Экскаватор траншейный роторный

ПЗ1.doc

Сибирская государственная автомобильно-дорожная академия
Кафедра Дорожные машины
ЭКСКАВАТОР ТРАНШЕЙНЫЙ РОТОРНЫЙ
ПОЯСНИТЕЛЬНАЯ ЗАПИСКА К КУРСОВОЙ РАБОТЕ ПО ДИСЦИПЛИНЕ
«СПЕЦИАЛЬНЫЕ МАШИНЫ И ОБОРУДОВАНИЯ ДЛИ СООРУЖЕНИЯ
Обзор и анализ существующих конструкций 3
1Расчет габаритных размеров ротора 6
2Тяговый баланс и баланс мощности экскаватора 8
Список литературы 12
Приложение Задание на курсовой проект 13
Обзор и анализ существующих данных
Роторный траншейный экскаватор (ЭТР) является самоходной землеройной машиной с приводом всех механизмов от автономной силовой установки (двигателя внутреннего сгорания).
Рабочий орган экскаватора обычно состоит из двух колец опирающихся ребордами на опорные катки закрепленные на углах внутренней рамы. С наружной стороны к кольцам жестко крепятся ковши равномерно распределенные по окружности. При вращении ротора ковши из зоны резания переходят в зону разгрузки в которой они оказываются повернутыми верхней открытой частью вниз и грунт из них ссыпается на расположенный внутри ротора поперечный ленточный транспортер.
Роторные траншейные экскаваторы как и траншейные цепные экскаваторы в зависимости от расположения рабочего органа относительно направления движения машины могут быть подразделены на два типа:
) экскаваторы продольного копания в которых плоскость вращения ротора совпадает или параллельна плоскости движения машины
) экскаваторы с угловым расположением рабочего органа (рис. 65) в которых плоскость вращения ротора находится под некоторым углом к направлению движения машины.
Наибольшее распространение получили роторные траншейные экскаваторы продольного копания. Разработка траншеи осуществляется вращающимся ротором при одновременном поступательном перемещении самой машины. В обычном исполнении роторный траншейный экскаватор состоит из следующих основных узлов: рабочего оборудования установленного на специальной раме шарнирно подвешенной к раме ходовой тележки машины и ходовой тележки на которой расположены силовое оборудование трансмиссия для привода всех механизмов экскаватора и кабина машиниста с механизмами управления. Расположенный внутри ротора поперечный ленточный транспортер может выдвигаться для образования отвала на любой стороне отрываемой траншеи. Для регулирования глубины копания или для перехода из транспортного положения в рабочее и обратно рама ротора поднимается или опускается с помощью цепной или канатной подвески от специальной лебедки или гидроцилиндров.
Ходовое оборудование роторных траншейных экскаваторов подразделяется на гусеничное; гусенично-колесное и пневмоколесное.
Гусеничный ход применяется в машинах для отрытия траншей средних и небольших сечений гусенично-колесный в крупных машинах предназначенных для отрытия траншей больших сечений. В этих машинах для уравновешивания тяжелого рабочего оборудования двигатель на раме ходовой тележки выносится вперед а рама опирается на дополнительные ходовые колеса.
Установка роторных траншейных экскаваторов на пневмоколесный ход практикуется сравнительно недавно и осуществляется для небольших машин вырывающих траншеи шириной от 025 до 05 м глубиной до 15 м и предназначенных для работы на небольших и территориально разбросанных объектах. Для рытья канав трапециевидного сечения применяется дополнительное оборудование в виде двух боковых наклонных шнеков или фрез монтируемых в нижней части ротора.
По способу соединения рабочего оборудования с ходовой тележкой или с тягачом различают роторные траншейные экскаваторы с навесным (рис. 63) и прицепным (рис. 64) рабочими органами.
Полуприцепные экскаваторы имеют дополнительную пневмоколесную тележку позади рабочего оборудования улучшающую устойчивость машины и снижающую удельное давление на грунт на тягаче. Преимуществом та установки является также возможность более полного использования узлом и деталей тягачей промышленного изготовления. Однако громоздкость и большой вес всей установки снижают маневренность машины.
Помимо описанного выше оборудования в роторных траншейных экскаваторах применяется и так называемое фрезерное рабочее оборудование предназначенное только для рытья узких и неглубоких траншей сечением до 04 X 15 м. Отличительной особенностью такого оборудования является дисковый ротор по окружности которого закреплены ножи специальной формы. Ножи разрабатывают грунт и выносят его из траншеи на поверхность где он раздвигается на обе стороны траншеи плужковыми отвалами. Фрезерный траншейный экскаватор модели ЭТР-131 отечественного производства показан на рис. 66.
