Модернизация одноковшового экскаватора

Общий вид.dwg

Технические требования:
Конструкция экскаватора должна обеспечивать:
- возможность использования не менее 3 видов рабочего
оборудования с различными сменными рабочими органами;
- движение элементов рабочего оборудования в отдельности и
возможное совмещение рабочих движений;
- устойчивость при работе
в том числе с наклоном в любом
направлении на угол не менее 0
) к горизонту с основным
рабочим оборудованием;
- устойчивость при передвижении по твердой сухой поверхности
вдоль косогора (конкретные значения поперечного уклона
указывают в технических условиях);
- стопорение поворотной части относительно неповоротной в
транспортном положении;
- установку буксировочного приспособления и буксирование со
скоростью до 40 кмч;
- управление колесными тормозами и стоп-сигналами экскаватора
от соответствующих систем тягача;
- топливные баки на экскаваторе должны иметь вместимость
обеспечивающую не менее 9 моточасов непрерывной работы
- конструкция экскаватора должна обеспечивать безопасность их
технического обслуживания и хранения при
соблюдении обслуживающим персоналом требовании
эксплуатационной документации.
Технические характеристики:
Базовая машина Э-656
Оборудование прямая лопата
Тип подвески рабочего оборудования гибкая

Пояснительная записка.docx

АНАЛИЗ ПАТЕНТНОЙ ЛИТЕРАТУРЫ5
1 Патент RU 2310046 Е02F9225
2 Патент RU 2491389 E02F3406
3 Патент RU 881226 E02F5068
НАЗНАЧЕНИЕ КРАТКОЕ ОПИСАНИЕ УСТРОЙСТВА И РАБОТЫ МАШИНЫ11
РАСЧЕТ ОСНОВНЫХ ПАРАМЕТРОВ ОДНОКОВШОВОГО ЭКСКАВАТОРА13
ОБЩИЙ РАСЧЕТ ПОДЪЕМНОГО И НАПОРНОГО МЕХАНИЗМОВ ЭКСКАВАТОРА17
ТЕХНИКА БЕЗОПАСНОСТИ ОХРАНА ОКРУЖАЮЩЕЙ СРЕДЫ ПРИ РАБОТЕ МАШИНЫ28
1 Определение устойчивости экскаватора28
2 Требования безопасности при эксплуатации экскаватора32
3 Охрана окружающей среды при эксплуатации экскаватора34
РЕСУРСОСБЕРЕЖЕНИЕ ПРИ ПРОЕКТИРОВАНИИ МАШИНЫ36
МЕТРОЛОГИЯ И СТАНДАРТИЗАЦИЯ ПРИ ПРОЕКТИРОВАНИИ37
1 Основные задачи метрологии37
2 Основные задачи стандартизации37
СПИСОК ИСПОЛЬЗОВАННЫХ ИСТОЧНИКОВ40
Выполнение больших и возрастающих с каждым годом масштабов строительства обеспечивается применением высокопроизводительных строительных и дорожных машин комплексной механизации и автоматизации строительного производства. В настоящее время создано большое количество разнообразных строительных и дорожных машин которые систематически пополняется новыми более совершенными машинами.
Для выполнения земляных работ созданы универсальные и специализированные строительные машины – экскаваторы скреперы бульдозеры грейдеры автогрейдеры с облегченным управлением и удобными кабинами. В данном курсовом проекте рассматривается экскаватор с гибкой подвеской рабочего оборудования (прямой лопаты) на пневмоколесном ходу.
Универсальные одноковшовые экскаваторы с гибкой подвеской рабочего органа конструируют по одной схеме. Они состоят из гусеничной или пневмоколесной тележки и поворотной платформы на которой размещаются силовая установка главная трансмиссия механизмы двуногая стойка кузов-кабина и пульт управления. К поворотной платформе крепится рабочее оборудование.
Преимущественно распространен групповой привод механизмов. Механизмы к главной трансмиссии подключаются фрикционными и кулачковыми муфтами (к главной трансмиссии относятся передачи и части механизмов постоянно вращающиеся при работе экскаватора).
У экскаватора движение от двигателя через турбо-трансформатор и шестирядный цепной редуктор передается на промежуточный вал соединенный шестерней с шестернями жестко закрепленными на валах II и IV главной лебедки.
В данном курсовом проекте определены основные параметры рабочего оборудования экскаватора с гибкой подвеской рабочего оборудования (прямой лопаты) на пневмоколесном ходу на базе прототипа Э-656 проведен патентный анализ конструкций в сфере экскаваторов с гибкой подвеской описаны предложения по модернизации данного экскаватора.
