.

Прицепной двухосный скрепер (рисунок 1) состоит из:

1- передняя ось и дышло;

2- тяговая рама с хоботом;

3- заслонка ковша;

4- ковш;

5 - упряжные тяги;

6 - задняя стенка ковша;

7 - буфер;

8 - ножи;

9 - гидросистема управления.

Передняя ось скрепера посредством дышла присоединяется к буксирной скобе трактора. Тяговое усилие через дышло и переднюю ось от трактора передается к тяговой раме скрепера. Передняя ось в средней части снабжена шаровым шарниром, предназначенным для соединения ее с хоботом тяговой рамы. Дышло оси имеет прицепную серьгу 4 (Рисунок 6) . Длинна дышла регулируется наличием на прицепной серьге винтовой нарезки и гайки.

Рисунок 6 - передняя ось с дышлом скрепера ДЗ-20В.

Сверху над стыком балки 1 оси и дышла з приварена специальная опора 9, несущая конический хвостовик шарового шкворня 5, закрепленного в опоре посредством болта. Шаровая головка шкворня охвачена сферическим вкладышем 7 и крышкой 8, прикреплена общими болтами к шаровой опоре хобота тяговой рамы. Снизу к переднему концу дышла 3 приварена опора 12, в которой хвостовик продольного тягового шкворня 11. К шкворню посредством упряжного пальца 10 присоединена прицепная серьга 4, которая имеющимся на ней отверстием надевается на шкворень буксирной скобы трактора. Для усиления балки 1 предусмотрены откосы 2.

Шаровое соединение тяговой рамы с передней осью, а так же взаимно перпендикулярное расположение прицепного устройства благодаря особенностям их конструкции обеспечивают свободу поворотов передней оси с дышлом в трех плоскостях относительно базисного трактора и тяговой рамы скрепера, что в свою очередь обеспечивает скреперу возможность свободного рулевого маневрирования и прохождениям по неровностям пути.

Подача смазки к сферической поверхности соединения тяговой рамы с передней осью обеспечивается по трубке 6, на конце которой имеется пресс-масленка. Смазка к шкворню 11 подается через пресс-масленку закрепленную на опоре 12. Упряжной палец 10 серьги смазывается периодически вручную.

Рисунок 7 - тяговая рама с хоботом.

Тяговая рама с хоботом (рисунок 7) соединяет ковш скрепера с передней осью и передает усилие от трактора передней оси к ковшу.

На переднем конце хобота 2 приварена шаровая опора 1, с помощью которой тяговая рама соединяется со шкворнем передней оси . на поперечной трубчатой балке 3 размещены кронштейны 4, предназначенные для шарнирной подвески гидроцилиндров подъёма ковша. На концах боковых тяг 5 приварены цапфы с крышками для соединения с упряжными шарнирами 6, имеющими на боковых (правой и левой) стенках ковша. Все части тяговой рамы представляют собой сварную конструкцию коробчатого сечения.

Рисунок 8 - ковш скрепера.

Ковш скрепера (рисунок 8) представляет собой пространственную конструкцию, служит в качестве ёмкости для грунта, несущей так же на себе ножи (боковые 2, средние 11 и крайние 12), заслонку и разгружающую стенку. Ковш как основной узел скрепера воспринимает на себя значительные весовые и тяговые нагрузки (вертикальные и горизонтальные, действующие на ковш скрепера в процессе эксплуатации). Спереди ковш закрывается заслонкой, а сзади ограничен выдвижной разгружающей стенкой. Ковш состоит из двух боковых стенок 5 и 13 и днища 10. Стенки и днище ковша в целях придания им жесткости снаружи усилены накладками. В передней части боковые стенки соединены передней связью 14, на которой укреплены кронштейны 15 для гидроцилиндров подъема ковша. С задней стороны эти стенки соединены металлическими связями 6, состоящими из нижних и верхних поперечных связей и пространственной фермы. К нижней части этой фермы прикреплена балка 9, в которую торцом жестко вмонтированы две полуоси задних колес скрепера, а сзади приварен буфер 8 с кронштейном 7, предназначенным для подвески гидроцилиндра привода разгружающей стенки. С наружной стороны боковых стенок укреплены упряжные шарниры 1, предназначенные для соединения ковша с тяговой рамой скрепера. На ковше имеются так же проушины 3 и 4: первые для навески передней заслонки, вторые - для гидроцилиндров заслонки.

