Бульдозер на базе трактора Т-4А

Общий вид.cdw

Масса конструкционная
Номинальная мощность
Количество скоростей
Удельное давление на грунт
Наминальное давление
Гидравлическая система
Тип бульдозерного оборудования
рабочим оборудованием
Техническая характеристика
* Размеры для справок

Общий вид.dwg

Масса конструкционная
Номинальная мощность
Количество скоростей
Удельное давление на грунт
Наминальное давление
Гидравлическая система
Тип бульдозерного оборудования
рабочим оборудованием
Техническая характеристика
* Размеры для справок

Лист 3 (рабочий орган).cdw

Лист 2 (рабочее оборудование).cdw

СОДЕРЖАНИЕ.docx

Обзор литературных и патентных источников 7
1.Обзор литературных источников 7
2.Обзор патентных источников ..9
Тенденции развития 11
Выводы по проведенной работе 13
Обоснование конструктивной схемы 17
Расчет основных параметров 18
1.Положение центра давления 21
2.Параметры профиля отвальной поверхности 24
3.Тяговый расчет .26
4.Расчет усилий в гидроцилиндрах и
металлоконструкций рабочего оборудования 28
5.Расчет устойчивости бульдозера 30
Разработка кинематической и гидравлической
схем рабочего оборудования .31
1.Кинематика рабочего оборудования .. 31
2.Гидравлическая схема рабочего оборудования .32
Разработка технологической схемы
выполнения рабочих операций 34
Определение производительности 36
Мероприятия по охране труда и технике безопасности ..38
Список литературных источников .43

