Автогрейдер тяжелого типа с виброрыхлителем

виброрыхлитель.dwg

автогрейдер с рыхлителем( вид сбоку)1.dwg

автогрейдер с рыхлителем(вид сверху)1.dwg

Курсовой Проект.doc

Петербургский государственный университет
Кафедра “Подъемно-транспортные путевые и строительные машины”
Курсовой проект по дисциплине
«Строительные дорожные машины»
Проект автогрейдера тяжелого типа с виброрыхлителем
Земляные работы в дорожном строительстве 4
Элементы конструкции и профили автомобильных дорог .6
Технология проведения строительных работ .7
Строительство автодороги с помощью автогрейдера .7
Классификация автогрейдеров 10
Устройство автогрейдера 11
Гидравлическая схема автогрейдера .13
Рабочее оборудование .18
Классификация рыхлителей ..21
Элементы конструкции рыхлителя 22
Производительность автогрейдера ..24
Основные формулы для расчета автогрейдера .25
Анализ проектируемой машины ..27
Список используемой литературы .31
В процессе строительства реконструируются существующие и
Создаются новые производственные и промышленные предприятия энергетические объекты транспортные магистрали и аэродромы. При этом земляные работы являются первыми по очерёдности выполнения. Земляные работы являются наиболее трудоёмкими так как требуют больших затрат труда на разработку и перемещение единицы (кубического метра)грунта.
Земляные работы тем более трудоёмки чем меньше они механизированы т.е. чем менее совершенные оборудование и машины используются для их выполнения.
В настоящее время в нашей стране широко применяется механизация строительства в том числе и земляных работ. С этой целью разработаны и выпускаются современные землеройно-транспортные машины для строительства автодорог - автогрейдеры.
Автогрейдеры применяются для проведения планировочных и профилировочных работ при строительстве дорог сооружения невысоких насыпей и профильных выемок отрывке дорожного корыта распределения в нём каменных материалов зачистки дна котлованов планировке территорий засыпке траншей рвов канав и ям работ при постройке полотна дорог возведении насыпей планировке площадей устройства корыта дороги а так же отчистки дорог строительных площадок городских магистралей и площадей от снега в зимнее время.
Автогрейдеры используются на грунтах категорий. Т.е. для работы с лёгкими средними и тяжёлыми грунтами. Процесс работы автогрейдера состоит из последовательных проходов при которых осуществляется резание грунта его перемещение разравнивание и планировка поверхности сооружения.
Современные автогрейдеры конструктивно подобны и выполнены в виде самоходных трёхосных машин с полноповоротным грейдерным отвалом с механической и гидромеханической трансмиссией и гидравлической системой управления рабочими органами. Так же в настоящее время для увеличения возможностей и производительности машин часто применяют различное навесное оборудование.
В данном курсовом проекте мною будет произведён расчёт и анализ автогрейдера тяжелого типа усовершенствованного виброрыхлителем.
ЗЕМЛЯНЫЕ РАБОТЫ В ДОРОЖНОМ СТРОИТЕЛЬСТВЕ
Земляное полотно является важнейшей составной частью при дорожном строительстве. От качества земляного полотна зависят эксплуатационная надёжность дороги её устойчивость и долговечность.
а – схема участка дороги; б – кювет треугольного сечения; в – поперечное сечение откоса; г – сооружение из боковых резервов; д – поперечное сечение дороги в выемке; е – отсыпка грунта в кавальер; ж – поперечное сечение дороги на косогоре.
)Поверхность материкового грунта;
)Внешний откос кювета;
) Берма (15 – 3м в зависимости от высоты насыпи);
) Поверхность косогора до разработки;
Основными работами при строительстве земляного полотна автомобильной дороги является возведение насыпей и разработка выемок. Строительство зданий и искусственных сооружений на дорогах также связано с производством земляных работ но объём их невелик по сравнению с объёмом работ по сооружению профиля земляного полотна дороги.
Земляное полотно дороги прокладываемое в равнинной или холмистой местности при высоте насыпи от 0 до 15м. возводится с использованием грунта забираемого из бокового резерва представляющих собой небольшие выемки идущие вдоль дороги. При этом грунт перемещается поперёк трассы дороги.