Роторные траншейные экскаваторы по сравнению с цепными имеют следующие преимущества:
а) более высокую производительность обусловленную более высокими скоростями резания и лучшими условиями разгрузки ковшей
б) большую надежность благодаря большей жесткости и прочности ротора и крепления ковшей. Однако применение их ограничивается глубиной траншей до 30—34 м и шириной не свыше 10 м из-за большого веса и размеров машин. Это объясняется тем что для траншей большой глубины размеры ротора возрастают. Соответственно увеличивается расстояние между центром тяжести консольно расположенного ротора и базовой машины. Кроме того создается увеличенный опрокидывающий момент от веса находящегося позади базы машины транспортера с находящейся на нем массой разработанного грунта. Все эти факторы в гораздо меньшей степени влияют на параметры траншейных экскаваторов с наклонной ковшовой рамой.
Отечественные роторные экскаваторы выполняются преимущественно с полунавесным рабочим органом и используют в качестве тягачей тракторы Т-75 С-100 и Т-130. Технические характеристики этих экскаваторов приведены в табл. 22.
Зарубежные конструкции ЭТР изготовляются почти всегда с навесным рабочим органом и установкой их на специальном тягаче с выдвинутым вперед двигателем для уравновешивания расположенного позади машины рабочего оборудования (рис. 63). В ряде конструкций зарубежного производства предусматривается возможность поперечного смещения ротора что позволяет рыть траншеи у стен зданий заборов и других строений. Технические данные ряда моделей ЭТР зарубежного производства приводятся в табл. 23. В настоящее время все чаще начинает применяться гидрообъемный привел для бесступенчатого регулирования рабочих скоростей передвижения механизма привода отвального транспортера и механизма подъема рабочего органа.
Диаметр ротора экскаватора DP зависит от максимальной глубины отрываемой траншеи Hm MAX = 22 м
Где - ширина траншеи
Скорость резания грунта ротором должна назначаться исходя из условий возможности гравитационной разгрузки ковшей причем траектория движения грунта должна обеспечивать попадание его на ленту отвального транспортера.
Максимальная скорость вращения определяется частотой вращения роторного колеса экскаватора
Где - Критическая частота вращения ротора
Под критической частотой вращения ротора понимается то наименьшее число оборотов при котором невозможна гравитационная разгрузка грунта. Это условие может быть записано так:
Где - вес грунта в ковше ротора
- центробежная сила действующая на грунт в ковше
Техническая производительность роторного траншейного экскаватора в м3ч
Где - емкость ковша м3
- частота врашения ротора обмин
- коэффициент наполнения ковшей
- коэффициент разрыхления грунта
Скорость рабочего хода роторного траншейного экскаватора
Где - ширина траншеи м
Пользуясь этой зависимостью нужно подсчитать минимальную (при Hm MAX) и максимальную (при Hm MIN) рабочую скорость. Установив минимальную и максимальную рабочую скорость назначают число рабочих передач (4—12) а затем по закону геометрической прогрессии строят ряд передаточных чисел.
Тяговый баланс и баланс мощности экскаватора для тягового и транспортного режимов работы.
Тяговый режим работы (копание грунта). Сопротивления движению возникающие при работе экскаватора WK преодолеваются касательной силой гусеничного движителя РГ т. е. Рг = W.
Значение W можно рассчитать по формуле:
- горизонтальная составляющая усилий в шарнире А
-коэффициент сопротивления движению гусеничного хода экскаватора
-угол наклона поверхности грунта к горизонту
-вес базового тягача
-вертикальная составляющая усилий в шарнире
- коэффициент сопротивления качению опорного колеса рабочего органа
-вертикальная нагрузка на опорное колесо рабочего органа
Усилие в шарнире А представленное составляющими Qa и Ga и нагрузка на ось опорного колеса G0 возникают от нормальной РN и касательной Рк составляющих сил разрезания действующих на зубья ковшей а также от веса ротора GP . Реакции Raг и Re определяются на основании анализа сил действующих на экскаватор. Эти методы расчета довольно громоздки.