приложение.docx

Специализированные модификации например торфяной ДТ-75-ДТ также можно оснастить бульдозерным отвалом. ДТ-75-ДТ производят с большей колеей и уширенными траками позволяющими эффективно работать на рыхлых или заболоченных грунтах он пользуется высоким спросом у торфоразработчиков. Наличие задней гидронавески позволяет применять основной трактор в качестве сельскохозяйственной техники и при необходимости как шасси для производства грунторезных баровых машин водоотливных и сварочных установок траншейных цепных экскаваторов.
На базе ДТ-75ДРС2 производят фронтально-перекидной погрузчик ПФП-12 предназначенный для погрузки в транспортные средства любых сыпучих материалов трубоукладчик ТБ-2 и бурильно-крановую машину БМ-305.
Промышленная модификация ДТ-75ДХС2 укомплектованная ходоуменьшителем используется под оборудование дождевальных установок и шнекороторного снегоочистителя ДЭ-220 предназначенного для очистки от снега грунтовых автомобильных дорог. Волгоградский тракторный традиционно поставляет многим заводам России промышленные модификации тракторов ДТ-75 под установку оборудования: на Слободской и Земетченский машиностроительные Волгоградский электромеханический и Михневский ремонтно-механический заводы алапаевский завод «Стройдормаш» «Севдормаш» и др.
По мнению директора по экспорту Волгоградского филиала Сергея Вачугова благодаря отсутствию конкуренции уникальным потребительским свойствам машины ее высокому качеству и соответственно росту спроса на нее у покупателей востребованность поставок в регионы СНГ будет определяться емкостью рынка.
В нише «легковесных тракторов» волгоградский бульдозер на базе ДТ – это пожалуй единственный трактор который можно перевозить на дальние расстояния в кузове грузовика. Кроме этого тракторы ВгТЗ имеют достаточно развитую сеть сервисного обслуживания и в полном объеме обеспечены запасными частями что делает эту технику еще более привлекательной для клиентов.
По словам директора по сервисному обслуживанию Волгоградского филиала Валерия Глуховского в настоящее время в холдинге налажена четкая система обучения механизаторов и обратной связи с потребителями позволяющая оперативно реагировать на все их замечания. Наглядное подтверждение этому – круглый стол представителей сервисных центров СНГ организованный в марте этого года Волгоградским филиалом в рамках обучающего семинара.
На нем в адрес конструкторов завода были высказаны реальные предложения по модернизации имеющейся техники с учетом новых технологий уже применяемых на тракторах серии ВТ. Тракторостроители в свою очередь подчеркнули что рассматривают возможность оценки таких нововведений в ближайшее время и может быть это будет новая точка отсчета для волгоградских бульдозеров.
С бору по сосенке. Бульдозеры Komatsu
Если разложить иероглифы составляющие слово Komatsu то получится «маленькая сосенка». На самом деле компания (полностью Komatsu Iron Works) получила название от одноименного городка на западном побережье Японии где ее основал в январе 1917 г. предприниматель Маетаро Такеючи (Meitaro Takeuchi) как часть Takeuchi Mining Industry. 13 мая 1921 г. компанию Komatsu производившую станки и горное оборудование для Takeuchi выделили в самостоятельную компанию и переименовали в Komatsu Ltd. Начальный профиль производства динамично развивали и расширяли.
Гусеничный трактор G25 (1930 г.)
Сегодня транснациональная корпорация Komatsu состоит более чем из 160 подразделений и заводов расположенных на всех континентах. Общее число работников – более 34 тысяч. Komatsu занимается разработкой производством поставкой и сервисом более 350 видов строительной горной и лесной техники промышленного оборудования оборудования для жилищного строительства транспорта и логистики.
В России история Komatsu началась в 1960-е годы когда грандиозный размах промышленного строительства потребовал адекватного парка мощной и надежной техники а отечественное машиностроение оказалось не готово выполнить такой заказ. Komatsu поставила в СССР в общей сложности 40 тыс. ед. техники – бульдозеров трубоукладчиков карьерных экскаваторов и других машин не имевших отечественных аналогов. Уже тогда японские конструкторы адаптировали технику к суровым условиям Сибири и Заполярья. О выносливости машин Komatsu говорит тот факт что некоторые из них работают до сих пор.
Одной из основных статей поставок Komatsu были и остаются бульдозеры – одни из лучших в мире. Полная линейка включает 15 моделей массой от 4 до 150 т. Самые маленькие популярны в Японии и Западной Европе самые тяжелые пользуются заслуженным уважением на горных разработках в Америке и Австралии. В Россию поставляют бульдозеры массой от 16 до 70 т – это универсальные машины для применения во многих отраслях. Легкие бульдозеры наши строители пока не готовы приобретать предпочитая отечественную продукцию а тяжелые эффективны когда включены в технологическую цепочку. Однако такие технологии составной частью которых был бы 100 150-тонный бульдозер у нас не применяют и используют альтернативные варианты.
D65EX-12 (масса 20 т)
Бульдозеры Komatsu отличают надежность большой ресурс отработанность конструкции и пропорциональное распределение масс. Komatsu использует агрегатную базу – двигатели агрегаты трансмиссии и гидроприводы собственной разработки и производства чем гарантирует их высокое качество и большой ресурс.
Управлять бульдозером легко и просто – на левый джойстик вынесено управление трансмиссией – направление поворот и переключение передач на правый – управление отвалом (подъем-опускание и перекос). Чувствительная к нагрузке гидравлическая система обеспечивает перемещение отвала пропорционально движению джойстика независимо от скорости бульдозера и нагрузки. При оснащении бульдозера рыхлителем устанавливают дополнительный рычаг. Для каждой модели предусмотрено несколько вариантов бульдозерного оборудования – полусферический сферический или прямой отвал с изменяемым углом перекоса отвал с изменяемым углом поворота отвал с двойным перекосом.
Бортовой компьютер собирает диагностическую информацию с многочисленных датчиков и предупреждает о неисправностях отсчитывает отработанные машино-часы и сообщает когда нужно проводить обслуживание. Обслуживание бульдозера – процесс длительный и трудоемкий и лучше если его выполняет квалифицированная бригада. Упрощает эту работу устройство дистанционной смазки центрального шарнира балансирной балки. По окончании обслуживания сервисный инженер вводит в бортовой компьютер данные о выполненных работах.
D85EX-15 (масса 28 т)
Кабины бульдозеров отвечают современным требованиям по эргономике и безопасности. Проникновению пыли в кабину препятствует хорошая герметизация и создаваемое избыточное давление а нагнетаемый воздух проходит фильтрацию. Остекление дверей практически во всю их высоту обеспечивает хороший обзор отвала.
Рабочий диапазон температур для бульдозеров Komatsu поставляемых в Россию широкий – от –50 до 40 °С. Дополнительно по заказу машину дооснащают подогревателями воздуха во впускном коллекторе охлаждающей жидкости моторного масла и аккумуляторной батареи автономным отопителем утеплителями.
Модельный ряд поставляемых в Россию бульдозеров открывают модели D61E-12 и D65E-12. Они различаются размерами массой и мощностью но схожи конструктивно. Komatsu разработала простую раму прямоугольного сечения с плоским днищем сваренную из толстой плиты. Для доступа к агрегатам в днище сделаны лючки. Внутри рамы помещен двигатель агрегатированный с модулем силовой передачи – а это гидротрансформатор планетарная коробка передач (КП) Power Shift главная передача с дифференциалом и насос рабочей гидравлической системы. На низко расположенные звездочки крутящий момент передается через бортовые фрикционы. Надежное торможение обеспечивают многодисковые не требующие регулировки тормоза работающие в масляной ванне.
В следующих в линейке бульдозерах D85EXPX использована новая электронная система управления трансмиссией. Контроллер регистрирует количество управляющих действий оператора сопоставляет их с сигналами о состоянии машины от каждого датчика – скоростью хода частотой вращения двигателя и характером переключения передач рассчитывает оптимальную передачу и совместно с модулирующим клапаном КП обеспечивает плавное ее переключение. Также контроллер автоматически включит пониженную передачу при увеличении нагрузки и снижении скорости хода.
D375А-5 (масса 67 т)
Ходовая часть 40-тонного D155A-5 на упругой подвеске с крестообразными каретками опорных катков обеспечивает надежное сцепление с грунтом на неровной поверхности и более мощное тяговое усилие по сравнению с жесткой подвеской. Пара опорных катков установлена в коромысла качающиеся на закрепленной на гусеничной тележке оси. В
точках соприкосновения коромысел установлены резиновые
подушки в четыре раза увеличивающие демпфирующий эффект. В движении катки огибают поверхность а башмаки четко следуют рельефу улучшая сцепление с грунтом.
На «старших» моделях – 50-тонном D275A-5 и 70-тонном D375A-5 – крестообразные каретки видоизменены в К-образные качающиеся уже на двух осях. На верхней оси закрепленной на раме гусеничной тележки каретка качается целиком а опорные катки качаются на второй оси внутри каретки. За счет этого вертикальное смещение опорных катков существенно увеличено. Постоянный контакт катков с гусеничной лентой снизил ударные нагрузки на все компоненты ходовой части и соответственно увеличил их ресурс.
По ряду причин в Россию не поставляют последние модели бульдозеров с двигателями Stage 3 Tier 3 ориентированные на рынки США и Западной Европы. Такие двигатели значительно требовательней к качеству топлива которое невозможно гарантировать на всей территории России а Komatsu хочет быть уверена что ее техника проработает долго и без отказов.
Технические характеристики бульдозера Liebherr PR 734 L Litronic:
Эксплуатационная масса20500 -22800 кг
Эксплуатационная мощность200 кВт
Ширина отвала 3372 мм
Высота подъема отвала1170 мм
Заглубление отвала 536 мм
Максимальная скорость впередназад11 кмч
Давление на грунт 69.63 кПа
Дорожный просвет 494 мм
Технические характеристики бульдозера Komatsu D355 :
Гиганский рыхлитель
Двигатель: Komatsu SA6D155-4A
Технические характеристики бульдозера Komatsu D155:
Эксплуатационные характеристики
Масса (включает рабочее оборудование заправку массу оператора конструкции ROPS)38700 кг
Габаритная длина 8155 мм
Габаритная ширина 3955 мм
Габаритная высота 3500 мм
Давление на грунт 078 кгкв.см
Оборудование бульдозера
Тип отвала Полу U-образный отвал с односторонним регулируемым перекосом
Масса (в том числе гидроблока) 4900 кг
Макс. высота подъема отвала 1250 мм
Макс. величина углубления отвала в грунт 590 мм
Макс. диапазон регулировки углов перекоса 1000 мм
Технические характеристики бульдозера New-Holland D 350:
Полезная мощность на маховике224 kW - 300 лс.
Рабочий вес 39.100 кг
Чистая мощность на маховике (IS014396)
при 2100 обмин 224кВт300 л.с.
при 1800 обмин 257кВт345 л.с.
Изготовитель и модель CUMMINS QSM11
прямой впрыск с теплообменником последней ступени турбонаддува четырехтактный дизель
Диаметр цилиндра х ход поршня125x147 мм
Рабочий объем 10.82 л
Регулируемые обороты 2100 обмин
Максимальный крутящий момент
при 1400 обмин. 162 дНм
Смазка под макс давлением шестеренчатым насосом
Электрическая система
Номинал (общий) 180 А-ч ¦ 650 Асе
Тип не требующий обслуживания
Тип переключение передач по нагрузкой с контрвалом постоянного зацепления
Технические характеристики бульдозера Caterpillar D9:
Модель двигателя Двигатель C18 компании Caterpillar с внедренной технологией ACERT
Мощность на маховике 306 кВт
Полная мощность 346 кВт
Полезная мощность - по нормативам
компании Caterpillar 306 кВт
Полезная мощность - по ISO 9249306 кВт
Полезная мощность - по SAE J1349302 кВт
Полезная мощность - по EU 801269306 кВт
Полезная мощность - по DIN 70020428 PS
Диаметр расточки 145 мм
Рабочий объем 18.1 л
Эксплуатационная масса 47900 кг
Ходовая часть 37104 кг
Тип башмакаПовышенной износостойкости
Ширина башмака 610 мм
Количество башмаков на сторону43
Высота грунтозацепа 84 мм
Дорожный просвет 596 мм
Ширина колеи 2250 мм
Длина опорной поверхности гусеничной ленты3474 мм
Площадь опорной поверхности4.24 м2
Передний ход - 1 передача 3.9 кмч
Передний ход - 2 передача6.8 кмч
Передний ход - 3 передача11.7 кмч
Задний ход - 1-я передача4.7 кмч
Задний ход - 2-я передача8.4 кмч
Задний ход - 3-я передача14.3 кмч
Система охлаждения 104 л
Картер двигателя* 38 л
Силовая передача 164 л
Бортовые передачи (каждая) 15 л
Рамы гусеничных тележек (каждая)45 л
Отсек оси поворота 30 л
Органы управления гидрооборудованием
Тип насосаНасос поршневого типа с приводом от маховика.
Подача насоса (системы управления поворотом) 383 лмин
Подача насоса (рабочего оборудования) 226 лмин
Поток штоковой полости гидроцилиндра перекоса 137 лмин
Поток поршневой полости гидроцилиндра перекоса 167 лмин
Давление настройки предохранительного клапана контура отвала 26200 кПа
Давление настройки предохранительного клапана контура перекоса 19300 кПа
Давление настройки предохранительного клапана контура подъема рыхлителя26200 кПа
Давление настройки предохранительного клапана - контур
регулировки угла наклона рыхлителя 26200 кПа
Рулевое управление 40500 кПа
Вместимость бака89 л
Модель лебедкиPA140VS
Увеличенная длина трактора557 мм
Ширина корпуса лебедки1160 мм
Ширина барабана 320 мм
Диаметр фланца 457 мм
Максимальное усилие внедрения (стойка вертикальна)153.8 кН
Усилие вскрытия 320.5 кН
Полная эксплуатационная масса* (с полууниверсальным
отвалом (SU) и рыхлителем) 47900 кг
Максимальное усилие внедрения (стойка вертикальна)147.9 кН
Усилие вскрытия (многостоечный однозубый рыхлитель)332 кН
Дополнительная стойка 340 кг
отвалом (SU) и рыхлителем) 48596 кг
Ширина без цапф (со стандартными башмаками) 2865 мм
Высота (кабина с конструкцией защиты от падающих предметов)3815 мм
Высота (до верха выхлопной трубы) 3980 мм
Высота тягового стержня (по центру серьги) 763 мм
Длина опорной поверхности гусеничной ленты 3474 мм
Габаритная длина базового трактора 4912 мм
Длина базого трактора с лебедкой 5545 мм
Длина с одностоечным рыхлителем 6755 мм
Длина с многостоечным рыхлителем 6559 мм
Габаритная длина (с полууниверсальным отвалом
(SU)одностоечным рыхлителем) 8476 мм

