Трактор МТЗ-80 с щеточным рабочим оборудованием

втулка нижняя.dwg

Неуказанные предельные отклонения
Острые кромки пиртупить

втулка.dwg

Неуказанные предельные отклонения
Острые кромки пиртупить

шарнир.dwg

Неуказанные предельные отклонения
Острые кромки пиртупить

редуктор.dwg

В редуктор залить масло ТАД-17 ГОСТ 5784-98 в количестве 1
Обеспечить гериетизацию редуктора.
Проверить соосность и зацепление шестерен.
Обеспечить вращении подшипников.

втулка верхняя.dwg

Неуказанные предельные отклонения
Острые кромки пиртупить

шарнир А4 горизонтально.dwg

ВО лотковая щетка.dwg

Техническая характеристика:
Номинальное тяговое усилие
Высота подъема отвала
Горизонтальная щетка
Управление рабочими органами
Колея передних колес

СБ лотковая щетка.dwg

Сварные швы выпонены ручной дуговой сваркой по ГОСТ 5269-80
Использовать электроды МР-3
После сборки провести пробный пуск
Обеспечить герметизацию редуктора и гидромотора

глава 1.doc

1. ПОСТАНОВКА ЗАДАЧИ ПРОЕКТА
1. Климат города Саратова
Город Саратов расположен на правом берегу реки Волга. Наиболее характерным типом рельефа приволжской возвышенности является останцево увалистый с резко выраженной ступенчатостью склонов расчлененных глубокими балками и оврагами. Сформированные на почти горизонтально лежащих пластах останцы располагаются в виде плоскостей – детонационных плато выделяются три поверхности выравнивания разного возраста.
В Саратове в среднем за год солнце светит в течение 1816 час. что составляет 47 % теоретически возможной продолжительности. Максимальная продолжительность солнечного сияния составляет 2106 час. минимальная равна 1480 час.
По климатическому районированию Саратов расположен в восточной части европейской области с недостаточным увлажнением. Коэффициент континентальности для Саратова составляет 88 %.
Зимой (декабрь - февраль) в Саратове выделяется три типа погоды: холодная умеренно холодная и относительно теплая.
Холодная погода характеризуется средней суточной температурой ниже –12 °С и влагосодержанием воздушных масс ниже 12 гПа. Ее повторяемость составляет 35 %.
Умеренно холодная характеризуется средней суточной температурой – 6 – 12 °С и влагосодержанием воздушных масс 2 – 35 гПа. Зимой на эту погоду приходится 45 % всех дней.
Относительно теплая погода характеризуется средней суточной температурой выше 5С и влагосодержанием воздушных масс 4 – 6 гПа. Повторяемость – 25 %.
В теплом сезоне (май - сентябрь) в Саратове преобладает прохладная умеренно теплая теплая и жаркая погода.
Прохладной погоде соответствует средняя суточная температура ниже 15 °С и влагосодержанием воздушных масс 4-9 гПа.
Умеренно теплая погода – 15-20 °С и влагосодержанием воздушных масс 9 – 14 гПа.
Теплая погода характеризуется средней суточной температурой 21 – 25 °С а жаркая выше 25 °С. Влагосодержанием воздушных масс 12 – 19 гПа.
Ветер – одна из наиболее изменчивых метеорологических величин.
Зимой в городе господствуют северо-западные западные (повторяемость 36 %) а также южные и юго-восточные (повторяемость 37 %) ветры. Это связано с усилением западного переноса воздушных масс и стационированием азиатского антициклона над восточной Сибирью отрог которого далеко распространяется на запад и с сентября по май оказывает влияние на ветровой режим Нижнего Поволжья.
Весной сохраняются черты зимнего режима но устойчивость преобладающих ветров уменьшается. Повторяемость северо-западного и западного ветра составляет 30 % а южного и юго-восточного 31 %.
В летнее время значительно возрастает устойчивость ветра северо-западного и западного направления. Их повторяемость возрастает до 46 %. Ветры северного и южного направления соответственно имеют повторяемость 10 и 12 %.
Средняя годовая скорость ветра в городе равна 44 мс. В переходные сезоны года и зимой скорость увеличивается до 4.4 – 46 мс а в марте до 5мс.
Количество осадков характеризуется высотой слоя воды образовавшегося на горизонтальной поверхности при отсутствии стока просачивания и испарения. В Саратове в среднем за год выпадает 416 мм осадков из них около 35 % приходится на осадки холодного периода (ноябрь-март).