АНАЛИЗ ПАТЕНТНОЙ ЛИТЕРАТУРЫ
Экскаватор (от латинского excado – долблю выдалбливаю) – это самоходная землеройная машина для разработки перемещения погрузки и укладки грунта. Его используют при строительстве промышленных и гражданских зданий и сооружений автомобильных и железных дорог аэродромов гидротехнических систем и нефтепроводов в карьерах при добыче строительных материалов и других полезных ископаемых.
В данном курсовом проекте экскаватор с гибкой подвеской рабочего оборудования на пневмоколесном шасси Э-656.
Существуют различные конструкции рабочих органов и оборудования экскаваторов с гибкой подвеской. Рассмотрим некоторые из них:
1 Патент RU 2310046 Е02F922
Изобретение относится к области машиностроения а именно к экскаваторам на пневмоколесном ходу с гидромеханическим приводом.
Известен пневмоколесный экскаватор (патент № 2184193) выбранный в качестве прототипа имеющий гидромеханический привод хода содержащий силовую установку гидропривод состоящий из насосов гидромоторов силовых гидролиний хода сливных гидролиний гидролиний сервоуправления блоков управления гидравлического переключателя скоростей гидрораспределителя с адресным золотником хода в нейтральной позиции соединяющим силовые гидролинии хода со сливной гидролинией через дроссели механический привод включающий коробку передач с синхронизатором механизм переключения коробки передач с сервоприводом карданные валы передний и задний мосты колеса.
Коробка передач представляющая собой зубчатый редуктор 2 имеет первичный вал на который передается крутящий момент от шестерни на выходном валу гидромотора а также вторичный вал передающий крутящий момент на карданные валы и далее на передний и задний мосты и колеса. Крутящий момент с первичного вала на вторичный передается следующим образом. На первичном валу жестко закреплены шестерни первой и второй передач. На шлицах вторичного вала установлена подвижная шестерня перемещаемая вдоль оси вала механизмом переключения передач. В положении "первая скорость" на подвижную шестерню передается крутящий момент от шестерни первой передачи. В положении "вторая скорость" на подвижную шестерню передается крутящий момент от шестерни второй передачи. При этом происходит включение соответственно первой или второй передачи. В промежуточном положении "нейтраль" подвижная шестерня в зацеплении не находится и крутящий момент на вторичный вал от первичного не передается.
Рисунок 1.1 – Гидромеханический привод одноковшового экскаватора с пневмоколесным ходовым оборудованием:
– гидронасос; 2 – редуктор; 4 - карданный вал; 5 6 – приводной редуктор переднего и заднего моста; 7 – пневматическая шина
2 Патент RU 2491389 E02F340
Изобретение относится к рабочему оборудованию выемочно-погрузочных машин предназначенных для разработки и погрузки в транспортные средства или отвал полезных ископаемых пород вскрыши на открытых горных разработках и для выполнения больших объемов земляных работ на горных породах высокой прочности.
В качестве прототипа выбрано рабочее оборудование карьерного экскаватора (Патент RU 90462 E02F 328 E02F 340 публ. 10.01.2010) которое содержит стрелу рукоять установленную на стреле в седловом подшипнике ковш привод и механизм напора. Ковш состоит из боковых стенок передней стенки с зубьями задней стенки днища с засовом. Ковш снабжен механизмом торможения и механизмом открывания днища включающем оттяжной блок соединенный с рычагом открывания днища ковша. Технической задачей изобретения является увеличение срока службы рабочего оборудования путем снижения динамических нагрузок при открывании днища ковша.
Задача решается тем что рабочее оборудование содержит стрелу рукоять установленную на стреле в седловом подшипнике ковш состоящий из боковых стенок передней стенки с зубьями задней стенки и днища с засовом снабженный механизмом торможения и механизмом открывания днища ковша.
Рабочее оборудование (рисунок 1.2) содержит стрелу 1 рукоять 2 ковш 3. Рукоять 2 установлена на стреле 1 в седловом подшипнике 4. Ковш 3 состоит из боковых стенок передней стенки с зубьями задней стенки днища с засовом и рычага 5 поворот которого выдергивает засов и открывает днище ковша 3. Механизм открывания днища ковша 3 включает два направляющих блока 6 и 7 а также оттяжной блок 8 соединенный с пневмоцилидром 9. Канат 10 связанный с рычагом 5 открывания днища ковша 3 запасован через направляющие блоки 6 7 оттяжной блок 8 и дополнительный направляющий блок 11 размещенный на рукояти 2. Причем ось оттяжного блока 8 образует с осями направляющих блоков 6 и 7 размещенных на седловом подшипнике 4 треугольник а канат 10 проходит между направляющими блоками 6 и 7 с одной стороны и оттяжным блоком 9 с другой.
Рабочее оборудование карьерного экскаватора функционирует следующим образом: заполненный ковш 3 устанавливают на разгрузку в отвал или транспортное средство. Механизм открывания днища предназначен для выдергивания засова из отверстия в пяте передней стенки ковша в момент разгрузки. В положении закрытого днища канат 10 на рукояти 2 имеет вид прямой линии на конце рукояти 2 запасован через направляющий блок 11 и соединен с рычагом 5.