Насыпь высотой более 15м. может сооружаться из боковых резервов или из ближайших выемок на трассе строящейся дороги. В последнем случае грунт перевозится вдоль трассы строящейся дороги.
Подходы к крупным искусственным сооружениям – мостам путеводам – отличаются большими объёмами земляных работ по возведению насыпей. Эти насыпи обычно сооружают путём укладки грунта подвозимого из находящегося в стороне от дороги грунтового карьера.
Сооружение насыпи с использованием грунта из близколежащих выемок на трассе дороги или из карьера связано с перемещением больших масс грунта. Поэтому для обеспечения строительного процесса наряду с землеройными машинами требуются специализированные машины для транспортирования грунта.
На автомобильных дорогах в равнинной и холмистой местности работы по сооружению насыпей высотой до 15м. составляют примерно от 50% до 80% всего объёма земляных работ насыпей высотой от 15 до 30м. – примерно от 10% до 15% а по разработке выемок – не более 8% - 11%.
Автомобильные дороги подразделяются на пять категорий:
I – II категории. Дороги общегосударственного значения основные магистрали связывающие между собой важнейшие экономические районы крупные административные промышленные и культурные центры РФ со значительной первоначальной или перспективной интенсивностью движения.
III категории. Дороги со средней интенсивностью движения имеющие большое экономическое административное и культурное значение в жизни районных центров.
IV – V категории. Дороги с небольшой интенсивностью движения имеющие местное хозяйственное и административное значение.
ЭЛЕМЕНТЫ КОНСТРУКЦИИ И ПОПЕРЕЧНЫЕ ПРОФИЛИ АВТОМОБИЛЬНЫХ ДОРОГ
а - I категории на раздельном земляном полотне; б – I категории на одном земляном полотне; в – II категории; г – III категории; д – IV категории; е – V категории.
А – ширина земляного полотна; Б – Ширина дорожной одежды проезжей части; В – Ширина полосы отвода (принимается по расчёту).
) Дорога для гужевого и гусеничного транспорта;
) Велосипедная дорожка;
) Снегозащитные лесонасаждения;
) Линия связи и место для прокладки кабелей и линий электропередач.
ТЕХНОЛОГИИ ПРОВЕДЕНИЯ СТРОИТЕЛЬНЫХ РАБОТ
В данном курсовом проекте рассматривается процесс строительства автомобильной двухсторонней дороги шириною в 3 полосы. Одними из самых важных являются земляные работы. они включают в себя возведение насыпи разработка выемки вывоз грунта из выемки рытьё водосточных канав и т.п. Данные работы могут проводиться различными способами с привлечением различного вида техники.
)С помощью скрепера. Осуществляется путём многократных проходов скрепера в месте разработки выемки и вывозкой грунта на насыпь.
)С помощью бульдозера. Бульдозер производит резание грунта в выемке и толкает срезанный грунт к месту возведения насыпи.
)С помощью различного вида экскаваторов. В месте разработки выемки экскаватор производит копание грунта погружает выкопанный грунт в самосвалы которые отвозят и выгружают его в месте возведения насыпи
)С помощью Грейдера – элеватора .Грейдер – элеватор проходит по краю выемки послойно срезая грунт и с помощью метателя доставляет его на насыпь.
Излишки грунта можно удалить с помощью скрепера(на небольшие расстояния) или с помощью экскаватора загружая лишний грунт в самосвалы и вывозя его. При недостатке грунта так же с помощью скрепера или экскаватора и самосвалов следует привезти грунт из карьера или с другой стройки.
СТРОИТЕЛЬСТВО АВТОДОРОГИ С ПОМОЩЬЮ АВТОГРЕЙДЕРА
Рассмотрим подробнее процесс строительства автомобильной дороги с помощью автогрейдера.
Строительство автомобильной дороги с помощью автогрейдера осуществляется последовательными многократными проходами автогрейдера с резанием грунта. Т.к. в данном курсовом проекте рассматривается автогрейдер с виброрыхлителем то следует учесть что автогрейдеру приходится проходить в одну сторону с опущенным рыхлителем разрыхляя грунт. Потом разворачиваться и с опущенным грейдерным отвалом проходить в обратную сторону(к насыпи) осуществляя резание грунта. Срезанный грунт при этом перемещается на насыпь. Для увеличения скорости строительства будем использовать 2 автогрейдера каждый из которых начинает резание от края постепенно приближаясь к центру.