Первый член уравнения учитывает сопротивление движению создаваемого ротором при копании грунта второй — сопротивление движению экскаватора третий — сопротивление качению опорного колеса рабочего органа.
Баланс мощности роторного траншейного экскаватора имеет следующий вид:
Где - мощность развиваемая двигателем экскаватора;
- мощность затрачиваемая на привод ротора;
- мощность затрачиваемая на преодоление сопротивления движению экскаватора;
- мощность затрачиваемая на привод отвального транспортера;
- мощность затрачиваемая на привод гидронасосов систем управления экскаватором.
Мощность затрачиваемая на привод ротора:
Где - механический КПД трансмиссии привода ротора
Мощность идущая на копание грунта
-Техническая производительность экскаватора в м3ч
- Коэффициент удельного сопротивления грунта резанию в кГм2
Мощность затрачиваемая на преодоление сил инерции грунта поступающего в ковши ротора
где уг — объемный вес грунта в плотном теле в Тм3;
vp — окружная скорость ротора в мсек;
g — ускорение свободного падения в мсек2.
Мощность затрачиваемая на выгрузку:
где Н0 — расстояние от поверхности земли до точки выгрузки в м.
Мощность затрачиваемая на преодоление сопротивления движению экскаватора
где W — сопротивление движению экскаватора при работе экскаватора;
- суммарный к. п. д. гусеничного движителя экскаватора -08-09;
- механический к. п. д. привода гусеничного движителе
Мощность затрачиваемая на привод транспортера
где - коэффициент учитывающий сопротивление на барабанах (кб = 12);
- производительность транспортера в тч;
-разность уровней концевых барабанов транспортера в м;
- коэффициент сопротивления вращению роликовых опор равный 135 q0 (q0 — вес ленты транспортера и вращающихся частей роликовых опор в кГ на 1 м длины ленты);
-коэффициент сопротивления движению ленты транспортера по горизонтали (= 006 для подшипников скольжения = 004 для подшипников качения);
- длина транспортера в м;
- скорость движения ленты транспортера в мсек.
Транспортный режим работы. Сопротивление движению экскаватора на транспортном режиме работы WT преодолевается касательной силой гусеничного движителя Рг значение которой может быть подсчитано по формуле
Где - нагрузка на тележку рабочего органа создаваемая весом рабочего оборудования;
- нормальная реакция грунта на опорное колесо рабочего органа в транспортном положении.
Необходимая мощность двигателя
где - транспортная скорость движения экскаватора в кмч.
Список использованной литературы
Алексеева Т.В. Машины для земляных работ. – М.: Высшая школа 1972.
Фрэйкман. И. Ильгесонис Землеройные машины. – М.: Высшая школа 1985.
Трубопроводный транспорт является самым эффективным видом транспорта жидких и газообразных продуктов. Особенно быстро растет удельный вес трубопроводного транспорта в перевозках нефти и нефтепродуктов. Успешное строительство трубопроводов возможно только ври достаточной оснащенности строительных организаций специализированной строительной техникой: землеройными транспортными очистными изоляционными грузоподъемными и другими машинами.
В связи с большим народнохозяйственным значением трубопроводное строительство в вашей стране превратилось в одну из передовых высокомеханизированных отраслей строительной индустрии. Так каждый третий рабочий занятый на прокладке газовых и нефтяных магистралей управляет машиной а такой важный показатель развития отрасли как уровень механизации достиг на строительстве магистральных трубопроводов 98% а по некоторым видам работ 994%.
На строительстве магистральных трубопроводов эксплуатируется большое количество общестроительной техники (экскаваторов бульдозеров кранов и т. п.) а также несколько десятков типов специальных машин и механизмов (трубоукладчиков траншейных экскаваторов трубогибочных станков трубовозов и т.п.).
Разрабатывается и поступает на трассы строительства магистральных трубопроводов также большое число новых машин и механизмов. К этим машинам предъявляются повышенные технико-эксплуатационные требования так как трубопроводы прокладываются во всех климатических зонах страны (в пустынях горах тундре) причем строительство ведется в течение всего года при температурах окружающего воздуха от +50 до –50° С а трассы трубопроводов пересекают труднопроходимые участки местности (болота горы и т. п.) большое число естественных и искусственных препятствий.