При открывании днища ковша 3 пневмоцилиндр 9 перемещает оттяжной блок 8 вверх вытягивая канат 10 на удвоенную величину хода поршня и поворачивает рычаг 5 засова ковш 3 открыт. Закрывание днища происходит самопроизвольно в момент опускания ковша из положения разгрузки в положение начала копания.
Использование рабочего оборудования экскаватора в котором открывание днища ковша происходит не непосредственным выдергиванием засова на днище ковша с помощью системы «рычаг-канат-электродвигатель» а через узел «оттяжной блок-пневмоцилиндр» и направляющие блоки позволяет исключить динамические перегрузки каната при открывании ковша увеличить срок его службы следовательно срок службы рабочего оборудования.
Рисунок 1.2 – Рабочее оборудование карьерного экскаватора:
– стрела; 2 – рукоять; 3 – ковш; 4 – седловой подшипник; 5 – рычаг; 6 7 – натяжной блок; 8 9 – оттяжной блок; 10 – канат; 11 – дополнительный направляющий блок
3 Патент RU 881226 E02F506
Изобретение относится к машиностроенню производящему одноковшовые экскаваторы н другие машины с гибкой подвеской рабочего оборудования а именно к приводу этих машин.
Цель изобретения – увеличение долговечности привода за счет уменьшения работы буксования в тормозе поворота.
Указанная цель достигается тем что гидравлический привод снабжен выполненными из связанных посредством двуплечего рычага двухпозиционного клапана н пневматической камеры органом блокировки н опережения действия тормоза поворота н установленным в магистрали тормоза поворота дросселем прн этом тормоз реверсируемой гидродинамической передачи фрикцион реверс-редуктора и тормоз поворота связаны с органом блокировки и опереження а пневмокамера связана с дросселем.
Рисунок 1.3 – Гидромеханический привод пневмоколесного экскаватора
На рисунке 1.3 изображен гидроднамическнй привод в котором входной вал фрикционного реверс-редуктора связан с входным валом основной гидродинамической передачи (изображена гидромуфта).
Гидродинамический привод включает двигатель 1 основную гидродинамическую передачу (гидротрансформатор или гидромуфту) 2; механические шестеренные передачи 3 и 4 осуществляющие передачу мощности двигателя к фрикционам 5 и 6 а затем соответственно к тяговому или подъемному механизму механизм отбора мощности 7 осуществляющий привод к фрикционному реверс-редуктору состоящему из фрикционов 8 и 9 и шестерен 10. Шестерни 10 приводят во вращение насосное колесо реверсируемой гидродинамической передачи например гидромуфты Н а турбинное колесо гидромуфты осуществляет при помощи системы редукторов 11 передачу мощности либо поворотному либо ходовому механизмам.
Входной вал фрикционного реверс-редуктора при помощи механизма отбора мощности 7 связан с входным валом основной гидродинамической передачи 2 или с ее выходным валом
Муфта 12 предназначена для включения поворотного механизма с которым связаны все вращающиеся массы экскаватора 13.
Муфта 14 предназначена для включения ходового механизма. На валу насосного колеса гидромуфты Н установлен тормоз 15 а на одном из валов поворотного механизма тормоз поворота 16. Фрикционы 8 и 9 и тормоз 15 сблокированы органом 17. Тормоза 15 и 16 сблокированы органам 18.
Блокирующее устройство состоит при наличии пневмоуправления элементами из ресивера 19 золотников 20 и 22 рычага управления 23 клапана 24 с золотником 25. B системе устройства кроме того имеются пневмокамера 26 и система рычагов 27 и 28 с пружиной 29.
В результате проведенного патентного анализа установлено что наиболее эффективными техническими решениями при проведении модернизации одноковшового пневмоколесного экскаватора с гибкой подвеской рабочего оборудования являются патентные решения описанные в пунктах 1.2 и 1.3. Данные решения позволят повысить долговечность работы оборудования и снизить затраты энергии на проведение работ.
НАЗНАЧЕНИЕ КРАТКОЕ ОПИСАНИЕ УСТРОЙСТВА И РАБОТЫ МАШИНЫ
Экскаватор Э-656 на пневмоколесном ходу созданный на базе гусеничного экскаватора Э-652 являлся самым крупным универсальным строительным экскаватором на пневмоходу. Выпускался Ковровским экскаваторным заводом.
Он имеет рабочее оборудование прямой и обратной лопат драглайна и грейфера с ковшом емкостью до 065 м3 и оборудование крана грузоподъемностью 10 т.