Lв=700м – длина выемки;
Lн=300м – длина насыпи;
hв=4м – глубина выемки;
hн=3м – высота насыпи
Произведём расчёт объёма земляных работ.
Для простоты расчёта примем что поперечный профиль выемки и насыпи имеют вид равнобедренной трапеции.
Объём земляных работ при разработке выемки.
Площадь выемки находим как площадь трапеции.
Т.к. дорога имеет по 3 полосы для движения в обе стороны то
bпд – ширина полосы движения;
bрп – ширина разделительной полосы;
bпд – ширина кювета.
Т.к. угол уклона примерно равен 600то
Объём земляных работ при возведении насыпи.
Таким образом получаем что избыток грунта составляет 165000 м3.
Этот избыток уберём с помощью экскаватора и самосвалов.
После разработки выемки возведения насыпи и удаления избытка с помощью автогрейдера произведём планировку земляного полотна с боку вдоль обочины выроем водоотводные канавы.
КЛАССИФИКАЦИЯ АВТОГРЕЙДЕРОВ
Автогрейдеры классифицируются по конструктивной массе типу трансмиссии колёсной схеме и типу бортовых передач.
) По конструктивной массе автогрейдеры разделяют на лёгкие (до 12т) средние (до 15т) и тяжёлые (более 15т).
Лёгкие автогрейдеры применяют для профилировки грунтовых дорог: срезки бугров колей и придания земляному полотну правильного поперечного профиля; для утюжки грунтовых дорог планировки кюветов и обочин; патрульной снегоочистки.
Автогрейдеры среднего типа кроме выполнения вышеперечисленных работ используют для восстановления профиля грунтовых и гравийных дорог для разравнивания песка и гравийно-щебёночных материалов при устройстве оснований для создания насыпи из боковых резервов в лёгких и средних грунтах и планировки откосов.
Автогрейдеры тяжёлого типа наиболее целесообразны для устройства грунтовых и гравийных дорог и аэродромов с большим объёмом работ возведения насыпей из боковых резервов в тяжёлых грунтах устройства корыта в земляном полотне под дорожное основание выполнение земляных работ при уширении проезжей части дорог
)Колёсная схема автогрейдеров определяется формулой А Б В где А-число осей с управляемыми колёсами; Б - число осей с управляемыми колёсами и В – общее число осей машины. Колёсная схема отечественных автогрейдеров лёгкого и среднего типов 1 2 3 тяжёлого типа 1 3 3.
)По типу трансмиссии различают автогрейдеры с механической и гидромеханической трансмиссиями. Гидромеханическая трансмиссия обеспечивает автоматическое и плавное изменение скорости движения автогрейдера механическая – ступенчатое.
)Бортовые передачи бывают двух типов – в виде бортовых редукторов (у лёгких и средних автогрейдеров) и раздельных ведущих мостов (у тяжёлых).
УСТРОЙСТВО АВТОГРЕЙДЕРА
)Муфта сцепления или гидротрансформатор;
)Система гидравлического управления;
)Система автоматического управления;
) Тяговая рама с отвалом;
Бульдозерный отвал или кирковщик;
) Механизм поворота колёс;
Автогрейдеры представляют собой самоходные планировочно-профилировочные машины основным рабочим органом которых служат полноповоротный грейдерный отвал с ножами установленный под углом к продольной оси автогрейдера и размещённый между передним и задним мостами пневмоколёсного ходового оборудования. При движении автогрейдера ножи срезают грунт и отвал сдвигает его в сторону.
Укрупнено каждый автогрейдер состоит из рамы трансмиссии ходового устройства основного и дополнительного рабочего оборудования механизмов с системой управления и кабины машиниста. Рамы автогрейдера могут быть жёсткими и шарнирно сочленёнными. Наличие шарнирно сочленённой рамы обеспечивает повышенную манёвренность.