Рисунок 9 - заслонка ковша скрепера.

Заслонка ковша скрепера (рисунок 9) представляет собой раму с изогнутым металлическим листом, предназначена она для регулирования ширины щели ковша при резании грунта и поступления его в ковш. Заслонка состоит из соединительной обечайки (обоймы) 1, изогнутого лобового листа 6, двух щек 5 и рычага 4. На концах рычагов имеются проушины 3, посредством которых рычаг заслонки с помощью пальцев соединяется с проушинами, размещенными на боковых стенках ковша. В верхней части рычага приварены стойки 2, к которым так же посредством пальцев шарнирно присоединены головки 7 штоков гидроцилиндров управления заслонкой. Сами гидроцилиндры шарнирно подвешены к проушинам 3 (рисунок 8), имеющимися на боковых стенках ковша. Лобовой щит заслонки со щеками размещен внутри ковша между боковыми его стенками, а рычаги заслонки и гидроцилиндры ее управления вследствие верхнего расположения обоймы размещаются вне ковша, вне его боковых стенок. Такое расположение рычагов и гидроцилиндров не мешает наполнению ковша грунтом.

Разгружающая стенка ковша (рисунок 10) выполнена в виде слегка изогнутого щита 1 с жестко присоединенным к тыльной его стороне толкателем (хвостовиком) 4. Жесткость присоединения толкателя к щиту обеспечивается наклонными и горизонтальными подкосами 2 и 6. На толкателе в месте стыка подкосов приварены две рядом расположенные проушины, предназначенные для присоединения головки штока разгружающего гидроцилиндра. Сам гидроцилиндр присоединен к кронштейну буфера 8 (рисунок 8).



Рисунок 10 - Задняя стенка ковша.

На боковых и нижних кромках щита 1 (рисунок 10) , а так же на хвостовой части толкателя 4 в специальных кронштейнах размещены ролики 3 и 5, обеспечивающие более легкое перемещение разгружающей стенки. Ролики 5 на хвостовой части толкателя перемещаются по направляющим буферной металлоконструкции, а ролики 3, размещенные на боковых и нижних кромках щита, - по плоским направляющим, приваренным на боковых стенках ковша и днище. Такое размещение роликов исключает возможность перекоса разгружающей стенки и защемления ее в ковше.

Рабочий процесс скрепера состоит из операций копания грунта и заполнения им ковша, транспортирования груза в ковше к месту укладки, разгрузки ковша и возвращения машины на исходную позицию следующего рабочего цикла (рисунок 11).Сначала ковш опускают на грунт и с помощью гидроцилиндров, тяги трактора и веса самого ковша его заглубляют в землю, толщину срезаемой стружки грунта регулируют положением заслонки и глубиной заглубления ковша, после набора грунта ковш поднимается в исходное положение, заслонка закрывается и грунт транспортируют в ковше до места разгрузки, разгрузка происходит следующим образом - заслонка открывается и задняя стенка выталкивает грунт, скрепер в это время находится в движении и происходит высыпание слоя грунта ровным слоем.

Рисунок 11 - рабочие циклы скрепера.

а - загрузка ковша; б - транспортировка грунта; в - разгрузка грунта.

2.2 Выбор и расчет основных параметров проектируемой машины

Масса прицепного скрепера с дышлом в сборе:

(1)

где: q- геометрическая ёмкость ковша.

Геометрическую ёмкость ковша находим из формулы определения силы тяги тягача Т:

(2)

(3)

где g = 9,8 Н/м.

м³

принимаем q=8м³;

Рассчитываем габаритные размеры скрепера (без тягача)мм.:

длинна:

(4)

ширина:

(5)

высота:

(6)

база:

(7)

радиус поворота:

(8)

колея передних колес:

(9)

колея задних колес:

(10)

Габаритные размеры ковша:

длинна:

(11)

ширина:

(12)

высота боковой стенки ковша:

(13)

ширина резания:

(14)

высота подъема передней заслонки:

(15)

дорожный просвет под ковшом:

(16)

толщина отсыпаемого грунта:

(17)

ёмкость ковша с «шапкой»:

(18)

определяем насыпную высоту ковша:

(19)

(20)

принимаем m=2 для ковша ёмкостью 8 м³[ 1, стр.279]

Значение z определяем из значения А из таблицы 37 [1, стр. 280]

(20)

z=0.345

2.3 Тяговый расчет

Главным условием работы прицепных скреперов является максимальная номинальная сила тяги на крюке тягача:

(21)

Находим горизонтальную составляющую всех сил сопротивлений при работе скрепера, кН.