Необходимое снижение скоростей подъема и опускания стрелы при работе краном достигнуто за счет установки дополнительного шестеренно-червячного реверса стрелы аналога применяемому на кране-экскаваторе Э-655 (по некоторым данным такие пневмоколесные краны-экскаваторы разработаны под маркой Э-657).
Для снижения числа оборотов поворотной платформы до 1 обмин и хода до 035 кмч в двухскоростном редукторе поворотного механизма изменено передаточное отношение шестерен. Стрела крана снабжается специальным телескопическим упором.
Ходовая часть экскаватора состоит из двух ведущих мостов. Передний мост опирается на сдвоенные пневматические колеса задний - на одинарные. Рулевое управление автомобильного типа с пневматическим сервоусилением. Ходовая часть имела аутриггеры - выдвижные сзади и поворотные около передней оси (внутри базы).
Привод экскаватора осуществляется от дизеля КДМ-100. Фактическая потребная мощность – 80 л.с. Скорость передвижения – до 17 кмч вес с оборудованием прямой лопаты 224 т.
Торможение груза и стрелы производится работающим двигателем. Управление механизмами крана-экскаватора пневматическое.
На кране-экскаваторе предусмотрены независимое управление стрелоподъемной лебедкой и пониженные скорости изменения вылета стрелы за счет применения дополнительного шестеренно-червячного реверса стрелы. Небольшие скорости поворота и передвижения крана получаются путем увеличения передаточного отношения двухскоростного редуктора поворотного механизма.
При работе крана возможно совмещение следующих движений:
а) подъема (опускания) груза с поворотом;
б) подъема (опускания) груза с передвижением крана;
в) изменения вылета стрелы с ее поворотом;
г) изменения вылета стрелы с передвижением крана.
Для предотвращения запрокидывания стрелы имеется телескопический упор. По железной дороге кран перевозится со снятой стрелой в собранном виде. По шоссе кран буксируется автомобилем ЯАЗ-210 (КрАЗ) или МАЗ-500.
Рисунок 2.1 – Экскаватор Э-656:
– двигатель; 2 – кабина; 3 – реверсивный механизм; 4 – корпус главной лебедки; 5 – двуногая стойка; 6 – главная лебедка; 7 – ковш с рукоятью; 8 – стрела; 9 – рулевое управление; 10 – передний мост; 11 – тормоз; 12 – КПП; 13 – раздаточная коробка; 14 – карданный вал; 15 – задний мост; 16 – ходовая рама
РАСЧЕТ ОСНОВНЫХ ПАРАМЕТРОВ ОДНОКОВШОВОГО ЭКСКАВАТОРА
В качестве аналога возьмем экскаватор Э-656 технические характеристики которого представлены ниже:
- двигатель КДМ-100
- масса экскаватора
Так как объем ковша прямой лопаты в данном случае равен 06 м3 то основные параметры искомого экскаватора необходимо рассчитать с помощью соотношения
где – соответственно вместимость ковша м3; масса экскаватора т; мощность кВт; скорость мс; время цикла с соответственно.
Тогда масса экскаватора равна
Мощность силовой установки
Для нашего экскаватора принимаем двигатель СМД-17К N = 74 кВт.
Масса рабочего оборудования
где – масса экскаватора т.
Масса ходового оборудования
Масса платформы с противовесом и механизмами силовым оборудованием и надстройкой
Масса кузова и механизмов управления
Конструктивные размеры определим по формуле 3.12 с помощью программы MS Excel результаты заносим в таблицу 3.1
Время цикла экскаватора
Таблица 3.1 – Конструктивные размеры экскаватора.
Высота двуногой стойки
Наибольшая высота копания
ОБЩИЙ РАСЧЕТ ПОДЪЕМНОГО И НАПОРНОГО МЕХАНИЗМОВ ЭКСКАВАТОРА
При работе одноковшовых экскаваторов их рабочие органы механизмы и металлоконструкции подвергаются нагрузкам которые изменяются в широких пределах (в зависимости от операции рабочего цикла). Поэтому для определения мощности затрачиваемой на работу основных механизмов необходимо найти сопротивления возникающие при выполнении отдельных операций.
Безусловно наибольшие сопротивления развиваются при копании. Как уже отмечалось общее сопротивление грунта копанию раскладывают на касательную Рк и нормальную Рн составляющие.
Напомним что для оценки Рк обычно пользуются упрощенной формулой
где к1 – удельное сопротивление копанию зависит от свойств грунта и типа
рабочего оборудования к1 = 002 40 МПа;
b – ширина срезаемой стружки м; b=09 м;
c – максимальная толщина стружки м.
В свою очередь толщину можно определить по формуле
где qн – номинальный объем ковша м3; qн=06 м3;
Н – высота копания (она же наибольшая высота забоя) м; Н=532 м;
кр – коэффициент разрыхления грунта в ковше; для грунта III категории (плотный суглинок средняя глина) кр=13.