Титульник по мзр.docx

Министерство образования Республики Беларусь
Белорусский национальный технический университет
Факультет транспортных коммуникаций
Кафедра: “ Строительные и дорожные машины “
ПРИЛОЖЕНИЕ К КУРСОВОМУ ПРОЕКТУ
по дисциплине “ Машины для земляных работ “
Руководитель проекта:

реферат по мзр.docx

Пояснительная записка: 43 стр. 18 рис. 6 табл. 10 источников приложение.
БУЛЬДОЗЕР ОТВАЛ ЗЕМЛЯНЫЕ РАБОТЫ ТЯГОВОЕ УСИЛИЕ.
В данном курсовом проекте представлена конструкция бульдозера с неповоротным отвалом на базе трактора Т-4А произведен расчёт его основных параметров.
В процессе работы произведен анализ существующих конструкций рассмотрены тенденции развития данной машины на мировом рынке проведен анализ существующих машин.
Разработаны мероприятия по охране труда и охране окружающей среды.
Рассчитанные параметры бульдозера:
Ширина отвала - В=22м
Высота отвала - Н=08м
Радиус кривизны - R= 0792м
При тяговом расчёте:
Сопротивление резанию грунта - W=62238kH
Требуемая мощность - N=478kBt
Коэффициент использования по мощности - Кн=956%
Производительность бульдозера при разработке
и перемещении грунта – ПсМ= 663 м3смену
Производительность бульдозера
при планировочных работах – Ппл сМ=13052 м2смену
при работе на участке длиной 60 м.
СДМ2 – 03.00.000 ПЗ
Пояснительная записка

Спецификация (раб оборуд).doc

Направляющая качения
Болт М22×3236 ГОСТ174-72
Шпилька М30×35-q6×460.58
Болт М12×3236 ГОСТ174-72
Рабочее оборудование