Схема подвески отвала автогрейдера.
Основным рабочим органом автогрейдера является полноповоротный грейдерный отвал снабжённый сменными двухлезвийными ножами. Кроме основного рабочего органа автогрейдеры могут быть оснащены дополнительными сменными рабочими органами – бульдозерным отвалом для разравнивания грунта засыпки траншей распределения строительных материалов удлинителем грейдерного отвала для увеличения ширины захвата откосниками (укрепляемыми на отвал) для планирования откосов насыпей выемок и очистки канав кирковщиком для взламывания дорожных покрытий и рыхления плотных грунтов. Бульдозерные отвалы навешиваются спереди машины. Кирковщики могут навешиваться как спереди так и сзади машины а также непосредственно на грейдерный отвал. Управление бульдозерным отвалом и кирковщиком осуществляется гидроцилиндрами двойного действия.
Промышленность выпускает базовые модели автогрейдеров: лёгкого типа – ДЗ – 148 среднего типа – ДЗ – 122Б и ДЗ – 143 и тяжёлого типа – ДЗ – 98А и ДЗ - 140 которые имеют модификации различающиеся между собой мощностью силовой установки типом трансмиссии наличием и типом автоматической системы управления отвалом параметрами рабочего оборудования и типом рам.
К основным параметрам и размерам грейдера относятся длина и высота отвала боковой вынос отвала дорожный просвет и заглубление отвала углы резания ножа захвата и наклона отвала масса колёсная база и колея габаритные размеры. Кроме того грейдеры характеризуются параметрами базовой машины . Это тяговый класс или сила тяги мощность двигателя скорость расход топлива. Перечисленные параметры и размеры позволяют оценить технические возможности грейдера область его рационального использования.
ГИДРАВЛИЧЕСКАЯ СХЕМА АВТОГРЕЙДЕРА
)Насос рулевой системы;
)Гидроусилитель руля;
)Насос рабочего оборудования;
)Гидроусилитель сцепления;
)Гидроусилитель тормоза;
) Гидроцилиндр наклона колёс;
) Гидроцилиндры изменения угла резания;
) Гидроцилиндры выноса тяговой рамы;
) Фиксатор поворотного хомута механизма выноса отвала;
) Гидроцилиндр подъёма бульдозера;
) Гидромотор поворота отвала;
) Гидроцилиндр выноса отвала;
) Гидроцилиндры подъёма отвала;
) Исполнительная система автоматического управления отвалом.
АВТОГРЕЙДЕР ДЗ – 122Б
Все узлы и агрегаты автогрейдера ДЗ – 122Б в том числе двигатель с трансмиссией кабина водителя основное и дополнительное рабочее оборудование автогрейдера смонтированы на основной раме коробчатого сечения которая одним концом опирается на передний мост с управляемыми пневмоколёсами а другим – на задний четырёхколёсный мост с продольно - балансирной подвеской парных колёс. Передние колёса автогрейдера можно устанавливать с боковым наклоном в обе стороны для повышения устойчивости машины при работе на уклонах и уменьшения радиуса поворота.
Колёсная схема автогрейдера ДЗ – 122Б
Основное рабочее оборудование автогрейдера состоит из тяговой рамы поворотного круга и отвала со сменными двухлезвийными ножами. Полноповоротный отвал обеспечивает работу при прямом и обратном ходе машины. Поворот отвала в плане осуществляется гидромотором через редуктор. Передняя часть тяговой рамы шарнирно соединена с рамой машины а задняя часть подвешена на двух гидроцилиндрах с помощью которых грейдерный отвал устанавливают в различные положения: транспортное (поднятое) и рабочее. В рабочем положении отвал внедряется в грунт ножами и при движении срезает слой грунта и перемещает его в направлении определяемом установкой отвала в плане под углом к продольной оси машины.
Угол резания отвала в зависимости от категории грунта регулируется гидроцилиндром. Вынос тяговой рамы в обе стороны от продольной оси машины обеспечивается гидроцилиндром. Дополнительное рабочее оборудование автогрейдера включает удлинитель отвала кирковщик управляемый гидроцилиндром и бульдозерный отвал управляемый гидроцилиндром.