Нормальная составляющая
где – коэффициент пропорциональности зависящий от режимов копания степени затупления и др. .
Силы реакции грунта действующие на ходовое оборудование силы тяжести узлов одноковшовых экскаваторов а также составляющие Рк и Рн являются внешними силами. Они служат отправными (исходными) данными для определения нагрузок на элементы рабочего оборудования и на механизмы для оценки мощности и устойчивости одноковшовых экскаваторов.
Рисунок 4.1 – Силовая схема механизма подъема ковша
Расчет подъемного и напорного механизмов сводится к определению усилий ( ) скоростей ( ) и мощностей ( ) подъема и напора а также кинематических параметров этих механизмов (диаметров и скоростей вращения барабана передаточных чисел узлов трансмиссии кратностей полиспастов и др.).
При одномоторном приводе общая мощность одноковшового экскаватора представляет собой сумму мощностей подъема и напора.
При подъеме ковша наибольшие усилия в полиспасте возникают в положении: угол наклона стрелы 45° зубья ковша находятся на уровне оси напорного вала рукоять горизонтальна толщина стружки и Рк имеют наибольшие значения (рисунок 4.1).
Рисунок 4.2 – Размерная схема экскаватора для расчета подъемной силы
Исходя из условия равновесия сил из уравнения моментов относительно точки О находим подъемное усилие
где – силы тяжести рукояти и ковша с грунтом Н;
– плечи упомянутых сил м.
Зная усилие на блоке ковша находим мощность привода подъема ковша
где – скорость подъема ковша мс при массе экскаватора 5-10 т; при массе экскаватора 15-45 т; при массе экскаватора 50-75 т;
– КПД привода подъема ковша .
Рабочее усилие в подъемном канате Sпк лебедки при использовании сдвоенного полиспаста
где – КПД каждого блока
– КПД подвески ковша;
Ковш крепится на двух ветвях за боковые стенки.
Максимальное усилие подъема (в случае если вся мощность идет на подъем а усилие и скорость напора равны нулю)
Тогда на одну ветвь каната приходится усилие в 2801 кН. По значению выбирают диаметр каната и запас прочности (42-45 при малой мощности и 45-50 при большой мощности).
Принимаем двойной свивки типа ЛК-Р конструкции 6x19 (1+6+66)+1 о.с. (ГОСТ 2688-80) диаметром 420 мм и разрывным усилием 1185 кН.
Диаметр барабана подъема ковша по диаметру каната (dк)
Передаточное число механизма подъема
где Мн – номинальный крутящий момент двигателя .
При расчете напорного механизма рассматриваются три основных положения:
) начало копания. Рукоять вертикальна угол наклона стрелы 60° ковш пустой. Sпод – расчетная Рн = 05Рк;
) конец копания. Рукоять горизонтальна полностью выдвинута угол наклона стрелы 60° ковш груженый;
) рукоять полностью выдвинута груженый ковш поднят в наивысшее положение и вышел из забоя угол наклона стрелы 60°. Реакция грунта отсутствует.
При расчете оборудования прямой лопаты определяют активное и пассивное напорные усилия.
Активное напорное усилие затрачивается на преодоление сопротивления грунта копанию (и составляющей Sпод). Пассивное усилие затрачивается только на преодоление Sпод.
Рисунок 4.3 – Силовая схема механизма напора:
а – первое; б – второе; в – третье положения
Итак активное напорное усилие определяется для трех расчетных положений (затем принимается наибольшее из них):
) начало копания (рисунок 4.3 а). На систему действуют: силы тяжести Gp Gк усилие подъема Sпод (оно уже известно) и реакция грунта. (В начале копания ). Из уравнения моментов относительно оси напорного вала
где li – плечи сил м.
Рисунок 4.5 – Размерная схема экскаватора для расчета усилия напора (первое положение)
Зная Sпод Рк Рн Gк и Gр строят многоугольник сил и определяют равнодействующую R а также силу действующую вдоль рукояти – Н.
Рисунок 4.6 – Многоугольник сил для расчета (первое положение)
) конец копания (рисунок 4.3 б): зубья ковша на уровне напорного вала (). Составляют уравнения моментов и решают относительно Рк.
Зная Pк Рн Sпод (та же что и в первом положении) Gк+г и Gр составляют многоугольник сил определяя R а также и ;
Рисунок 4.7 – Многоугольник сил для расчета (второе положение)
) рукоять полностью выдвинута (рисунок 4.3 в) с подъемом груженого ковша в крайнее верхнее положение (реакция грунта отсутствует) . Зная Gк+г и Gp строят многоугольник сил и находят R. а также – вдоль рукояти и . В этом положении напорное усилие удерживает рукоять с ковшом.