1ВВЕДЕНИЕ222.docx

Повышение эффективности СДМ обеспечивается: путём улучшения качества изготовления надёжности и технического уровня машин обеспечения комфорта и безопасной работы машинистов-операторов в любых климатических условиях. Ряды и компоненты машин для комплексной механизации работ создаются с увязкой машин между собой по производительности и эффективности с учётом перспективной технологии строительства добычи полезных ископаемых и максимального исключения ручного труда. При этом создаются высокоэффективные машины повышенной единичной мощности особенно для работы при низких температурах.
Особое место при механизации земляных работ занимают бульдозеры. Несмотря на быстрое развитие новых методов разработки грунтов и специализированных машин механический способ резания копания и перемещения в ближайшем будущем останется наиболее эффективным в большинстве эксплуатационных условий что объясняется относительно простой конструкцией бульдозеров широкой сферой и универсальностью применения а также высокой производительностью.
На мировом рынке землеройной и горной техники гусеничные бульдозеры прочно занимают третье место по объемам закупок уступая первое и второе место одноковшовым гидравлическим экскаваторам и колесным фронтальным ковшовым погрузчикам.
Благодаря универсальности гусеничные бульдозеры получили широкое распространение и применение во многих отраслях. Как правило эти машины создают на базе гусеничных тракторов промышленного назначения или промышленных модификаций сельскохозяйственных тракторов. Их производство в России сосредоточено на тракторных заводах в отличие от ранее имевшей место практики когда базовые тракторы поставляли на заводы строительно-дорожного машиностроения где их комплектовали бульдозерно-рыхлительным оборудованием.
Гусеничные бульдозеры или промышленные тракторы традиционно выпускают Челябинский тракторный завод «ЧТЗ-Уралтрак» и Чебоксарский тракторный завод входящий в концерн «Тракторные заводы». Волгоградский тракторный также входящий в этот концерн продолжает производство бульдозеров на базе сельскохозяйственного трактора ДТ-75. В 2004 г. бульдозерной тематикой занялся завод ЧСДМ входящий в Группу ГАЗ а в 2005 г. – орловский «Дормаш».
Немногие ведущие западные компании выпускают бульдозеры. Это Komatsu Caterpillar Dressta Liebherr New Holland и Case. В последние годы на рынок хлынули китайские производители те акцентируются прежде всего на наиболее ходовых позициях – фронтальных погрузчиках и экскаваторах. Бульдозеры тоже фигурируют в их предложениях.
При выполнении земляных работ объектом разработки являются грунты к которым относят любые горные породы или почвы слагающие верхние слои земной коры а также твердые отходы производственной и хозяйственной деятельности человека используемые в строительно-технических целях. Грунты представляют собой сложные многокомпонентные среды трудность разработки которых землеройными машинами зависит в первую очередь от характера структурных связей происхождения условий образования гранулометрического состава пластичности структуры текстуры наличия влаги льда газов солей. По совокупности основных свойств и физическому состоянию грунты дифференцируют на скальные — с жесткими кристаллизационными или цементационными связями и нескальные— без жестких структурных связей.
ОБЗОР ЛИТЕРАТУРНЫХ И ПАТЕНТНЫХ ИСТОЧНИКОВ
1.ОБЗОР ЛИТЕРАТУРНЫХ ИСТОЧНИКОВ
Бульдозер — землеройно-транспортная машина состоящая из трактора оборудованного управляемым отвалом с ножом для послойного срезания перемещения и разравнивания грунта. Грунт срезается ножом накапливается перед отвалом и перемещается по поверхности рабочей площадки при передвижении бульдозера за счет тягового усилия трактора.
Бульдозерами возводятся насыпи планируются площадки и откосы отрываются и засыпаются траншеи котлованы каналы штабелируются и распределяются по поверхности различные сыпучие материалы. Бульдозеры применяются также для корчевки пней и валки деревьев расчистки дорог и площадок и т. д.
- боковые валики; 2 - восходящая ветвь траектории
частиц грунта; 3 -нисходящая ветвь; γ— угол захвата.
Рисунок 1- Схема работы бульдозера: а — с отвалом расположенным под прямым углом к направлению движения (неповоротный отвал); б — с наклонно расположенным отвалом
По способу крепления отвала бульдозеры делят на неповоротные и поворотные. Отвал первых установлен перпендикулярно к продольной оси трактора и положение его в плане не изменяется в отличие от поворотных бульдозеров.
Неповоротные бульдозеры могут перемещать грунт только в направлении своего движения а поворотные при косоугольной установке отвала — и поперек направления движения
(см. рисунок 1) что делает бульдозер более универсальным а в ряде случаев (например при обратной засыпке траншей) значительно более производительным.
По типу ходового оборудования бульдозеры делят на колесные и гусеничные. Колесные бульдозеры способны развивать большие транспортные скорости и перемещаться по дорогам с твердым покрытием но эти бульдозеры как правило обладают большим давлением на грунт и меньшим сцеплением с ним.
По типу механизмов управления отвалом различают бульдозеры с канатным и гидравлическим управлениями. При канатном управлении отвал заглубляется в грунт обычно только за счет силы тяжести рабочего оборудования. При гидравлическом управлении заглубление может быть и принудительным что позволяет применять бульдозеры и в более прочных грунтах.
По номинальному тяговому усилию бульдозеры делят на легкие (25 35 кН) средние (100 200 кН) тяжелые (200 300 кН) и сверхтяжелые (более 300 кН).
Для специальных целей выпускаются бульдозеры с отвалами состоящими из двух частей каждая из которых может поворачиваться в плане как вперед так и назад что обеспечивает машине еще большую универсальность.
— уширители; 2— открылки; 3 — удлинители; 4— рыхлительный зуб; 5 — кирковщик;
— гребенчатые ножи; 7 — канавная надставка; 8 — откосник; 9 — опорная лыжа;
— грузовые вилы; 11— грузоподъемный крюк
Рисунок 2 -Дополнительное оборудование бульдозеров
2.ОБЗОР ПАТЕНТНЫХ ИСТОЧНИКОВ
2.1. Рабочий орган землеройной машины (пат.2163953). Изобретение относится к землеройно-транспортной технике и используется для очистки отвала от налипшего грунта. Рабочий орган содержит отвал очищающий элемент и гидроцилиндр вертикального перемещения.
– гидроцилиндр; 2 – отвал; 3 – очищающий элемент.
Рисунок 3 - Схема работы очищающего устройства
Работает устройство следующим образом: очищающий элемент ( скребок ) совершает возвратно-поступательные движения по отвалу очищая его от налипшего грунта. Скребок приводится в движение при помощи гидроцилиндра.
2.2. Запатентованная система (пат.5463785) способная обеспечить высокую операционную эффективность при работе бульдозера и гладкую поверхность при выемке грунта. В случае если операция осуществляется в автоматическом режиме при котором нагрузка действующая на нож стабильна целевая позиция режущей кромки относительно грунта корректируется применительно к реальной позиции этой кромки в данный момент времени. В соответствии с соотношением между извлеченным грунтом осуществляющим нагрузку на переднюю поверхность ножа нагрузочной способностью передней поверхности ножа и (или) стабильностью нагрузки действующей на нож осуществляется переключение между весовой характеристикой при операционном контроле величины нагрузки и весовой характеристикой при регулировании степени плавности.
Предусмотрена также разработка корреляционных карт относящихся к реальной позиции режущей кромки ножа.
Система управления бульдозером работает следующим образом. Обработка поступающих сигналов для определения величины буксования машины осуществляется микропроцессором по программе. Программа вычисления буксования которое определяется как отношение разности частот вращения ведущего и ведомого колес машины к частоте вращения ведущего колеса записана в запоминающем устройстве. Таким образом автоматически поддерживая буксование машины в пределах заданных значений поддерживают силу тяги на максимально возможных уровнях. Применение предлагаемого устройства для бульдозера обеспечит значительный экономический эффект за счет повышения его производительности.
2.3. Большие усилия на скручивание рамы бульдозера возникающие при действии подъемных гидравлических цилиндров отвала (ножа) можно избежать. При возникновении таких усилий необходимо прекратить доступ гидравлической жидкости в цилиндр или уменьшить доступ жидкости и уменьшить скорость перемещения отвала. Предлагается гидравлическая система из двух насосов. Патент (6129158) представлен компанией Komatsu.
Бульдозеры предложенной конструкции по сравнению с бульдозерами серийного производства при прокладке и очистке дорог планировке площадей копании хозяйственных каналов ставков хранилищ засыпки траншей имеют производительность увеличенную более чем в 8-10 раз; энергозатраты снижаются в 5-7 раз. Расширяется область применения бульдозеров: например для разработки земляных завалов пересыпки различных буртов и выполнения других работ при этом двигатель машины получает более равномерную нагрузку.