Почвенный покров отличается большой пестротой но преобладают обыкновенные южные черноземы. На более выровненных и слабо расчлененных участках расположены среднемощные обыкновенные черноземы. Маломощные черноземы залегают на западных склонах. Южные черноземы преимущественно сосредоточены на восточных склонах и среди них нередко встречаются пятна солонцов местами занимающих 0 – 20 % площади черноземных почв.
2. Хозяйственная деятельность дорожного хозяйства Саратовской области
Протяженность дорожной сети области составляет 29377 тыс. км из них 0717 тыс. км – федеральные 9876 тыс. км - региональные 14416 тыс. км – муниципальные 4368 тыс. км – межмуниципальные.
В сеть автомобильных дорог общего пользования входит 761 мостовой переход (38643 тыс. погонных метра) в том числе:
- 63 моста (4135 тыс. погонных метра) на федеральных дорогах;
- 508 мостов (28219 тыс. погонных метра) на региональных дорогах;
- 77 мостов (2057 тыс. погонных метра) на муниципальных дорогах;
- 113 мостов (4232 тыс. погонных метра) на межмуниципальных дорогах.
Протяженность опорной дорожной сети области обеспечивающей основной объем автомобильных грузо и пассажироперевозок составляет 1007 км в том числе: Самара-Пугачев-Энгельс-Волгоград – 3681 км Энгельс – Ершов – Озинки – граница респ. Казахстан – 29525 км Тамбов – Ртищево – Саратов – 22425 км Балашов – Ртищево – 963 км Елшанка – Песчаный Умет – 231 км.
Финансовое обеспечение дорожного хозяйства
Законом области «Об областном бюджете на 2008 год» на финансирование сети автомобильных дорог находящихся в государственной собственности области выделено 2277 млрд рублей в том числе 10 млрд рублей – субсидии из средств федерального бюджета.
Финансирование дорожного хозяйства осуществлялось в соответствии с росписью расходов областного бюджета и выполнено в полном объеме.
Проведение торгов (конкурсов) по размещению заказов на поставки товаров выполнение работ оказание услуг для государственных нужд позволило получить экономию средств областного бюджета в размере 87164 млн рублей что составляет 7 процентов экономической эффективности размещения заказов.
Об итогах выполнения программы дорожных работ
Программа дорожных работ на территориальных дорогах общего пользования за 2008 год выполнена в полном объеме по всем показателям таблица 1.1. и рисунок 1.1
Таблица 1.1. – Итоги выполнения дорожных работ по Саратовской области
Лимит затрат на 2008 год
Факт за январь-декабрь 2008 года
Строительство и реконструкция
Приобретение техники
Погашение кредиторской задолженности
Затраты на строительство и реконструкцию профинансированы в объеме 11516 млн рублей или 506% в общем объеме расходов что позволило провести работы на наиболее грузонапряженных участках опорной сети региональных дорог.
Введены в эксплуатацию 10422 км дорог и 24566 погонных метров мостов:
9 км автомобильной дороги Энгельс-Ершов-Озинки на участке км88-км 96 в Федоровском районе (в рамках Федеральной целевой программы (ФЦП);
52 км подходов к мостам;
929 погонных метра - мостовой переход через р.Большой Узень на автодороге Александров Гай – Новоалександровка (ФЦП);
26 погонных метра - 3 мостовых перехода: в Балтайском районе – 2 моста и в Вольском – 1 мост;
вторая очередь Гусельской эстакады на автомобильной дороге Саратов – Усть – Курдюм (ФЦП).
На переходящих объектах:
продолжено строительство автомобильной дороги Самара-Пугачев-Энгельс-Волгоград на участке обхода г.Пугачева; построено 14 км (без верхнего слоя асфальтобетонного покрытия) (ФЦП);
на строительстве мостового перехода через реку Волгу у с.Пристанное (ФЦП):
В 2008 году выделено 433 млн рублей из них 385 млн рублей - субсидии из федерального бюджета и 48 млн рублей – средства областного бюджета. Все выделенные средства полностью освоены:
осуществлена сборка 23 тыс. тонн пролетных строений в том числе 11тыс. тонн через основное русло;