; (22)

где: - сопротивление перемещению груженого скрепера, кН.

- сопротивление резанию грунта, кН.

- сопротивление наполнению ковша грунтом, кН.

- сопротивление перемещению призмы волочения, кН.

; (23)

где: - сила тяжести скрепера,=11.5т. = 115 кН.

- сила тяжести грунта в ковше скрепера, кН.

- коэффициент сопротивлению передвижению (=0,05-0,30)

- уклон или подъем местности.

кН; (24)

где: - объёмный вес грунта в естественном залегании, кН/м³;

- коэффициент наполнения ковша грунтом, ;

- коэффициент разрыхления грунта в ковше скрепера, ;

кН;

кН;

кН; (25)

где: k - удельное сопротивление резанию, k=50-120 кН/м²

ширина резания.м;

толщина снимаемой стружки земли, м; можно принять [1, стр. 289].

кН;

кН; (26)

где: сопротивление силы тяжести грунта поступающего в ковш, кН;

сопротивление трению грунта в ковше, кН.

кН. (27)

(28)

кН.

кН. (29)

где: коэффициент объёма призмы волочения перед заслонкой и ножами ковша; , наибольшее значение относят к сыпучим грунтам;

коэффициент трения грунта по грунту; .

кН;

кН; (30)

где: N-мощность двигателя тягача, кВт;

V - скорость движения тягача на пониженной передаче, м/с.

кН.

Проверяем работоспособность тягача через сцепной вес:

(31)

.

152640

117,5?97

Из полученных расчетов видим, что сила тяги тягача достаточна для преодоления сопротивлений движению возникающих при работе скрепера и не слишком высока, что способствует движению тягача без пробуксовок.



2.4 Расчет на прочность элементов конструкции.

2.4.1 Определение усилий действующих на заслонку ковша скрепера

Усилие, развиваемое каждым гидроцилиндром при открытии заслонки:

кН; (32)

где: сила трения грунта о грунт, кН;

вес грунта в объеме заслонки, кН;

- вес заслонки, для ковша ёмкостью вес заслонки равен 600 кг.;

плечи соответствующих сил (рисунок 1);

расстояние отдо

H== 1,62 м.

ширина заслонки, м.

Рисунок 12 - схема расчёта усилий для подъёма заслонки.

Находим плечи сил действующих на заслонку:

принимаем равным 1200 мм.

Вес грунта в объёме заслонки будет равен:

(33)

Вес объёма грунта ограниченного поверхностью АС и плоскостью АВ:

(34)

Нормальная сила Nопределяется по формуле:

, кН. (35)

Угол находим из треугольника АВС (рисунок 1)

= 40⁰

2.4.2Сила необходимая для выталкивания грунта

В проектируемой машине будет использоваться принудительная система разгрузки ковша, при которой грунт выталкивается из ковша задней стенкой.

За расчетное положение принимаем начало движения задней стенки при полной загрузке ковша грунтом и открытой заслонке.

Сила необходимая для выталкивания грунта, определяется по формуле:

, кН, (36)

где: - сила трения грунта о днище ковша, кН;

- сила трения грунта о боковые стенки ковша, кН;

- сила сопротивления качению роликов задней стенки по днищу ковша, кН;

- сила инерции поступательного движущейся массы грунта и задней стенки при включении механизма разгрузки ковша скрепера, кН.

Сила трения грунта о боковые стенки ковша:

(37)

кН. (38)

где: - вес задней стенки.

(39)

(40)

Мощность необходимая для разгрузки ковша:

(41)

Где - КПД механизма разгрузки - 0,5-0,75.

2.4.3 Расчет прочности пальцев крепления ножа

Для расчета прочности пальцев определяют напряжение среза по следующей формуле:

(42)

где: P₂- сопротивление грунта резанию, м²; рассчитывается по формуле (25);

F - площадь поперечного сечения пальца, м²;

d_п- диаметр пальца, d_п=0,02 м.