общий вид ''экскаватора.dwg

Предназначен для отрывания траншеи
Максимальная глубина траншеи 2200 мм
Ширина траншеи 600 мм
Наибольшая техническаяпроизводительность 804 м
Диаметр ротора по режущим кромкамзубьев 3240 мм
двухсторонний складывающийся

ППР.dwg

Схема производства работ в полосе временного отвода на землях сельскохозяйственного назначения
Схема селективной укладки грунта
во временные отвалы при разработке траншеи
на землях сельскохозяйственого назначения
Схема поперечного сечения траншеи
после окончания работ на землях
селскохозяйственного назначения
Технические критерии оценки
рекультивируемой полосы
Периодически в процессе
Фактические отметки должны быть не
менее проектных и не превышать их
Отклонение разбивочной оси
Отклонение фактической оси от проектной
должно быть не более 50 мм на 100 км трассы
Ширина траншеи по дну
Допустимые отклонения половина ширины траншеи по
отношению к разбивочной оси:
Соответствие проекту
Отметка дна траншеи на
прямолинейных участках
Допускаемое отклонение фактической
отметки дна траншеи от проектной
То же на вертикальных
кривых упругого изгиба
кривых холодного гнутья
Состояние дна траншеи
Ровная поверхность дна траншеи без
гребешков и обвалившегося грунта
Мощность плодородного
Постоянно в процессе
Плодородный слой должен быть
востановлен полностью
Наименование показателя
Затраты труда машиниста
Технико-экономические показатели при технической
рекультивации на 1000 м
Выполнение технической рекультивации предусмотренно бульдозером D-355.
Ширина полозь снятия плодородного слоя составляет 8
м по всей длинне трассы и нефтепровода.
Толщина снимаемого плодородного слоя составляет от 0
м. Снятие плодлородного слоя производится на всю
не допуская смешивание его с нижележащим горизонтом.
В процессе работы геометрическим нивелированием контролируют отметки рекультивируемой полосы. Фактическая
отметка определяется во всех точках указанных в проекте.
Порядок разработки грунта при засыпке траншеи обратен порядку разработки грунта при ее отрытии.
При засыпке траншеии обязательно послойное уплотнение минерального грунта пневмотромбовками.
Излишки минерального грунта
вытесненног трубой распределяется равномерным слоем толщиной от 0
полосе снятия плодородного слоя почвы.
обратном нанесении и хранении почвы во временном отвале не допускается ее смешивание с подстилающими
а так же ее загрязнение
Ширина траншеи по дну на прямолинейных участках принята 1
м. Ширина траншеи по дну на криволинейных участках
где трубопровод монтируется из отводов принудительного грунта должна быть 3
м. ширина траншеи по верху зависит
При работе эксковатора на прямолинейных участках по ходу его движения через каждые 200м должны устанавливаться
а между ними через каждые 10м колышки. На криволинейных участках в приделах кривой по ширине хода
гусениц или по ширине траншеи устанавливаются колышки через каждые 2м.
Одновременно с разработкой траншеи в местах выполнения захлестов выполняются приямки для беспрепятственного
выполнения работ по сварке
контролю и изоляции захлестных стыков. Размеры приямка: по длине 2
м в каждую сторону от
м в обе стороны от боковых образующих трубы
от нижней образующей трубы.
Операционный контроль качества должен включать
проверку правильности переноса фактической оси траншеи и ее
соответствие проектному положени; проверку профиля дна траншеи с замером ее глубины и проектных отметок; проверку
ширины траншей по дну; проверку крутизны откосов; измерение фактических радиусов кривизны траншеи на участках
поворота в горизонтальной плоскости.
.Вы явленные в процессе контроля дефекты
отклонения от проекта и требований строительных правил или
технологических инструкций должны быть устранены до начала следующих работ.
Темп рытья траншеи должен соответствовать темпу изоляционно-укладочных работ. Рытье траншеи в задел
Отвал плодородного слоя почвы
Резервный кабель связи
Отвал минерального грунта
Проектируемая ВЛ 10 кВ
Схема разработки траншеи роторным троншейнным экскаватором
Схема засыпки траншеи на землях сельскохозяйственного назначения
Требование к качеству и приемке работ
Техническая характеристика бульдозера D-355А

чертеж ротора.dwg

спецификация к ротору.dwg

Пояснительная записка
Двигатель 4MТН 255-L6
Муфта МУВП 2000-70-I-2-70-II-1-УЗ
Гидроцилиндр подъема конвейера

спецификация к экскаватору.dwg

Пояснительная записка
Механизм управления рабочим органом
Лента 1М-500-4-БКНЛ-150-2-1-С ГОСТ 20-91