отсыпано 1995 тыс. куб. метров грунта на подходах;
устроена дорожная одежда на площади 1017 тыс. кв. метров.
По состоянию на 1 января 2008 года на строительстве мостового перехода освоено 90 процентов от стоимости объекта. Остаток сметной стоимости строительства - 1885млн рублей.
Основная часть работ по строительству и реконструкции региональных дорог велась в рамках реализации Федеральной адресной инвестиционной программы «Модернизация транспортной системы России (2002-2010 годы)».
Рисунок 1.1. Итоги работы дорожного хозяйства за 2007 год.
На выполнение программы в 2008 году направлено 1125975млн рублей в том числе 10000 млн рублей из средств федерального бюджета и 125975 млн рублей из средств областного бюджета:
)3696 млн рублей – реконструкция автомобильной дороги Саратов - Усть-Курдюм из них 3300млн рублей – средства федерального бюджета 396 млн рублей – средства областного бюджета;
)4330 млн рублей – строительство мостового перехода через р. Волга у с. Пристанное из них 3850 млн рублей – средства федерального бюджета 480 млн рублей – средства областного бюджета;
) 47074 млн рублей – строительство мостового перехода через р.Большой Узень на автодороге Александров Гай – Новоалександровка изних435млн рублей – средства федерального бюджета 3574млнрублей – средства областного бюджета;
)183127 млн рублей – строительство автомобильной дороги Самара – Пугачев – Энгельс – Волгоград на участке обхода г.Пугачева из них 1515 млн рублей – средства федерального бюджета 31627 млн рублей - средства областного бюджета;
)93174 млн рублей – реконструкция автомобильной дороги Энгельс – Ершов – Озинки на участке км 88 – км 96 в Федоровском районе из них 900млн рублей - средства федерального бюджета 3174 млн рублей – средства областного бюджета.
Затраты на ремонт региональных автомобильных дорог общего пользования и мостов профинансированы в объеме 2916 млн рублей что составило 128% в структуре расходов на дорожное хозяйство.
Отремонтировано 5476 км автомобильных дорог в том числе на опорной сети:
- ад Самара-Пугачев-Энгельс-Волгоград - 265 км;
- ад Тамбов-Ртищево-Саратов - 88 км;
- ад Энгельс-Ершов-Озинки – 2 км;
- ад Урбах-Новоузенск-Александров Гай – 6 км;
- ад Балашов-Ртищево – 11 км;
- ап к г.Балаково – 3985 км;
- территориальная сеть – 6375 км.
В разрезе муниципальных образований: в Аркадакском районе – 11км Балаковском– 68км Вольском – 3985км Ивантеевском – 20км Краснокутском – 30км Марксовском– 82км Новобурасском – 2275км Новоузенском – 30км Пугачевском – 20км Ртищевском – 88км Хвалынском – 36 км Энгельсском – 95км Воскресенском – 05 км.
Закончены ремонтом и введены в эксплуатацию 53421 погонных метра мостов (100% от годового плана) в том числе в Марксовском районе – 6774 п.м. Аткарском – 5152 п.м. Краснокутском – 5412 п.м. Вольском – 3877 п.м. Советском – 1189 п.м. Перелюбском – 11346 п.м. Пугачевском – 402 п.м. Федоровском – 186 п.м Базарно-Карабулакском-204 п.м Петровском – 105 п.м.
На автомобильном мосту «Саратов-Энгельс» в 2008 году освоено 30314 млн рублей из них 21063 млн рублей – на ремонт 9251 млн рублей – на содержание. Произведен ремонт опор № 6 11 16. Осуществлено 29% от проектного объема монтажа и антикоррозионной защиты. Установлено 900м перильного ограждения (161%).
Содержание автомобильных дорог
Затраты на содержание региональных автомобильных дорог общего пользования и мостов профинансированы в объеме 6087 млн рублей что составило 267% в структуре расходов на дорожное хозяйство.
На протяжении всего года велись работы по содержанию автомобильных дорог с целью обеспечения требований к эксплуатационному состоянию допустимому по условиям обеспечения безопасности дорожного движения:
- поддерживалось бесперебойное и безопасное движение поавтомобильным дорогам области;
- производились работы входящих в норматив по зимнему и летнему содержанию автомобильных дорог искусственных сооружений на них.
Повышение безопасности движения в рамках мероприятий по содержанию автомобильных дорог