Допускаемое напряжение среза вычисляется по формуле:

(43)

где - предел текучести стали, Мпа;

выбираем конструкционную сталь 40Х ;

;

Условием прочности пальца на срезе является неравенство:

Условие прочности выполняется.

2.5 Техническая производительность

Техническая часовая производительность скрепера вычисляется по формуле:

, (43)

где: V - геометрическая ёмкость ковша, м³;

- коэффициент наполнения ковша; для легких суглинков ;

- коэффициент разрыхления грунта (1,1-1,4);

- время цикла работы скрепера.

Рабочий цикл проектируемой машины состоит из следующих операций: набор грунта, транспортировка, разгрузка, возврат в исходное местоположение для повторного набора грунта. Путь набора грунта для прицепного скрепера следует принять равным 63 метрам, рекомендуемая дальность транспортировки - от до 2 километров, для данного скрепера принимаем дальность транспортировки 500 метров, путь разгрузки для прицепных скреперов объёмом ковша 8 м³

Время цикла работы скрепера рассчитывается по формуле:

(44)

где: - путь набора грунта, м;

- путь транспортирования грунта, м;

- путь разгрузки, м;

- путь движения порожней машины, м;

- скорость движения скрепера при наборе грунта, м/с;

- средняя скорость движения груженого скрепера, м/с;

- скорость движения скрепера при разгрузке, м/с;

- скорость движения порожней машины, м/с;

время на развороты и маневрирование машины.

Применительно к прицепным скреперам скорости перемещения принимаются: при заполнении ковша - (0,650,8)*v;

движение груженого скрепера - (0,550,75)v_max;

движение порожнего скрепера - (0,750,85)v_max;

при разгрузке ковша - 0,75v_max.

где: v-минимальная скорость движения тягача на понижающей передаче, v=0,8 км/ч

v_max - максимальная скорость движения тягача, v_max=10,65 км/ч.

*0,8=0,64 км/ч=0,17 м/с.

=1,61 м/с.

=2,21 м/с.

=2,51 м/с.



3. ТЕХНОЛОГИЧЕСКИЙ РАЗДЕЛ

3.1 Организация и производство работ

Правильная организация скреперных работ -- непременное условие получения высокой производительности скреперного агрегата. Решающим фактором, определяющим производительность скреперного' агрегата, является время, затрачиваемое им на транспортирование грунта к месту выгрузки и на возвращение скрепера к месту набора; время же, затрачиваемое на набор и разгрузку грунта, хотя и зависит от мастерства скрепериста, но колеблется в относительно небольших пределах.

Рациональная организация работы скрепера предусматривает изыскание кратчайших путей движения его и, кроме того, всемерное сокращение всякого рода поворотов.

Наиболее распространёнными схемами движения скреперов, удовлетворяющими перечисленным условиям, являются: эллиптическая, «восьмеркой», зигзагообразная, из выемки в насыпь, сквозные проходы при чередовании выемок и насыпей (рисунок13).

Движение по эллипсу применяется главным образом при сооружении невысоких насыпей из боковых резервов, разработке выемок в кавальер, планировке станционных площадок и выемок. Во всех случаях применения подобной схемы набор и разгрузка грунта производятся на прямом участке пути. Желательно, чтобы путь гружёного скрепера был короче пути порожнего, так как в этом случае можно вести агрегат к месту набора грунта на повышенных скоростях.



Рисунок 13 - схемы движения скреперов.

Эти участки дорабатываются обычно бульдозерами или грейдерами. Несмотря на перечисленные недостатки, движение по «восьмерке» часто является единственно возможным.

При разработке выемки с перемещением грунта в насыпь пользуются схемой, показанной на рисунке 13, г, иногда называемой односторонним эллипсом.