Рисунок 4.8 – Размерная схема экскаватора для расчета усилия напора (третье положение)
Рисунок 4.9 – Многоугольник сил для расчета (третье положение)
Далее выбирают максимальное из из и . Эти силы действуют на рукоять со стороны грунта. В свою очередь силы напора ( ) которыми рукоять действует на грунт равны по величине и противоположны по направлению этим силам.
Затем определяют мощность напорного механизма
где – максимальное усилие напора (из трех положений) Н;
– скорость напора () мс;
– КПД механизма напора ().
Эксплуатационную производительность ОЭ определяют следующим образом:
где кв – коэффициент использования экскаватора по времени ;
кн – коэффициент наполнения ковша;
кр – коэффициент разрыхления грунта;
ТЕХНИКА БЕЗОПАСНОСТИ ОХРАНА ОКРУЖАЮЩЕЙ СРЕДЫ ПРИ РАБОТЕ МАШИНЫ
1 Определение устойчивости экскаватора
Устойчивость экскаватора проверяется для двух режимов – транспортного и рабочего причем в каждом режиме рассматривается два положения.
В транспортном режиме:
– при движении на подъём (рисунок 5.1);
Рисунок 5.1 – К определению устойчивости при движении на подъём
– при спуске (рисунок 5.2).
Рисунок 5.2 – К определению устойчивости при спуске
Наибольший угол подъёма находится по условиям реализации наибольшего тягового усилия или сцепления движителя с дорогой
где φ – коэффициент сцепления движителя с дорогой для асфальтобетонного покрытия φ=0014 0018;
αn – предельный угол подъёма определяемый из выражения
где N – мощность двигателя экскаватора N=74кВт;
– КПД трансмиссии =085;
Gэ – эксплуатационная масса экскаватора Gэ=21974 кН;
f – коэффициент сопротивления движению для асфальта f=0015.
С учётом известных значений
Потеря устойчивости экскаватора возможна относительно задних колёс
где – площадь наветренной поверхности экскаватора =775 м2;
k – коэффициент аэродинамического сопротивления k=12;
– расчетное давление ветра =250 Па;
kз – коэффициент заполнения наветренной поверхности kз=1;
hц – высота центра тяжести.
Условие выполняется.
Опрокидывание при движении также возможно относительно точки контакта с опорной поверхностью направляющих колёс
– при полной загрузке ковша (рисунок 5.3);
Рисунок 5.3 – К определению устойчивости при полной загрузке
– при выгрузке материала (рисунок 5.4).
Рисунок 5.4 – К определению устойчивости при разгрузке материала
Определим реакцию грунта R на зубьях ковша экскаватора
С учётом известной реакции определим коэффициенты запасы устойчивости для двух положений:
– при полной загрузке
– при разгрузке материала
Подставив численные значения получим:
2 Требования безопасности при эксплуатации экскаватора
В соответствии с главой 6 постановления Министерства транспорта и коммуникаций Республики Беларусь от 26.02.2008 №14 «Об утверждении отраслевых правил по охране труда при проектировании строительстве реконструкции ремонте и содержании автомобильных дорог» при эксплуатации экскаваторов требуется выполнять следующие требования [7]:
Площадка на которой работает экскаватор должна быть спланирована и иметь уклон не более 5°; при больших уклонах во избежание самопроизвольного перемещения он закрепляется специальными инвентарными упорами.
Во время работы экскаватора не допускается:
– менять вылет стрелы при заполненном ковше;
– подтягивать груз с помощью стрелы и регулировать тормоза при поднятом ковше;
– производить ремонтные работы и регулировку узлов;
– использовать канаты с износом более допустимого;
– находиться под ковшом или стрелой;
– производить работы со стороны забоя;
– перемещать ковш над кабиной автомобиля;
– находиться в радиусе действия экскаватора плюс 5 м.
Расстояние между забоем и экскаватором (за исключением рабочего органа в любом его положении) должно составлять не менее 1м.
Одновременная работа двух экскаваторов на уступах расположенных один над другим допускается только в том случае если интервал между экскаваторами по фронту работ будет не менее 10 м плюс радиус действия рабочего оборудования двух экскаваторов.
В случае обнаружения в грунте кабеля труб или других подземных коммуникаций и неизвестных предметов необходимо немедленно прекратить работу и сообщить руководителю.
При обнаружении в разрабатываемом грунте крупных камней и других предметов мешающих движению или работе землеройной машины необходимо ее остановить и удалить препятствие. Если крупные камни находятся на откосах выемок и забоев то землеройную машину следует отвести на безопасное расстояние а затем уже убрать их.
Разработка грунта в выемках карьерах и сооружение насыпей производятся механизированными комплексами в строгом соответствии с проектом производства работ.
При погрузке грунта экскаватором необходимо:
– размещать ожидающие погрузки транспортные средства за пределами радиуса стрелы экскаватора плюс 5 м;
– осуществлять подъезд транспортных средств под погрузку только после сигнала машиниста экскаватора;
– загружать транспортные средства только со стороны их заднего или бокового борта;
– отводить груженые транспортные средства только после сигнала машиниста экскаватора.