2.4. Кабина строительной машины (пат. 6244369). Левая стенка кабины имеет две части расположенные под тупым углом. На передней стенке имеется дверь. Такое расположение стенки позволяет увеличить площадь и объем кабины.
В ходе обзора литературных и патентных источников а также рассмотрев учебное пособие «Расчет бульдозера» под редакцией Щемелева А. М. [5] были установлены следующие направления развития и совершенствования бульдозеров:
Стремиться создавать бульдозеры которые без капитального ремонта
(с заменой отдельных быстроизнашивающихся элементов и узлов при текущем ремонте) могли бы отрабатывать 10—12 тыс. ч. в любых эксплуатационных условиях с наработкой на отказ до 400 ч. т. е. вырабатывать весь расчетный ресурс и срок амортизации за 3-4 года;
Совершенствовать параметры и конструкции узлов и элементов бульдозера обеспечивать эффективное выполнение каждого элемента рабочего цикла т. е. улучшать его функциональные свойства и производительность;
Сокращать число видов и точек смазки сводя их в одно удобное место;
Предусматривать модульное исполнение большинства узлов двигателя с редуктором отбора мощности коробки передач заднего моста планетарных механизмов поворота и др. и легко разбираемые элементы снятие и установку которых можно производить без нарушения смежных узлов;
Исключать или сводить к минимуму регулировочные операции с
гидравлическим или механизированным сервоусилением их
Обеспечивать легкую смену быстроизнашивающихся деталей;
Приспособить все емкости для механизированной заливки топлива или смазочного материала стремиться использовать единые сорта смазочного материала для различных агрегатов и узлов;
Стремиться заменить приборы с цифровыми указателями на табло или приборы с цветовыми шкалами;
Для обеспечения наиболее выгодных тяговых и скоростных режимов работы бульдозера применять автоматизированные системы;
При совершенствовании бульдозеров учитывать требования эргономики и безопасности.
)Оборудование и трансмиссия управляются джойстиками производства
Bosch-Rexroth - никаких рычагов и педалей. Работой двигателя и гидравлики помогает управлять бортовой компьютер пульт которого выведен в кабину.
)Применение высококачественных комплектующих узлов и новых техноло гий обеспечивающих уменьшение эксплуатационных расходов и затрат на техническое обслуживание значительно улучшают условия работы машиниста и в целом обеспечивается высокая производительность машин.
)Базой для бульдозера является собственная конструкторская разработка с применением отечественных материалов и комплектующих лучших производителей.
)У данного бульдозера улучшена эргономика. Применение гидростатической трансмиссии обеспечивает лучшие технико-экономические показатели. Обеспечиваются лучшие условия труда тракториста.
ВЫВОДЫ ПО ПРОВЕДЕННОЙ РАБОТЕ
В ходе обзора литературных источников ознакомился с классификацией бульдозеров рассмотрел схемы работы бульдозера а также проанализировал дополнительное оборудование бульдозеров с неповоротным отвалом.
Было рассмотрено изобретение фирмы Caterpillar – колёсный бульдозер 844 Wheel Dozer: этот бульдозер имеет улучшенное управление работой двигателя новую систему вторичного охлаждения воздуха увеличенные интервалы смены масла и более эффективную систему охлаждения.
Была рассмотрена статья к. т. н А. В. Раннева «Специальные японские бульдозеры» и на её основании были сделаны следующие выводы: В настоящее время характерным для японских фирм является создание бульдозеров специально предназначенных для работ на больших скоростях. Новые машины более эффективны чем применяемые в Японии колёсные погрузчики о чём свидетельствуют первые полученные на практике результаты
Также были рассмотрены патентные разработки которые позволяют повысить эффективность работы увеличить производительность и улучшить условия труда машиниста.
Рисунок 4- трактор Т-4А
Применяемый на тракторах двигатель А - 01МСИ при увеличенной до 130 л.с. мощности и повышенном до 25% запасе крутящего момента повысил эффективность использования землеройных агрегатов.
Три ступени мощности модификаций двигателя также способствуют рациональному применению его.
Возможность работы двигателя на различных видах топлива (дизельное керосин газоконденсат) делают трактор и агрегаты на его базе весьма эффективными в различных регионах. Двигатель в зависимости от условий эксплуатации может комплектоваться различными системами пуска: электростартерной и карбюраторным пусковым двигателем. Предусмотрена возможность комплектации предпусковым подогревателем и другими средствами облегчения пуска что позволяет эксплуатировать двигатель в климатических зонах с температурой воздуха до минус 50 °С.
Таблица 2- Основные технические характеристики двигателя
-цилиндровый четырехтактный с неразделенной камерой сгорания (в поршне)
Эксплуатационная мощность кВт (л.с.)
Запас крутящего момента %
Удельный расход топлива
при эксплуатационной мощности гкВт (гл.с.ч)
Количество цилиндров
Воздухоочиститель двухступенчатый: первая ступень - мультициклон с автоматическим удалением пыли вторая ступень - бумажные фильтрующие элементы Система смазки комбинированная с полнопоточным фильтром со сменными бумажными элементами
Система пуска электростартерная (индекс "0") или пусковой карбюраторный
двигатель (индекс " 1")
Трансмиссия на трактор
Муфта сцепления постоянно замкнутая сухого трения гидросервированная Коробка передач четырехвальная с шестернями постоянного зацепления обеспечивает восемь скоростей вперед и четыре - назад. Выпускается в вариантах приспособленных и неприспособленных под установку вала отбора мощности и хо-доуменьшителя.
Трансформируется в шестискоростную блокировкой первой передачи нормального и ускоренного диапазонов (для части комплектаций тракторов болотоходной модификации)
Главная передача бортовые фрикционы тормоза и бортовые редукторы такие же как у гидромеханической трансмиссии. Максимальные тяговые усилия и скорости движения тракторов с механической трансмиссией с двигателем мощностью 130 л.с. (при номинальной частоте вращения коленчатого вала
Несущая система на тракторе
Рамная сварная. Необходимая жесткость обеспечивается пространственной конструкцией корпуса бортовых фрикционов к которому приварены лонжероны коробчатого сечения бампером и коробкой балансирной балки приваренных к лонжеронам. Рама болотоходной модификации имеет удлиненные лонжероны.
Ходовая система на трактор
Тележечная. Подвеска тележек - полужесткая трехточечная с жесткой балансирной балкой с микроподрессориванием. Применение такой подвески позволяет рационально использовать массу ходового аппарата при работе с бульдозерным оборудованием и более эффективно по сравнению с традиционной рессорной подвеской использовать бульдозерный агрегат особенно на плотных грунтах. На рамах гусеничных тележек из труб прямоугольного профиля установлены опорные и поддерживающие катки натяжное колесо и механизм сдавания гусениц.
За стандартную (основную) принята ходовая часть с пятикатковыми тележками традиционных для тракторов ЧТЗ тягового класса 10. Семикатковые тележки применяются на тракторах для работы на слабых почвах ("болотоходных"). Совместно с башмаками шириной 900 мм они обеспечивают значительно пониженное удельное давление на грунт.
Семикатковые тележки применены и на тракторах используемых в качестве базы под трубоукладчики ТР12 и ТР20 и под прицепной кран КП-25.
Номинальное напряжение 24 В
Генератор переменного тока 966.3701 мощностью 1 кВт с выпрямителем и электронным регулятором напряжения аккумуляторные батареи
СТ-182ЭМС2 Стартер 251.3708 мощностькВт 82
Габаритные размеры на бульдозер
Габаритные размеры тракторов Т-170 всех модификаций и комплектаций укладываются в железнодорожный габарит.
Базовая модель имеет габариты мм:
ОБОСНОВАНИЕ КОНСТРУКТИВНОЙ СХЕМЫ
-отвал; 2- гидроцилиндр перекоса; 3- гидроцилиндр подьема отвала; 4- базовый трактор;
- балки ходового устройства; 6- шарнир; 7- толкающий брус; 8- универсальный шарнир
Рисунок 5- Конструктивная схема бульдозера
Отвал 1 крепится посредством универсальных шарниров 8 к толкающему устройству в виде брусьев 7 коробчатого сечения задние концы которых соединены с помощью упряжных шарниров 6 с балками 5 ходового устройства базового трактора 4. Шарниры позволяют толкающим брусьям поворачиваться в вертикальной и горизонтальной плоскостях при перекосе отвала. Подъём и опускание отвала осуществляется с помощью двух гидроцилиндров двойного действия 3 штоки которых шарнирно прикреплены к отвалу через кронштейны.
РАСЧЁТ ОСНОВНЫХ ПАРАМЕТРОВ
Главным параметром гусеничного бульдозера является-номинальное тяговое усилие под которым понимают усилие развиваемое базовым трактором на плотном грунте с учетом его догрузки от веса навесного оборудования при буксовании не выше 7% и скорости 25-3 кмч.
Основные параметры бульдозера: эксплутационный вес основные рабочие скорости среднее статическое удельное давление и смещение центра тяжести (давления) удельное давление и усилие на режущей кромке ножа отвала определяющее возможность разработки грунтов с различными сопротивлениями копанию.