Если выемки чередуются с насыпями на довольно значительном расстоянии, целесообразно применять схему, приведённую на рисунке 13, д. Чередование выемок с насыпями позволяет создать условия, при которых холостые ходы

Движение «восьмеркой» выгодно при возведении высоких насыпей, когда необходимо устраивать специальные въезды и съезды. Следует учитывать, что при движении по этой схеме несколько удлиняется путь скрепера сводятся к минимуму и необходимы лишь на разворотах. Поэтому движение скрепера по схеме рисунке13, д следует применять наиболее часто. В обеспечении высокой производительности скреперного агрегата большую роль играет и выбор типа скрепера для определённого рода работ. При сооружении земляного полотна железных дорог, например, рекомендуется применять скреперы типов Д-183, Д-147, Д-222 и Д-213, имеющие ширину колеи в пределах габарита ковша. Скреперы Д-217 и Д-230 оборудованы колёсами с внешней стороны ковша, поэтому они не могут набирать грунт у самой подошвы откоса выемки или разгружать грунт у края насыпи. В таких случаях оставшиеся нетронутыми участки приходится «дорабатывать» другими землекопными машинами.

Рисунок 14 - . Продольный разрез выемки, разрабатываемой скрепером с перемещением грунта в насыпь.

Скреперисты-новаторы выработали ряд рациональных приёмов управления скреперами при разработке грунта, которые следует широко применять. Как было сказано выше, весьма положительным фактором повышения производительности бульдозера является использование уклонов при движении землекопного агрегата с грунтом. Это полностью справедливо и для скреперов. На рисунке14 показан продольный разрез разрабатываемой выемки и отсыпаемой насыпи, где движение скрепера организовано под уклон порядка 10°. На рисунке показана также последовательность проходок скрепера в выемке и разгрузки грунта в сооружаемой насыпи. Первые проходки, обозначенные цифрой 1, совершаются в месте, примыкающем к насыпи; разгрузка грунта в свою очередь также осуществляется в ближайших точках к месту набора. Вторые и третьи проходки и разгрузка соответственно удаляются друг от друга. Как разработка выемки, так и отсыпка насыпи ведутся послойно. Приведённый пример является типичным при глубине выемки 6 м и высоте насыпи 4 м.



Рисунок 15 - Поперечный разрез выемки

Разработка выемки в поперечном сечении (рис. 52) ведётся от бровок к оси. Оставляемые при этом на откосах выемки уступы срезаются впоследствии другими землекопными машинами, например, бульдозерами и грейдерами.

Рисунок 16 - Последовательность отсыпки насыпей скрепером

Последовательность укладки слоёв грунта, привозимого скрепером из выемки, в насыпь изображена на рис. 53, где также работа начинается от краёв к середине. Такой порядок обеспечивает наилучшие условия устойчивости скреперов и качество производимых ими работ.

При выборе способа производства работ следует руководствоваться прежде всего технико-экономическими показателями.

Ограниченные возможности применения скреперов при разработке плотных грунтов исключают работу их в зимних условиях. Однако передовые механизаторы показы» вают ряд примеров эффективного использования скреперов зимой в комбинации с экскаватором. При этом скреперы работают как транспортные средства



3.2 Основные правила эксплуатации, технического обслуживания и ремонта

Прежде всего, для скреперов с гидравлическим приводом исключительно важно обеспечить соответствие по количеству и качеству заливаемого в систему масла требуемым условиям. Бак должен быть заполнен на 3/4 высоты, а масло должно быть веретённым или машинным (ГОСТ 1707--51), причём заливка его должна производиться через лейку, снабжённую сеткой. Применение каких-либо других сортов масел должно быть исключено во избежание порчи деталей гидравлической системы. Масляный бак нужно периодически, перед заливкой свежего масла, очищать от грязи и осадков и промывать керосином, предварительно сняв крышку и фильтр с заливочного отверстия.

Масло в гидравлической системе сменяется не реже одного раза в месяц и, кроме того, по мере загрязнения. При заполнении гидросистемы маслом последнее прокачивается насосом на малых оборотах, сначала в нижнюю полость цилиндра, а затем в верхнюю, причём из крышек цилиндра предварительно вывёртываются пробки. Рукоятка управления ставится соответственно в положение: сначала «подъём», а затем «опускание». Система считается заполненной, как только в отверстиях при прокачивании появляются ровные струи масла; после этого пробки крышек завёртываются и бак доливается до нормальной высоты.