Кабина автомобиля-самосвала должна иметь защитный козырек. При его отсутствии водитель транспортного средства во время погрузки грунта обязан покинуть кабину.
Односторонняя загрузка а также загрузка объема грунта превышающая установленную грузоподъемность автомобиля-самосвала не допускается.
Путь по которому продвигается экскаватор в пределах объекта производства работ должен быть заранее выровнен и спланирован а на слабых грунтах усилен щитами и настилом. Во время движения одноковшового экскаватора его стрелу необходимо устанавливать по направлению хода а ковш приподнимать над землей на 05–07 м. Не допускается передвижение экскаватора с груженым ковшом.
Во время перерывов в работе (независимо от продолжительности) а также при очистке ковша стрелу экскаватора следует отвести в сторону от забоя а ковш опустить на грунт. В случае временного прекращения работ или при ремонте экскаватора последний должен быть перемещен от края открытой выемки или траншеи на расстояние не менее 2 м. С обеих сторон гусениц или колес следует подложить специальные подкладки.
Трапы и лестницы предназначенные для обслуживания экскаватора должны быть в исправном состоянии.
3 Охрана окружающей среды при эксплуатации экскаватора
При эксплуатации экскаватора возможны следующие виды загрязнения окружающей среды: выбросы в атмосферу отработавших газов попадание в почву и воду нефтепродуктов и других эксплуатационных жидкостей повышенный шум при работе техники.
Нельзя допускать сверхнормативного выброса отработавших газов в атмосферу задымленности рабочей зоны запыленности отработавшим воздухом из пневмосистемы подачи без необходимости звуковых сигналов работы с неисправным глушителем передвижение экскаватора по растительному покрову и посевам въезд без разрешения на территорию лесных массивов. Категорически запрещается сливать отработавшие топливно-смазочные материалы на землю в канализацию и водоемы необходимо их собирать в емкости и утилизировать. Разрешается мыть машину только в отведенных местах. Нельзя допускать попадания в водоемы стоков при мытье экскаватора.
Охрана окружающей среды экологически безопасная эксплуатация техники являются важнейшей составляющей при работе экскаватора.
РЕСУРСОСБЕРЕЖЕНИЕ ПРИ ПРОЕКТИРОВАНИИ МАШИНЫ
Основные направления при разработке дорожно-строительных машин в целом и экскаваторов в частности направлены на увеличение их производительности и снижение расхода топливо-смазочных материалов на единицу выполненной работы а также на увеличение срока службы узлов и агрегатов машины. В данном курсовом проекте это предусматривается путём установки в базовую узла «оттяжной блок-пневмоцилиндр» и направляющих позволяющих исключить динамические перегрузки каната при открывании ковша увеличить срок его службы следовательно срок службы рабочего оборудования в то же время усовершенствованная гидромеханическая система привода экскаватора позволяет выполнять большие объемы работы при меньших затратах топлива.
При эксплуатации разработанного экскаватора основными направлениями ресурсосбережения являются: регенерация отработанных ранее смазочных материалов и вторичное использование в ремонтном производстве восстановленных узлов и агрегатов.
Практическая деятельность направленная на экономное расходование топлива и смазочных материалов осуществляется путем проведения комплекса организационных и технических мероприятий основными направлениями которых являются:
Рациональная организация обслуживания и правильная организация применения норм расхода топлива и смазочных материалов.
Поддержание дорожно-строительной техники в технически исправном состоянии.
Рациональная организация заправочно-смазочных работ и маслохозяйства.
Сбор отработанных масел и топлива.
Премирование работников ответственных за эксплуатацию техники за экономию топлива.
Повторное же использование компонентов и рециклинг многих материалов экономически эффективны поскольку решают не только глобальные вопрос экономии сырья не возобновляемых ресурсов и энергии но и многие другие проблемы.
МЕТРОЛОГИЯ И СТАНДАРТИЗАЦИЯ ПРИ ПРОЕКТИРОВАНИИ МАШИН
1 Основные задачи метрологии
Самым существенным способом поддержания единства измерений является использование эталонов.
Эталон – средство измерения обеспечивающие воспроизводство и сохранение единицы с целью передачи его размеров по поверочной схеме средств измерений. Эталон воспроизводится с наивысшей метрологической точностью достаточным на данном этапе науки и техники.
Основные задачи метрологии:
)Развитие общей теории измерений.
)Установление единых физических величин и их систем.
)Разработка методов и средств измерений.
)Установление эталонов.
2 Основные задачи стандартизации
Стандартизация – установления и применение правил с целью упорядочения деятельности в определенной области на пользу и при участии всех заинтересованных сторон в частности при соблюдении условий эксплуатации и требований безопасности.