К основным конструктивным параметрам рабочего оборудования бульдозера относятся: длинна и высота отвала параметры профиля отвальной поверхности угол установки отвала наибольшая высота подъема и опускания отвала скорость подъема и опускания.
На основании литературы [5] производим расчет основных параметров бульдозера:
Номинальное тяговое усилие бульдозера:
Тнб=Gсц ×φсц=10444 ×0.9=93996Н=93.996 кН (1)
где: φсц-коэффициент использования веса базовой машины с оборудованием по сцеплению
для гусеничного промышленного трактора φсц=09
Gсц- сцепной вес бульдозера в рабочем состоянии
Gсц=(1.17×122)×Gбм=12×88700=106440Н=10444 кН
Gбм– эксплуатационный вес базовой машины без навесного оборудования (887 кН)
Номинальное тяговое усилие по мощности двигателя:
= =170492Н=1705 кН (2)
где: Nдв - мощность двигателя: 130 кВт
- к.п.д. механическое: 08
V1-скорость передвижения на 1-ой передаче: 061 мс
Так как Тнбl ≤ Тнб следует что номинальное тяговое усилие равно:
Скорость рабочего хода бульдозера при отсутствии автоматизированного управления бульдозерного оборудования и транспортом выбирают в пределах 25-31 кмч.
Скорость рабочего хода не могут превышать эти значения ввиду невозможности точного управления органом из-за утомляемости водителя при ручном управлении.
Среднее статическое удельное давление на опорную поверхность определяется по формуле:
где: Lon-длинна опорной поверхности гусениц с учетом полного погружения
почвозацепов: 2500 мм
В - ширина гусеницы: 690 мм
Gб -вес бульдозера: 88.7 кН
Удельное напорное и вертикальное усилие и давление на режущей кромке ножа отвала характеризуют возможность разработки бульдозером грунтов различной прочности.
Удельное напорное усилие на режущей кромке ножа отвала определяется из выражения:
qr= = =0376 кНсм (4)
где: Тнб -номинальное тяговое усилие 93. 996 кН
В0-длинна отвала 2500 мм
Таблица 3- Значения удельных напорных усилий и давлений обеспечивающих заглубление отвала на грунтах 1 6 категорий.
Удельное напорное усилие режущей кромки ножей отвала
Удельное вертикальное давление площади ножей отвала
Исходя из таблицы 5 видно что разрабатываемая машина может работать с грунтами 2-й категории .
Из таб. находим что удельное вертикальное давление площади ножей отвала qв=02 кНсм2 и из этого находим t-ширину режущей кромки:
где: В -длинна отвала 2200 мм.
Рв –наибольшее возможное вертикальное усилие на режущей кромке ножа отвала:
Рв =Rx ×tgγ=75.2×tg170=23 кН
где: Rx –горизонтальная составляющая сил сопротивления на отвале:
Rx =К×Тн.б=08×93.996=752 кН
где: К-коэффициент использования тягового усилия-08
γ-угол наклона результирующих сил сопротивления на отвале при копании грунта
плотной структуры γ=170
Рисунок 6- Сечение ножей и отвала при определении их опорной площади.
-1 при неизношенных ножах 2-2 при изношенных ножах.
Удельное вертикальное давление при принудительном заглублении отвала при изношенных ножах q3B=0.2 кНсм2
1.ПОЛОЖЕНИЕ ЦЕНТРА ДАВЛЕНИЯ
Расчет ведем по методике изложенной в литературе [5]:
Положение центра давления т.е. точки приложения равнодействующей всех нормальных реакций грунта на гусеничный движитель бульдозера определяется для следующих основных расчетных случаев.
Бульдозер стоит на горизонтальной поверхности отвал поднят в транспортное положение на максимальную высоту рис .
Бульдозер движется по горизонтальной поверхности с максимально возможным объёмом призмы волочения при одновременном резании грунта с оптимальной глубиной резания рис .
Бульдозер движется в траншее по горизонтальной поверхности без срезания грунта но с максимально возможным объемом призмы волочения.
а- отвал поднят; б- отвал опущен; в- нейтральное положение отвала
Рисунок 7- Расчетные случаи для определения центра давления
Центр давления может быть определен по формуле:
где: Gб - эксплуатационный вес бульдозера 88.7 кН
Rz- вертикальная составляющая сил сопротивления на отвале
Rx- горизонтальная составляющая сил сопротивления на отвале
N= Gб + Rz –равнодействующая всех нормальных реакций грунта на гусеницы
d -расстояние от центра тяжести бульдозера до оси ведущей звездочки-1800 мм
d1 - расстояние от точки приложения результирующей сил сопротивления на отвале – 4840 мм
Рисунок 8- Схема сил действующих на бульдозер при определении координат центра давления.
Рисунок 9- Положение результирующей сил сопротивления на отвале
Первое расчетное положение Rz×Rx=0:
Второе расчетное положение:
Горизонтальная составляющая сил сопротивления на отвале- Rx:
Rx= Кт×Тн.б=08×93.996=75.2 кН (9)
где: Кт-коэффициент использования тягового усилия-08.
Вертикальная составляющая сил сопротивления на отвале:
Rz =Rx ×tgγ=75.2×tg200=27.4 кН. (10)
где: γ-угол наклона результирующих сил сопротивления на отвале =150 200 примем 200.
Положение центра давления:
где hr-расстояние от режущей кромки ножа отвала до точки приложения результирующих сил сопротивления на отвале:
hr=017×Н=017×800=136 мм
где Н-высота отвала-800 мм.
Третье расчетное положение:
Методика расчета та же как и для второго положения только =00 60примем 50 и
hr=027*Н=027*800=216 мм.
Результат вычисления: Х3=2377 мм
По величине Х находят смещение центра давления от середины опорной поверхности гусениц которое для всех расчетных случаев не должно превышать 16 длины этой опорной поверхности. Положение центра давления характеризует распределение нормальных реакций грунта на опорные поверхности гусениц а следовательно и тягово-сцепные качества базовой машины при работе с бульдозером.
2.ПАРАМЕТРЫ ПРОФИЛЯ ОТВАЛЬНОЙ ПОВЕРХНОСТИ
Расчет ведем по методике изложенной в литературе [5]:
К основным параметрам профиля отвала относятся:
Н - высота отвала без козырька (расстояние по вертикали между режущей кромкой среднего ножа и верхней кромкой отвала);
γ0 - угол резания при основной установке отвала (угол между горизонталью и передней плоскостью ножей);
o - угол опрокидывания при основной установке отвала (угол между горизонталью и касательной к верхней кромке отвала);
- угол наклона при основной установке отвала (угол между горизонталью и линией соединяющей верхнюю кромку отвала с режуще! кромкой среднего ножа отвала).
Hk – высота отвала с козырьком
k - угол установки козырька
o – задний угол при основной установке отвала
Рисунок 10-Параметры профиля отвала
Длина отвала бульдозера выбирается минимально возможной из
расчета перекрытия габарита базовой машины по ширине или наиболее
выступающих в стороны элементов толкающей рамы при любом положении отвала. Отвал должен перекрывать наиболее выступающие части базовой машины или толкающей рамы не менее чем 100 мм с каждой стороны.
Lo = Lб.м. + 200 = 1952+200 = 2152 мм 2200 мм (11)
где Lб.м. - ширина базовой машины 1952 мм
Для бульдозеров общего назначения высоту отвала рекомендуется определять по следующим эмпирическим формулам:
H = 500 - А× Тн.б. = 500 - 05×4 = 792мм 800мм (12)
где: Тн – тяговый класс трактора – 10
А = 05 при номинальных тяговых усилиях менее 400 кН
Нk = (01 025)Н = 02Н = 02*800 = 160 мм
Радиус кривой части профиля:
R 0.99Н = 099*800 = 792 мм
Угол резания значительно влияет на процесс копания грунта и его энергоемкость определяя необходимое усилие для отделения грунта от массива а также потребное для внедрения в грунт вертикальное давление на режущей кромке отвала.
Рекомендуется применять значение угла 50—55°
Таблица 6- Значения параметров отвала
Наименование параметра
Угол наклона отвала 0
Угол опрокидывания o
Угол установки козырька k
Фактический объём призмы волочения:
где: В - длинна отвала-2200 мм.
Н-ширина отвала с козырьком-960 мм.
К1-коэффициент зависящий от характера и типа грунта-09.
Сопротивление грунта резанию:
W1=kbhsinα=602.2·03·sin90º=39.6 кH (15)
где k-удельное сопротивление грунта лобовому резанию к=60 кНм2 -3 категория грунта;
b-ширина вырезаемой стружки равная длине отвала м;
h-средняя толщина стружки h=03м;
Сопротивление от перемещения грунта вверх по отвалу:
W2=Vф ×ρ×f2м ×g×cos2 γ×g=1.12×0.57×1.5× cos255×10=3.15 кН.( 16 )
где: Vф- фактический объём призмы волочения.
f2м- коэффициент трения грунта по металлу f2м=057;
γ- угол резания-550;
g-ускорение свободного падения примем 10 мс2.
ρ-плотность грунта в плотном теле-15 тм3.
Сопротивление от перемещения призмы волочения:
W3=Vф ×ρ×fпр ×g=1.12×0.5×1.5×10=8.4 кН. ( 17 )
где : Vф- фактический объём призмы волочения-1.12 м3.
fпр - коэффициент трения грунта о грунт fпр=05;
Сопротивление от перемещения самой машины как тележки:
W4=Gб×f =11088×01=11088 кН ( 18)
где: Gб- масса бульдозера (с навесным оборудованием); Gб=11088кН
f -коэффициент сопротивления перемещения бульдозера f =01;
Суммарное сопротивление:
W=W1+W2+W3+W4=39.6+3.15 +8.4 +11088 =62.238 кН (19)
Потребную мощность определяют по формуле
N=W·V1000 = 62238×0.6110000.8=47.8 кВт (20)
-коэффициент полезного действия силовой передачи бульдозера =075 09;
V- рабочая скорость бульдозера V=061 мс;
Коэффициент использования по мощности
Kн=100% = 47.850 ×100%=95.6% (21)
4.РАСЧЕТ УСИЛИЙ В ГИДРОЦИЛИНДРАХ
И МЕТАЛЛОКОНСТРУКЦИИ РАБОЧЕГО ОБОРУДОВАНИЯ
Расчет ведем по методике изложенной в литературе [5] и [1]:
Расчет усилий на штоке гидроцилиндров приведем для конструктивной схемы рабочего оборудования с неповоротным отвалом. На рабочее оборудование бульдозера действуют следующие силы: вес рабочего оборудования G сила на штоке S реакция грунта P.
Рисунок 11- Схема для расчета усилий в гидроцилиндрах
Горизонтальную и вертикальную составляющую силы вычисляем по формулам:
Р01=Gсц ×φmax=104.4×0.9=93.96 кН (22)
где: φmax – максимальный коэффициент сцепления движения базовой машины с грунтом – 09.
Р02= Р01××tg(φ+)=93.96×tg(55+20)=350.6кН (23)
где: – угол трения грунта по стали 20°;
φ – угол резания 55°.
Сумму S для случая копания грунта находим из условия равновесия моментов сил действующих на рабочее оборудование бульдозера относительно точки G:
где: z-число цилиндров – 2. Диаметр цилиндра – 160мм.
hk=0.17Н=017×08=0136м (25)
Из графической части курсового проекта: l0=18м a=048м l=34м b=26м.
В расчете бульдозера предусматривается возможность удара отвала о препятствие который может пройти для двух сочетаний условий работы: на больших скоростях когда сила тяги по двигателю меньше силы тяги по сцеплению и на малых скоростях когда полное буксование гусениц наступает до остановки машины. Второй случай более вероятен. С большой степенью точности можно полагать что на рабочее оборудование бульдозера при этом будет действовать максимальное тяговое усилие по сцеплению и сила инерции.
Тогда горизонтальное усилие действующее на рабочее оборудование:
где: – скорость бульдозера в момент встречи с препятствием 08мс
mб – масса бульдозера
TT – номинальное тяговое усилие
С0 – суммарная жесткость препятствия и навесного оборудования:
С1 – коэффициент жесткости навесного оборудования С1=TТ=93.996кН
С2 - коэффициент жесткости препятствия для гранитного массива 130 кН
5.РАСЧЕТ УСТОЙЧИВОСТИ БУЛЬДОЗЕРА
Наиболее опасным положением бульдозера является работа на уклонах где существует вероятность опрокидывания машины:
Рисунок 14- Схема для расчета устойчивости бульдозера.
tgα=; αarctg αarctg11.2 α39.8° (29)
где b = 12 – расстояние до центра тяжести
с = 1 - расстояние до опорной поверхности.
Устойчивая работа машины обеспечивается при выполнении условия:
αуст=α*К=398*088=35° К=088 – коэффициент запаса.
Не превышение угла α т.к. αуст=35°
РАЗРАБОТКА КИНЕМАТИЧЕСКОЙ И ГИДРАВЛИЧЕСКОЙ СХЕМ
РАБОЧЕГО ОБОРУДОВАНИЯ
1 КИНЕМАТИКА РАБОЧЕГО ОБОРУДОВАНИЯ
Угол поперечного перекоса ±6º
Угол резания 60º±10º
Рисунок15-Кинематика рабочего оборудования
отвал в нейтральном положении
изменение угла резания
Vs1 – скорость втягивания штока подъёма отвала
Vs2 - скорость выдвижения штока гидроцилиндра изменения угла резания
Vs3 - скорость изменения угла перекоса
2. ВЫБОР ОСНОВНЫХ ПАРАМЕТРОВ И РАСЧЁТ РАЗРАБАТЫВАЕМОГО ГИДРОПРИВОДА
Расчет ведем по методике изложенной в литературе [6]
Гидравлическая система управления отвалом (рис. 16) состоит из: двух гидроцилиндров 10; масляного насоса 1 имеющего привод от двигателя; маслобака 2; предохранительного клапана 3; фильтра 4; золотникового гидравлического распределителя 5 с рычагом управления 6 расположенным в кабине трактора; маслопроводов 7 8 9 11.
Гидроцилиндр 10 подъема отвала состоит из цилиндрического корпуса поршня 12 и штока 13 соединенного с рабочим оборудованием. Золотник распределителя при управлении отвалом может занимать четыре положения:
)Н нейтральное при котором отвал зафиксирован перекрытием маслопроводов 9 и 11;
)П подъем отвала посредством подачи масла под давлением в нижнюю полость гидроцилиндра и слива его из верхней полости в бак;
)О - опускание отвала посредством подачи масла в верхнюю полость гидроцилиндра и слива его из нижней полости в бак;
)Пл - плавающее положение отвала посредством соединения противоположных полостей гидроцилиндра друг с другом а также с баком.
Рисунок 16- Схема гидравлической системы управления отвалом
2.1 РАСЧЕТ ГИДРОЦИЛИНДРОВ
Главными рабочими параметрами гидроцилиндра являются номинальное давление Pном диаметр цилиндра D ход поршня S и диаметр штока dш.
Диаметр цилиндра определяется из условий обеспечения требуемого максимального усилия на штоке S:
где К3 – коэффициент запаса по давлению учитывающий потери давления в трубопроводах (=12).
Для расчетов гидропривода применяем значение F= 160 кН
гм = о мц – гидромеханический КПД гидроцилиндра равный произведению объемного и механического КПД гидроцилиндра. Объемный КПД современных гидроцилиндров принимается - о =099. Значения механических КПД гидроцилиндров мц=095. Давление в штоковой полости для предварительных расчетов можно принять Pш = 03..05 МПа. φ=133.
В соответствии с ГОСТ 12447-80 округляем до ближайшего стандартного значения в большую сторону.
Стандартные диаметры цилиндров мм: 5; 8; 10; 14; 16; 18; 20; 25; 28; 32; 36; 40; 45; 50; 56; 63; 70; 80; 90; 100; 110; 125; 140; 160; 180; 200; 220; 250; 280; 320; 360; 400; 500; 630; 800.
Выбираем значение D = 160 мм.
Действительная скорость перемещения поршня определяется по формуле:
Исходя из условия что V 20 смс получим неравенство:
В соответствии с ГОСТ округляем до значения Qц = 100 лмин.
Определяем скорость перемещения поршня по формуле:
РАЗРАБОТКА ТЕХНОЛОГИЧЕСКОЙ СХЕМЫ ВЫПОЛНЕНИЯ РАБОЧИХ ОПЕРАЦИЙ
Бульдозеры широко применяют практически во всех отраслях народного хозяйства: гражданском промышленном сельскохозяйственном дорожном гидротехническом строительстве лесной промышленности при добыче полезных ископаемых в промышленности строительных материалов в мелиорации водном хозяйстве сельскохозяйственном производстве городском хозяйстве металлургической и угольной промышленности на строительстве нефте- и газопроводов и т.п..
Бульдозеры выполняют основные виды работ схемы которых показаны на рис.
Рисунок 17- Основные виды работ выполняемые бульдозером
а - разработка траншей котлованов каналов с отсыпкой грунта в кавальеры насыпи;
б - срезка косогоров и засыпок выемок;
в - снятие плодородного слоя или пустой породы;
г - планировка передним ходом;
д - разравнивание при переднем ходе машин;
е - планировка при заднем ходе машины;
ж - засыпка траншей;
з - толкание скрепера при наполнения ковша грунтом;
и - погрузка грунта в автотранспорт с эстакады;
к - погрузка материалов в автотранспорт с лотка;
л - валка деревьев;
н - срезка кустарников и мелколесья;
о - снегоочистительные работы;
- исходное положение бульдозера; 2 - резка и транспортирование грунта; 3- бульдозер на насыпи; 4 - насыпь или кавальер; 5 - траншея; 6 - косогор; 7 - выемка; 8 - плодородный слои или пустая порода; 9 - полезные ископаемые или строительные материалы; 10 - скрепер 11 - эстакада 12 -автотранспорт; 13 - погрузочный лоток
Эти машины отрывают котлованы под фундаменты зданий сооружают насыпи железнодорожных и автомобильных дорог срезают косогоры и засыпают выемки производят планировку при переднем и заднем ходе разравнивают материалы толкают скреперы в тяжелых грунтовых условиях погружают грунт или материал в автотранспортные средства и на конвейеры с помощью эстакады или лотка разравнивают площадку и засыпают траншеи при строительстве нефтегазопроводов возводят плотины дамбы и роют каналы в мелиоративном и гидротехническом строительстве. Бульдозеры могут осуществлять валку деревьев корчевку пней срезку мелколесья и кустарников в дорожном строительстве и лесном хозяйстве. Широко применяют бульдозеры при добыче полезных ископаемых открытым способом в горном деле как для уборки растительного слоя земли и пустой породы так и для разработки и транспортирования угля золотоносных песков железных руд. Зимой бульдозеры используют для снегоочистки дорог и площадей и снегозадержания в сельском хозяйстве.
ОПРЕДЕЛЕНИЕ ПРОИЗВОДИТЕЛЬНОСТИ
Производительность бульдозера при разработке и перемещении грунта:
= = 66.3м3смену =23 м3ч (35)
где: Т-продолжительность смены 8ч;
кв- коэффициент использования бульдозера по времени кв=08 09;
ку- коэффициент уклона местности ку=08;
Vпр –объём призмы волочения м3;
Vпр = 05*Вс*Н2*fо=0.5*1.54*0.82*0.92=0.45 м3 (36)
где: Вс – эффективная ширина отвала Вс=В*fе=2200*07=1540 мм
fе – коэффициент заполнения боковых частей отвала – 07
fо – коэффициент учитывающий профиль отвала – 092
Н – высота отвала – 800 мм
tц- продолжительность цикла c;
tц = tр+ tпер+ tразг+ tобр+ 2tцов+ tперек=11+40+8+2*20+12=125 с (37)
где: tр – время срезания грунта - 11с
tпер – время перемещения: tпер=LперVпер=200.5=40 c
Lпер – путь перемещения – 20 м; Vпер – скорость перемещения – 05мс
tразг – время разгрузки – 8с
tобр – время обратного хода: tобр= Lпер Vобр=20144=14 с (38)
Vобр – скорость на 3-й передаче – 144 мс
tцов – время поворота - 20с
tперек – время переключения передач – 12с
Рисунок 17 -Схема для расчёта производительности
а) при разработке и перемещении грунта; б) при планировочных работах
– срезание грунта; 2 – перемещение; 3 – насыпь.
Производительность бульдозера при планировочных работах:
Псмпл=T×Lh×Kb×Lo(n×(tпл+tпов))=8×3600×60×0.8×2.72130=10441.6 м2смену
где: Т – продолжительность смены – 8ч
Kb – коэффициент использования по времени – 08
n – число проходов по одному месту – 2
Lh – длина участка – 60м
Lo – длина отвала – 27м