Отработанное масло для замены выкачивается из системы в порядке, обратном заполнению, а именно: рукоятка управления поворачивается в положение «подъём», поршень цилиндра устанавливается в верхнее положение и насосом на малых оборотах масло выпускается через нижнее отверстие, освобожденное от пробки. Далее снимаются гибкие шланги и из них также сливается масло. Сам бак опорожняется через имеющееся в нём спускное отверстие.

В мультипликатор гидравлического привода заливается обычно автол, который заменяется свежим через каждые два месяца. Заливка свежего масла производится через верхнее отверстие, спуск отработанного масла - через нижнее.

По окончании заливки маслом гидравлической системы производится смазка всех трущихся деталей скрепера. Только после этого можно считать скрепер готовым к работе.

Перед началом выполнения рабочих операций необходимо опробовать все узлы вхолостую, для чего запускают двигатель трактора, включают насос гидросистемы и, включив (от себя) рукоятку управления, слегка поднимают ковш. Сняв с поднятого ковша цепи и закрепив их на специальных крюках, приступают к проверке взаимодействия всех узлов.

Операции по набору и разгрузке грунта у скреперов с гидравлическим приводом аналогичны работе машин с канатно-блочным управлением.

Необходимо иметь в виду, однако, что гидравлическая система менее ощутима руками скрепериста, поэтому все операции должны выполняться весьма осторожно. В частности, не рекомендуется поднимать ковш в крайнее положение, так как при этом поршень упрётся в крышку цилиндра и сработает предохранительный клапан насоса.

С учётом особенности разгрузки ковша скрепера с гидравлическим управлением рекомендуется после набора грунта рукоятку управления переместить на себя и, как только ковш поднимется на 200--250 мм над уровнем грунта, рукоятку опустить. В таком положении с зафиксированным приподнятым ковшом скрепер направляется к месту выгрузки. Выгрузка грунта осуществляется в результате дальнейшего подъёма и опрокидывания ковша при движении рукоятки от себя.

Крутые развороты с поднятым ковшом категорически запрещаются вследствие того, что в этом положении скрепер имеет наименьшую устойчивость.

Если грунт транспортируется на расстояние свыше 200 м, то на время перемещения грунта следует выключать насос; это удлиняет срок службы последнего. При перевозке грунта на расстояние более 1,5 км ковш подвешивается транспортными цепями, чем разгружается гидравлический цилиндр.

Набор и разгрузка грунта, как правило, производятся на прямом участке пути. Поперечный уклон при работе скреперного агрегата не должен превышать 10%. Набор грунта производится на первой передаче трактора, перевозка и загрузка грунта -- на второй и третьей передачах, а возвращение порожнего скрепера к месту набора грунта -- на четвертой передаче, все операции по набору и разгрузке грунта совершаются на ходу.

Во избежание выделения пены из масла через сапун бака, переключения коробки перемены передач следует производить лишь при выключенном распределителе, так как в противном случае насос не подаст масло в цилиндр и последнее будет переливаться в бак через распределитель.

Гидравлическая система управления требует тщательного наблюдения и обслуживания, особенно в части устранения появляющихся утечек масла.

Скреперы с гидроприводом во время работы осматриваются 2 раза в смену.

При необходимости вывески передних колёс под ковш подкладываются деревянные бруски, после чего при дальнейшей работе механизма подъёма ковша вся передняя ось окажется поднятой. Та же операция-с задними колёсами осуществляется путём подкладывания бруска под задние концы поперечной рамы.

Смазка всех узлов трения скрепера является непременным условием его безотказной работы. Наполнение пресс-маслёнок, которыми оснащён скрепер, производится до момента прохода смазочных материалов в зазоры между деталями. Соединения деталей, не имеющие маслёнок, смазываются непосредственно.

Монтаж скрепера с гидравлическим управлением осуществляется в следующей очерёдности. Вначале собирается механизм отбора мощности трактора. Затем на стенке картера заднего моста устанавливается блок гидравлического привода. После этого навешиваются рычаги управления распределителем и скрепер соединяется специальной серьгой с трактором. Далее присоединяются гибкие шланги к цилиндру и распределителю; заливается бак с маслом с прокачкой последнего в маслопроводы и доливкой бака до 3/4 его высоты; производится смазка всех узлов согласно карте смазки. Наконец, проверяется взаимодействие узлов и скрепер буксируется в порожнем состоянии.