Гидравлическая система управления рабочим оборудованием автогрейдеров обеспечивает подъем и опускание тяговой рамы вместе с поворотным кругом и отвалом поворот отвала вместе с поворотным кругом в плане 360о боковой вынос отвала в обе стороны от продольной оси машины установку отвала под углом (до 18о) вертикальной плоскости боковой вынос отвала для планировки откосов под углом (до 90о) а также совмещение различных установок отвала.
Отдельные автогрейдеры могут оснащаться автоматической системой управления отвалом типа «Профиль» предназначенный для автоматической стабилизации отвала в поперечном и продольном направлениях что позволяет существенно повысить производительность машины и точность обработки поверхности. На автогрейдерах устанавливаются автоматические системы: «Профиль - 10» «Профиль - 20» и «Профиль - 30».
Схема установки аппаратуры «Профиль» на автогрейдерах.
)Гидрораспределитель;
)Датчик угла поперечного наклона;
)Датчик продольного профиля;
)Подъёмное устройство датчика продольного профиля.
Технические характеристики автогрейдера ДЗ – 122Б
Длина (при поднятом бульдозере и с
Ширина (по шпилькам колёс)
Колея передних и задних колёс
Дизель 4 –х тактный с непосредственным впрыском топлива
А – 01МС или А – 01М
Полная номинальная мощность по SAE
Номинальная частота вращения
Количество цилиндров
Рабочий объём цилиндров
Удельный расход топлива
пневматическими колёсами
РАБОЧЕЕ ОБОРУДОВАНИЕ
АВТОГРЕЙДЕРНЫЙ ОТВАЛ
Угол срезаемого откоса
Боковой вынос отвала в обе стороны относительно рамы
Дорожный просвет под отвалом в транспортном положении
Высота с ножами по хорде
Заглубление киркования
Универсальность использования автогрейдеров на любом грунте; возможность выполнения с их помощью различных планировочно-профилировочных работ за счёт продуманной конструкции; относительная эксплуатационная неприхотливость и надёжность делают эти машины незаменимыми как в дорожно- строительных земляных работах так и для решения некоторых задач в коммунальном хозяйстве например для очистки дорог от снега. Конструкция и эксплуатационные качества современных автогрейдеров позволяют не только существенно повысить производительность и качество производимых работ но и предоставить необходимые удобства для работы машиниста- грейдериста.
Основным рабочим оборудованием является грейдерный отвал 7 с ножнами которые с помощью двух кронштейнов 8 крепятся к установленному на тяговой раме 1 поворотному кругу 2. Тяговая рама с помощью шарового шарнира 6 крепится к основной раме автогрейдера а с помощью шаровых шарниров 4 – к средней части основной рамы. На тяговой раме размещён механизм 5 поворота отвала обеспечивающий поворот отвала на 3600 а на поворотном круге – механизм 9 изменения угла резания.
Подвеска тяговой рамы выполненная с помощью гидроцилиндров позволяет установить нож отвала под разными углами в вертикальной плоскости и выносить его за пределы основной рамы.
Отвал может быть не полноповоротным в плане или полноповоротным (у большинства автогрейдеров); его можно с помощью механизмов управления перемещать вверх заглублять в грунт устанавливать в плане на требуемый угол выдвигать относительно тяговой рамы в обе стороны гидроцилиндром 3 изменять угол резания а также выносить в сторону вместе с тяговой рамой и устанавливать под различными углами при необходимости разработки косогоров и кюветов.
Тяговую раму автогрейдера выполняют треугольной или Т-образной коробчатого сечения. Передняя часть рамы соединённая с основной рамой машины имеет обычно шаровой шарнир 6. Задняя часть рамы обычно заканчивается поперечиной к которой приварены три кронштейна со сферическими шарнирами на конце за которые с помощью гидроцилиндров тяговую раму присоединяют к основной раме. На тяговой раме с помощью трёх поддерживающих кронштейнов укрепляют поворотный круг с зубчатым венцом чаще внутреннего зацепления. Механизмы поворота отвала позволяют поворачивать отвал под нагрузкой при резании и перемещении грунтов. На всех автогрейдерах как правило применяют механизм поворота в виде червячного редуктора с цилиндрической шестернёй установленной на выходном валу которая входит в зацепление с зубчатым венцом поворотного круга.