В развитом машиностроении большое значение имеет организация производства машин и других изделий на основе взаимозаменяемости. Стандарты основываются на объединении достижений науки техники практического опыта и определяют основы не только настоящего но и будущего развития производства.
Объекты стандартизации – конкретная продукция а также нормы правила методы термины единицы величин и т.п. многократно применяемые в науке технике промышленности строительстве транспорте здравоохранении и других сферах народного хозяйства.
При выполнении курсового проекта использованы следующие ГОСТы:
ГОСТ 2.01–68 (СТ СЭВ 364-76). Основные положения ЕСКД;
ГОСТ 2.201–80. Обозначение изделий и КД;
ГОСТ 2.105-95 ЕСКД. Общие требования к текстовой документации;
ГОСТ 2.401–68 (СТ СЭВ 1181-78). Общие правила выполнения чертежей;
ГОСТ 2.301-68 (СТ СЭВ 1181-78). Форматы;
ГОСТ 2.302-68 (СТ СЭВ 1181-78). Масштабы;
ГОСТ 2.303-68 (СТ СЭВ 1181-78). Линии;
ГОСТ 2.304-81 (СТ СЭВ 6306-88). Шрифты чертежные;
ГОСТ 2.307-68 (СТ СЭВ 2180-80). Нанесение размеров;
ГОСТ 2.305-68 (СТ СЭВ 363-88). Изображения виды сечения и разрезы;
ГОСТ 2.308-79 (СТ СЭВ 368-76). Указание на чертежах допусков формы и расположения поверхностей;
ГОСТ 2.316-68 (СТ СЭВ 856-78). Правила нанесения на чертежах надписей и технических требований;
ГОСТ 25346-88 (СТ СЭВ 147-75). Единая система допусков и посадок;
ГОСТ 2.109-73 (СТ СЭВ 5045-85). Сборочные чертежи;
ГОСТ 2.108-68 (СТ СЭВ 2516-80). Спецификация.
ГОСТ 30067-93 Экскаваторы одноковшовые универсальные полноповоротные. Общие технические условия.
В ходе выполнения курсовой работы по модернизации рабочего оборудования экскаватора с гибкой подвеской рабочего оборудования (прямой лопаты) на пневмоколесном ходу на базе прототипа Э-656 был проведен патентный анализ конструкций в сфере экскаваторов с гибкой подвеской описаны предложения по модернизации данного экскаватора выполнены основные расчеты параметров машины рабочего оборудования расчет на устойчивость в транспортном и рабочем положениях
Также в курсовом проекте описана техника безопасности охрана окружающей среды и ресурсосбережение при работе машины роль метрологии и стандартизации при проектировании машин.
СПИСОК ИСПОЛЬЗОВАННЫХ ИСТОЧНИКОВ
Анурьев В.И. Справочник конструктора-машиностроителя: Т.3 – 8-е издание перераб. Под ред. И.Н. Жестковой. – Машиностроение 2001. – 864 с.
Бургонутдинов А.М. Машины для строительства ремонта и содержания автомобильных дорог. Часть 3: Техника и оборудование для ремонта и содержания автомобильных дорог Учеб. пособие . – Пермь : Изд-во Перм. нац. исслед. политехн. ун-та 2011. – 212 с. – ISBN 978-5-398-00900-2.
Машины по содержанию и ремонту автомобильных дорог и аэродромов : учебное пособие А. В. Вавилов А. М. Щемелев Д. И. Бочкарев Л. А. Гатальский и А. И. Купченко ; под ред. А. В. Вавилов . - Минск : БНТУ 2003. - 408 с. : ил.
ГОСТ 30067-93 Экскаваторы одноковшовые универсальные полноповоротные. Общие технические условия
Щемелев А. М. Проектирование гидропривода машин для земляных работ.– Могилёв: ММИ 1995.– 322 с.
Добронравов С.С. Дронов В.Г. Строительные машины и основы автоматизации. Учебник для строительных вузов. – М.: Высшая школа 2001. – 575 с.
Проектирование машин для земляных работПод ред. А. М. Холодова. – Харьков 1986. – 270 с.
Гальперин М.И. Домбровский Н.Г. Строительные машины. Учебник для вузов. – 3-е изд. перераб. и доп. – М.: Высш. школа 1980г. – 344 с ил.

Спецификация общий вид.dwg

КП.ДМ.ЗМ-51.2017.01.00.00 ВО
Ходовое оборудование
Рабочее оборудование

Спецификация РО.dwg

Рабочее оборудование
экскаватора с гибкой
Рабочее оборудование

Кинематическая схема.dwg

Стрелоподъемный барабан
Кинематическая схема
экскаватора с гибкой
подвеской пневмоколесного

Рабочее оборудование.dwg