При демонтаже скрепера выполняют следующие операции: сливают из гидравлической системы масло; снимают гибкие шланги, причём наконечники их во избежание механических повреждений обёртывают материей; снимают с распределителя рычаги управления; снимают блок гидравлического привода с заднего моста трактора; штуцеры распределителя закрывают деревянными пробками.

Система планово-предупредительного технического обслуживания (Т.О.) и ремонта машин представляет собой комплекс организационно-технических мероприятий, проводимых в плановом порядке для обеспечения работоспособности машин в течение всего срока их службы, при соблюдении заданных условий и режима эксплуатации.

Организационно-технические мероприятия по обеспечению надежности машин в условиях эксплуатации разрабатываются и осуществляются с учетом безусловного выполнения рекомендаций, изложенных в эксплуатационной и ремонтной документации заводов-изготовителей; а также требований к техническому состоянию машин и правил безопасной эксплуатации.

Система планово-предупредительного Т.О. и ремонта машин основана на обязательном планировании, подготовке и проведении соответствующих видов Т.О. и ремонта каждой машины, находящейся в эксплуатации, с заданной последовательностью и периодичностью.

Т.О. должно обеспечивать поддержание работоспособности машины в процессе эксплуатации путем проведения комплекса работ по предупреждению повышенного изнашивания деталей, отказов и повреждений машины.

В процессе использования машин проводятся:

а) ежесменное Т.О. (Е.О.), выполняемое перед началом , в течение или после рабочей смены;

б) плановое Т.О., выполняемое в плановом порядке через определенные, установленные заводами-изготовителями величины наработки;

в) сезонное Т.О., выполняемое 2 раза в год при подготовке машины к использованию в период последующего сезона.

3.3 Техника безопасности при работе на землеройно-транспортной машине

1. Управлять землеройно-транспортными машинами могут только лица, знающие их устройство, правила уличного движения, освоившие навыки управления и имеющие соответствующие удостоверения на право управления одной из указанных машин.

2. Ездить и работать разрешается только на исправных машинах. Перед выездом машинист обязан осмотреть машину и устранить все дефекты, в случае их обнаружения выезд и работа должны быть отложены до их устранения.

3. Площадка управления должна быть свободна от каких-либо предметов.

4. При движении по дорогам следует строго соблюдать все правила движения, установленные для автотранспорта.

5. Запуск двигателя должен производить машинист. Предварительно следует убедиться, что рычаг коробки передач установлен в нейтральное положение, а ручной тормоз находится в заторможенном состоянии.

6. Не допускается работа на неисправных машинах и с неисправным инструментом. Категорически запрещается выезд на колесных и гусеничных машинах с неисправными тормозами.

7. При работе в темное время автогрейдер, трактор и прицеп-лая машина должна иметь передние фары для освещения пути и хвостовые сигналы. Для освещения скрепера при наполнении ковша на машине должна быть установлена задняя фара.

8. Передняя фара освещает дорогу спереди, левая фара на кабине освещает левое колесо и левую сторону отвала, правая -- правое колесо и сторону отвала. Одна фара на двигателе освещает режущий конец отвала, другая должна быть направлена вниз и назад для освещения валика грунта, остающегося после прохода автогрейдера. При приближении встречной машины переднюю фару следует выключать во избежание ослепления водителя и столкновения машин.

9. При передвижении с одного участка работы на другой задание фары обязательно выключают во избежание ослепления водителей машины.

10. Включать заднюю фару при транспортировании категорически запрещается, так как это может ввести в заблуждение водителей идущих следом машин или ослепить их.

11. Запрещается работать при неисправностях цилиндра управления, при течи масла через сальник или прокладку крышек .цилиндра.

12. Запрещается работать на неисправных шинах или при недостаточном давлении воздуха в них.

13. Запрещается эксплуатировать двигатель внутреннего сгорания даже при незначительномподтекании горючего, так как это может привести к пожару.

14. Не разрешается изменять направление движения бульдозера, скрепера и автогрейдера при заглубленном отвале.

15. Запрещается входить и сходить на ходу автогрейдера, бульдозера и скрепера.

16. Нельзя оставлять землеройно-транспортные машины с работающим двигателем. Выходя из машины, машинист обязан остановить ее на ровной площадке без продольных уклонов, заглушить двигатель и затормозить ее ручным тормозом.