tпов – время поворота – 10с;
tпл – время планировки: tпл = LуVп=6005=120 с
Vп – скорость планировки – 05 мс
Рисунок 18-График зависимости производительности от длины участка
МЕРОПРИЯТИЯ ПО ОХРАНЕ ТРУДА И ТЕХНИКЕ БЕЗОПАСНОСТИ
Общие требования безопасности.
К управлению и обслуживанию бульдозеров допускаются лица не моложе 18 лет прошедшие предварительный при поступлении на работу медицинский осмотр обученные по соответствующим программам в профессионально - технических училищах или учебнокурсовых комбинатах аттестованные квалификационными комиссиями с участием представителя местного органа технадзора и имеющие удостоверение на право управления бульдозером . Удостоверение должно быть заверено печатью учебного заведения и штампом государственного инспектора Проматомнадзора .
Управление бульдозером может быть поручено водителю трактора после обучения его по соответствующей программе и аттестации квалификационной комиссией .
В случаях когда обслуживаемая бульдозером зона полностью не обозревается из кабины машиниста для передачи сигналов машинисту должен быть назначен сигнальщик лицом ответственным за безопасное производство работ бульдозерами.
Допуск к самостоятельной работе машинистов и их помощников оформляется приказом по организации ( предприятию ) после проверки знаний инструкций завода - изготовителя по эксплуатации бульдозера и вручения им под расписку настоящей инструкции.
знать устройство бульдозера устройство и назначение его механизмов и приборов безопасности ;
владеть навыками необходимыми для управления механизмами бульдозера и ухода за ними ;
знать факторы влияющие на устойчивость бульдозера и причины потери устойчивости ;
знать ассортимент и назначение смазочных материалов применяемых для смазки трущихся частей бульдозера ;
За невыполнение требований настоящей инструкции работник несет ответственность в соответствии с действующим законодательством
Требования безопасности в аварийных ситуациях
При авариях и несчастных случаях машинист должен остановить бульдозер немедленно принять меры по оказанию потерпевшему ( потерпевшим ) доврачебной медицинской помощи и поставить в известность лицо ответственное за безопасное производство работ бульдозерами а в его отсутствие - бригадира а также сохранить обстановку до прибытия комиссии по расследованию если это не представляет опасности для жизни и здоровья людей .
Обслуживание бульдозера и уход за ним
Машинист бульдозера отвечает за правильное его обслуживание. При этом он должен :
1. содержать механизмы и оборудование в чистоте и исправности ;
2. своевременно производить смазку всех трущихся деталей механизмов и канатов согласно требованиям инструкции завода - изготовителя ;
3. хранить смазочные и обтирочные материалы в закрытых металлических ящиках удалять использованный обтирочный материал ;
4. знать сроки и результаты проведения слесарями и электромонтерами профилактических периодических осмотров бульдозера его отдельных механизмов и узлов по записи в журнале периодических осмотров .
Устранение неисправностей возникших во время работы бульдозера производится по заявке машиниста . Другие виды ремонта бульдозера осуществляются в установленные нанимателем сроки
Требования безопасности при консервации и хранении трактора
Лица допускаемые к работам по консервации (расконсервации) должны быть осведомлены о степени вредности применяемых веществ и уметь пользоваться средствами индивидуальной защиты.
Работы связанные с применением органических растворителей и ингибиторов коррозии необходимо проводить при принудительной вентиляции (местной или общей приточно-вытяжной).
При консервации маслами или смазками путем распыления не допускается образования масляного тумана
Требования пожарной безопасности
Трактор должен быть укомплектован исправным огнетушителем и лопатой. Укомплектование производится эксплуатирующей организацией.
Заправку трактора горюче-смазочными материалами производить механизированным способом при остановленном дизеле.
Своевременно устранять течи горюче-смазочных материалов из систем и сборочных единиц трактора. Не допускать на тракторе подтеков топлива и масла. Периодически очищать от нагара выхлопную трубу дизеля.
Электропроводка и агрегаты системы электрооборудования трактора должны находиться в исправном состоянии.
При обнаружении на тракторе пожара:
-прекратить подачу топлива (остановить дизель);
-затушить пламя при помощи огнетушителя накрыванием брезентом забрасыванием землей или песком а также с использованием других подручных средств.
Запрещается использование воды для тушения воспламенившихся нефтепродуктов.
-разводить огонь и курить у мест заправки и стоянки тракторов;
- оставлять трактор после работы и после заправки у заправочного пункта;
открывать пробки бочек с бензином ударами металлических предметов
Охрана окружающей среды
Эксплуатация дорожных машин и предприятий дорожного хозяйства отрицательно влияет на окружающую среду по следующим основным направлениям: нарушение земной поверхности при строительстве дорог и разработке карьеров строительных материалов; загрязнение сточными водами и техническими жидкостями поверхности земли рек и водоемов; загрязнение воздушного бассейна выхлопными газами пылью и сажей при сушке строительных материалов и сжигании топлива.
Восстановление земельных участков должны проводиться в ходе работ а если это невозможно не позднее чем в течение года после их завершения.
Осветление вод промышленных стоков сбрасываемых в водоемы является важным техническим мероприятием при эксплуатации дорожных машин и предприятий дорожного хозяйства. Различают три вида загрязнений воды: органическое (загрязнение в виде взвеси состоящей из минеральных частиц) химическое растворение различных веществ (включая токсичные) и микробиологическое. Кроме того с водами промышленных стоков в водоемы могут попадать остатки и сливы горюче-смазочных материалов и нефтепродуктов используемых при эксплуатации оборудования.
Организации деятельность которых влияет на водный режим обязаны сооружать на всех предприятиях сбрасывающих в водоемы загрязненные воды очистные устройства с искусственной или естественной очисткой.
При приготовлении асфальтобетонных и цементобетонных смесей в атмосферу выбрасываются продукты сгорания топлива и пыль. На мощных АБЗ и ЦБЗ количество скапливающейся пыли достигает до 4т в сутки. Перспективной является замкнутая технология газоочистки исключающая или существенно снижающая количество производственных отходов. Эффективным является замена жидкого топлива на электронагрев каменных материалов в сушильном барабане.
При работе дизельного двигателя в среднем на 1 кг топлива приходится 25 кг воздуха. В результате сгорания образуется 650 м3 отработавших газов их токсичность обусловливается содержанием окиси углерода (05 % на 1 м3) окислов азота (04 %) углеводородов (01 %) и сажи (до 1500мгм3).
Для автомобилей с бензиновыми двигателями установлены нормы и методы определения содержания окиси углерода которые не должны превышать 15% объема отработавших газов на минимальных оборотах.
Дымность отработавших газов дизельных двигателей дорожных машин не должна превышать 40 %. Установлено что минимальную удельную токсичность имеют дизельные двигатели загруженные на 60 70 %.
Отработавшее масло и все загрязненные обтирочные материалы следует тщательно собирать для последующей уборки с территории в установленном порядке.
Особое место при механизации земляных работ занимают бульдозеры. Несмотря на быстрое развитие новых методов разработки грунтов и специализированных машин механический способ резания копания и перемещения в ближайшем будущем останется наиболее эффективным в большинстве эксплуатационных условий что объясняется относительно простой конструкцией бульдозеров широкой сферой и универсальностью применения а также высокой производительностью. На мировом рынке землеройной и горной техники гусеничные бульдозеры прочно занимают третье место по объемам закупок уступая первое и второе место одноковшовым гидравлическим экскаваторам и колесным фронтальным ковшовым погрузчикам.
СПИСОК ЛИТЕРАТУРНЫХ ИСТОЧНИКОВ
Винокуров Е.Ф. Петрович А.Г. – «Сопротивление материалов».
Захарчук Б.З. Телушкин В.Д. – «Бульдозеры и рыхлители»
Проектирование машин для земляных работ. А.М.Холодов.-М.: Высш. школа 1979.
Лабораторный практикум "Бульдозеры" В.В.Яцкевич32с.
Щемелёв А.М. – «Расчёт бульдозера».Учеб. пособие Могилев 2001-137 с
Смоляк А.Н. –Учебно-методическое пособие по курсовому проектированию по дисциплине «Гидравлика гидромашины и гидропривод» для студентов специальности 1-36 11 01 «Подъемно-транспортные строительные дорожные машины и оборудование» Минск БНТУ 2009-20с
Журнал «Строительные и дорожные машины» - №22010.- Никулин П.И. Чуйков О.В. «Повышение эффективности рабочего оборудования бульдозера при копании грунта»
Журнал «Основные Средства» №52005-А.Солонин «Новая жизнь ДТ-75»
Журнал «Строительные и дорожные машины» - №12003.- «Выбор скорости подъема отвала бульдозера и номограмма для ее определения»
Журнал «Строительные и дорожные машины» - №62008 «Гусеничные бульдозеры»