Кирковщик применяется для рыхления плотно слежавшихся грунтов а также для киркования гравийно-щебёночных покрытий при ремонте. Установка кирковщика может быть различной: спереди (у автогрейдеров ДЗ – 98А ДЗ – 122А); на задней стороне отвала (у машин старых моделей); сзади (у автогрейдеров ДЗ – 143). Наиболее эффективным является кирковщик расположенный сзади автогрейдера так как при кирковании зубья легче проникают в грунт и машина более устойчиво идёт в процессе киркования.
Бульдозерный отвал обычно навешивают постоянно (на автогрейдерах ДЗ – 122А ДЗ – 143) иногда его совмещают с кирковщиком. Отвал бульдозера подвешивают на параллелограмной подвеске и управляют им с помощью гидроцилтндра.
Для увеличения области применения и производительности на отдельных видах работ на автогрейдеры устанавливают различное дополнительное навесное оборудование: удлинитель отвала снежный плуг откосник рыхлители и др.
Рыхлители применяют для послойного рыхления грунтов в том числе мёрзлых и вечномёрзлых а так же для разработки горных пород. С их помощью из грунта удаляют крупные куски взламывают старые дорожные покрытия и т.п. Часто рыхлители работают с экскаваторами бульдозерами скреперами и т.д. способствуя значительному повышению производительности этих машин.
Рыхлители выпускают двух типов – навесные и прицепные. Первые крепятся к заднему мосту и к раме трактора в 3 или 4 точках; вторые – монтируются на одноосной пневмоколёсной тележке работающей с трактором – тягачом.
Заглубление и выглубление рыхлителя осуществляется с помощью специального механизма – гидравлического или канатного. Скорость рабочего хода рыхлителя составляет 25 – 30 кмч. Транспортная скорость ограничена из-за колебаний навесного оборудования для колёсных машин она составляет 10 – 12 кмч.
Для повышения эффективности механической разработки грунтов широко применяются опыты с виброрыхлителями виброклиньями ковшами экскаваторов с виброударными зубьями и т.п.
Основными параметрами рабочих органов с виброприводом является сила развиваемая на рабочем органе при ударе энергия одного удара частота ударов величина статической пригрузки мощность затрачиваемая на вибропривод.
Вибрационный рабочий орган представляет собой обычный рабочий орган к которому жёстко прикреплён вибратор. При синфазном вращении дебалансов вибратора вертикальная составляющая возмущающих сил в первом приближении складывается с основной силой действующей на грунт(вес давление и т.п.).
КЛАССИФИКАЦИЯ РЫХЛИТЕЛЕЙ
Все рыхлители делятся по трём категориям:
)По назначению рыхлители бывают: общего назначения (с глубиной рыхления до 1000 мм. ) и специального назначения (для глубокого рыхления).
Рыхлители общего назначения обычно имеют 1 – 5 зубьев(редко 7) а специального 1 – 3 зуба.
)По номинальному тяговому усилию и мощности тяговой машины делятся на сверхтяжёлые – с номинальным тяговым усилием свыше 30 тс. (мощностью более 400 л.с. ); тяжёлые – от 20 до 30 тс. (250 – 400 л.с.); средние – от 135 до 20 тс. (160 – 250 л.с. ) и лёгкие – до 135 тс. (до 160 л.с. )
)По типу движителя (ходовой части базовой машины) Рыхлители разделяют на гусеничные и колёсные. Наибольшее распространение получили рыхлители на гусеничных тракторах (мощностью до 2500 л.с.);рыхлители навешиваемые на лёгкие колёсные тракторы автогрейдеры скреперы и т.д. имеют вспомогательный характер.
ЭЛЕМЕНТЫ КОНСТРУКЦИИ РЫХЛИТЕЛЯ
ПОДВЕСКИ. Для рыхлителей применяют подвески трёх основных типов: трёхточечную с креплением рамы к корпусу заднего моста; трёхточечную с креплением рамы с зубьями к рама гусеничных тележек или остову базового трактора и четырёхточечную (параллелограмную) с креплением рамы к корпусу заднего моста.