17. Во время движения автогрейдера запрещается пользоваться ручным тормозом.

18. Двери кабины при движении машин должны быть закрыты.

19. Во время работы машины запрещается касаться руками канатов. При остановленном двигателе и опущенном отвале и ковше во избежание повреждения рук разорвавшимися проволочками каната его следует брать руками только в рукавицах.

20. Машинист землеройно-транспортной машины должен следить, чтобы между трактором и скрепером или прицепным грейдером никто не проходил. В противном случае надо немедленно остановить машину.

21. Водитель землеройно-транспортной машины обязан знать правила движения по дорогам, строго выполнять их.

22. В случае остановки машины на шоссе ее следует оградить-красными флажками, а ночью красными фонарями по габариту.

23. Под колеса отцепленного скрепера или грейдера следует подкладывать упоры.

24. Переезжать топкие места, болота и водные преграды вброд; и по ледовым переправам разрешается только в присутствии руководителя работ.

25. Переезд тракторов через железнодорожные пути допускается только с разрешения администрации дороги.

26. При транспортировании машины по железной дороге погрузку и закрепление ее на платформе производят согласно требованиям железной дороги.

27. Категорически запрещается перевозить людей в ковше скрепера.

28. Во избежание опрокидывания скрепера при движении по неровностям и в опасных местах после окончания разгрузки ковш, должен быть немедленно опущен. Не допускается работа скрепера при продольном уклоне более 18°.

29. Запрещается транспортирование скрепера (вне пределов, рабочей площадки) без закрепления ковша цепью.

30. Проезд через искусственные сооружения (мосты, трубы и др.) разрешается после проверки их состояния.

31. Запрещается выполнять работы машинами с гидравлическим управлением при неисправных трубопроводах, при наличии течи масла через соединения гибких шлангов.

32. При работе на бульдозере запрещается подниматься на склон, если его крутизна превышает 25°, и опускаться при уклоне более 35°. Запрещается работать на косогорах с поперечным уклоном более 30°; в дождливое время на глинистых грунтах работа на косогорах также запрещена.

33. При сбрасывании грунта под откос нельзя выдвигать отвал бульдозера за бровку откоса.

34. При работе на тракторе Т-130, оборудованном гидравлической системой, давление в системе не должно превышать 135 кП/см².



ВЫВОДЫ

С учётом заданных условий работы и параметров и технических характеристик заданного трактора и рассчитанными основными параметрами можно считать, что спроектированный скрепер удовлетворяет необходимым условиям для нормальной работы на заданном грунте.

На основе полученных данных можно спроектировать конструкционные особенности данного скрепера, подобрать конструкционные материалы его элементов, а так же рассчитать параметры толкача для использования данного скрепера на грунтах выше IVкатегории.



СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ

1. Алексеева Т.В., Артемьев К.А., Бромберг А.А. «Дорожные машины. Машины для земляных работ» часть I. Издание 3 переработанное и дополненное. М. «Машиностроение» 1972 г.

2. Гаркавин Н.Г. Анищенков Н.И. Карлов В.В. «Машины для земляных работ» М. «Высшая школа» 1982 г.

3. Довгяло В.А., Бочкарев Д.И., «Дорожно-строительные машины. Машины для земляных работ» часть I. Гомель 2010 г.

4. Шмаков А.Т. «Бульдозеры, скреперы и грейдеры в дорожном строительстве» М. «Транспорт» 1992 г.

5. Холодов А.М., Ничке В.В. Назаров Л.В. «Землеройно-транспортные машины» Харьков «Вища школа» 1988 г.

6. Бородачев И.П. «Справочник конструктора» М. «Машиностроение» 1965 г.

7. Бромберг А.А «Машины для земляных работ. Атлас конструкций» М. «Машиностроение» 1968 г.

8. ГОСТ 2.105-95 ЕСКД - Общие требования к текстовым документам.

9. ГОСТ 2.106-96 ЕСКД - Текстовые документы.

10. ГОСТ 2.109-73 ЕСКД - Основные требования к чертежам.

11. ГОСТ 2.782-96 ЕСКД - Обозначения условные графические. Машины гидравлические и пневматические.

Размещено на Allbest.ru

...