КОНСРУКЦИИ РАМ рыхлителей определяются типами подвески в соответствии с которой применяются внутренние и охватывающие рамы. Наиболее распространена внутренняя рама. Её можно использовать с поперечными балками разной длины. Рамы обоих типов снабжены жёсткими буферными устройствами для работы с толкачём.
Для колёсных рыхлителей используются трёх и четырёхточечные подвески с внутренними рамами.
Бывают: изогнутые применяются для рыхления тяжёлых грунтов и лёгких пород на глубине до 800 мм.; прямые зубья эффектно работают на различных грунтах и скальных породах с любой глубиной рыхления.; зубья с незначительным изгибом рабочей части применяются с целью достижения желаемого угла рыхления в начальный момент заглубления.
Зубья всех типов конструируются так чтобы при сохранении необходимой прочности их лобовая поверхность была наименьшей.
Предназначены для работы на скальных породах делаются незначительной длины и ширины а концы острыми. При работе на скальных породах долговечность наконечников не велика в связи с чем при проектировании предусматривают возможность их реставрации позволяющей до 3 – 4 раз восстанавливать их параметры.
КРЕПЛЕНИЕ ЗУБЬЕВ выполняется как жёстким так и шарнирным. При жёстком креплении зубьев устанавливают в карманы на поперечном брусе рамы при шарнирном – в гнёзда поворотных кронштейнов которые могут поворачиваться в горизонтальной плоскости относительно бруса рамы на определённый угол (до 180). В обоих случаях зубья в основном крепятся с помощью двух пальцев с точной посадкой или поджимными втулками. Поворот зубьев горизонтальной плоскости позволяет легче сохранять прямолинейность движения рыхлителя и уменьшить боковые нагрузки.
ДОПОЛНИТЕЛЬНОЕ СЪЁМНОЕ ОБОРУДОВАНИЕ
В виде наконечников с регулируемыми и нерегулируемыми открылками трёхтактных рыхлительных снарядов ножей для сплошного рыхления и т.п. используют для увеличения объёма разрыхляемого материала в 15 – 25 раза.
Зубья специальных рыхлителей можно оборудовать устройством для укладки кабеля пластиковых труб и т.д.
УПРАВЛЕНИЕ ПОДЪЁМОМ И ОПУСКАНИЕМ ЗУБЬЕВ рыхлителя осуществляют с помощью обычных электромеханических и гидравлических систем предназначенных для управления навесным оборудованием. Для управления стопорными пальцами зубьев гидростатический привод типа применяемого в автомобильных тормозах или гидрообъёмный привод.
ПРОИЗВОДИТЕЛЬНОСТЬ АВТОГРЕЙДЕРА
Производительность автогрейдера зависит от его основных параметров: размеров ножа мощности двигателя тягового усилия в колесах а также от условий его работы (характера грунта технологии работ и т. д.).
Производительность автогрейдера выражается в объеме вырезанного перемещенного грунта за единицу времени в километрах профилированной дороги или в квадратных метрах спланированной площади.
При возведении земляного полотна высотой производительность автогрейдера может быть определена по формуле:
L – длина участка в км
F – площадь сечения насыпи в
- коэффициент использования рабочего времени
- число проходов в одном направлении при нарезании перемещении
- скорости соответствующие этим проходам в кмч
определяются с помощью тяговой характеристики автогрейдера
- продолжительность одного поворота в конце участка
Число проходов соответственно при перемещении и зарезании:
- коэффициент перекрытия проходов при копании равный 17
- сечение стружки в плотном теле
- средняя потребная величина перемещения
-величина перемещения грунта за один проход
- коэффициент перекрытия проходов при перемещении равный 115
При высоте насыпи более 075 м количество проходов для перемещения увеличивается до 20%.
При разработке коротких участков (менее 05 км) нормы производительности снижаются на соответствующий коэффициент.
ОСНОВНЫЕ ФОРМУЛЫ ДЛЯ РАСЧЕТА АВТОГРЕЙДЕРА
)Сила тяжести автогрейдера:
Главный параметр автогрейдера – его силу тяжести G(кН) – можно определить по заданным площади поперечного сечения S кювета автодороги и необходимому для создания профиля земляного полотна числу проходов п:
- коэффициент учитывающий неравномерность сечений стружки при последовательных проходах
- площадь сечения треугольного кювета
- удельное сопротивление грунта резанию
- коэффициент учитывающий колесную формулу
- коэффициент сцепления при буксовании
- число проходов при устройстве земляного полотна в нулевых отметках.
)Мощность двигателя необходимая для копания:
- фактическая скорость перемещения машины
- коэффициент буксования
- коэффициент сопротивления качению
- коэффициент учитывающий уменьшение мощности двигателя в условиях неустановившейся нагрузки.
)Мощность двигателя определяемая для транспортного режима:
- заданная максимальная скорость движения автогрейдера.
)Суммарная мощность двигателя на ведущих колесах:
- фактическая скорость движения автогрейдера.
Мощность буксования:
Мощность перекатывания:
- коэффициент сопротивления перекатыванию в рабочих условиях.
)Потребная мощность:
- для механической трансмиссии
- для гидродинамической трансмиссии.
)Номинальное тяговое усилие рыхлителя:
- коэффициент учитывающий использования веса базовой машины с оборудованием по сцеплению соответствующий допустимому буксованию движителя и определенному значению тягового КПД
- сцепной вес рыхлителя в рабочем состоянии.
- эксплуатационный вес базовой машины без навесного оборудования.
)Эксплуатационный вес рыхлителя:
- эксплуатационный вес рыхлительного оборудования
)Среднее статическое удельное давление рыхлителя:
- длина опорной поверхности
)Тяговое усилие базовой машины при рыхлении:
- номинальное тяговое усилие рыхлителя
- коэффициент использования тягового усилия рыхлителя.
АНАЛИЗ ПРОЕКТИРУЕМОЙ МАШИНЫ
Чтобы принять решение и выбрать оптимальный вариант проектируемого автогрейдера рассмотрим несколько вариантов технических предложений для данной машины.
) С креплением рыхлителя спереди
)С креплением рыхлителя сзади
)Однозубый рыхлитель
)Трёхзубый рыхлитель
Выбор оптимального варианта производится с использование матрицы решений. Для этого с учётом признаков объектов проектирования важности установленных целей определены следующие критерии для сравнения вариантов с ранжированием их по важности.
Поиск вариантов технических решений.
В курсовой работе поиск вариантов технических решений выполняется на основании морфологического анализа.
) общая функция рыхлителя –размельчение и рыхление грунта Y
) частные функции вибратора yi
y1 – тип привода вибратора
у3 – плоскости вибрации
) определение средств реализации частных функций
) Тип привода вибратора:
U11 – гидравлический
U13 – электрический
U23 – с незначительным изгибом рабочей части
) Плоскости вибрации:
U31 – горизонтальная
U33 – сложные вибрации
Таблица для поиска вариантов решения.
Производительность. (k2)
Минимальный радиус кривых. (k3)
Глубина вырезки. (k4)
Вероятность безотказной работы. (k5)
Срок окупаемости. (k6)
Уровень шума и вибраций в кабине оператора. (k7)
По результатам Матрицы решений выбран вариант автогрейдера с гидравлическим приводом рыхлителя: число зубьев – 3
форма зуба – изогнутая
крепление – спереди машины.
В данном курсовом проекте произведён расчёт автогрейдера тяжелого типа усовершенствованного виброрыхлителем. В результате работы были сделаны следующие выводы:
расположение рыхлителя: спереди машины.
число зубьев рыхлителя: три
форма зуба: изогнутая
Все полученные данные необходимо учитывать так как это позволит повысить производительность автогрейдера.
Список использованной литературы.
Беляков Ю.И. «Земляные работы» М. стройиздат 1990г. 272с.
Гаркави Н.Г. «Машины для земляных работ» Учебник для ВУЗов М. Высшая школа1982г.
Рейш А.К. «Земляные работы» М. стройиздат 1984г.
Чеченков М.С. «Разработка прочных грунтов» 1987г.
Справочник конструктора дорожных машин
В.В. Фролов Л.П.Стрелецкая «Дорожные машины»