На автомобильных дорогах общего пользования в 2008 году произошло 511 дорожно-транспортных происшествий (ДТП) в которых погибли 152 человека и получили ранения 675 человек.
В результате проведенных мероприятий по улучшению безопасности дорожного движения дорожно-транспортных происшествий причиной которых явилось неудовлетворительное состояние дорожной сети не зарегистрировано. Достигнуто значительное снижение количества и тяжести ДТП с сопутствующими дорожными условиями: в 105 ДТП (889% к уровню 2007 г.) погибли 29 человек (852% к уровню 2007 г.) и получили ранения 149 человек (914% к уровню 2007 г.).
Проведенные мероприятия:
- на 289 км региональных автодорог проведено устройство шероховатой поверхностной обработки;
- установлены 2199 сигнальных столбиков;
- на 2139 км дорог выполнена разметка проезжей части;
- установлены и заменены дорожные знаки (в том числе знаки индивидуального проектирования) в количестве 4658 шт.;
- изготовлены отремонтированы и установлены 57 автопавильонов.
Как видно из вышеизложенного наибольшее количество денежных средств расходуется на ремонт и строительство новых дорог. При этом на содержание дорог включая летнее содержание дорог выделяется небольшое количество денежных средств.
В связи с этим уборка дорог от пыли и грязи производится редко. В результате данных действия городской службы в городе практически сложилась экологическая катастрофа из-за большого количества пыли на дорогах. Особенно остро данный вопрос встает в весенний период когда дуют часто ветра и в городе возникают пылевые бури. В конечном итоге это негативно сказывается на здоровье людей.
3. Загрязненность города Саратов и ее воздействие на население
Для постоянного контроля чистоты атмосферного воздуха сотрудниками Саратовской ГМО с 1967 г. были организованы регулярные наблюдения за концентрациями различных примесей. За последние 8 лет на двух пунктах наблюдений было отобрано свыше 40 тыс. проб на содержание пыли сернистого газа окиси углерода двуокиси азота и сажи (таблица 1.2).
Таблица 1.2 – Суммарная вероятность (%) появления различных концентраций примесей нормированных на средние сезоны.
Большие концентрации пыли наблюдаются в теплый период года. Отношение средних за сезон концентраций пыли к средним за год в теплый период составляет 143 в холодный 062 таблица 1.3.
В годовом ходе наибольшие концентрации пыли наблюдаются в апреле (рис. 1.2) в этом месяце средние концентрации превышают средние за теплый сезон в 2 раза что объясняется сходом снежного покрова высушиванием подстилающей поверхности и увеличением турбулентного обмена. Дополнительным источником приносимой ветром в город пыли служат оголенные склоны гор на которых еще нет растительности.
Таблица 1.3 - Отношение средних сезонных концентраций к средним годовым
Рисунок 1.2. Годовой ход средних месячных концентраций:
– пыль 2 – сернистый газ 3 – окись углерода 4 – двуокись азота 5 – сажа.
Концентрация сернистого газа в среднем больше в холодный период (табл. 1.3). В зимнее время поступление сернистого газа в атмосферу увеличивается за счет сжигания топлива. Но в целом концентрации сернистого газа в среднем по сезонам небольшие. В годовом ходе наибольшие концентрации сернистого газа наблюдаются в феврале (рис. 1.2). Некоторое увеличение концентраций сернистого газа в середине лета можно объяснить наибольшей продолжительностью дня и большим приходом солнечной энергии обеспечивающей превращение серы в сернистый газ. При этом необходимо отметить и большое количество вредных выбросов от промышленности города рис. 1.3.
Несмотря на наметившийся спад выбросов загрязняющих веществ в 25 раза по сравнению с 1984 годом все же на сегодняшний день их выбрасывается довольно большое количество и составляет 120 тыс.т.
Рисунок 1.3. Объем выбросов загрязняющих веществ в г.Саратове
Концентрации окиси углерода в воздухе в течение всего года велики но в теплый период отношение средних сезонных концентраций к средним годовым несколько больше (107) чем в холодный (095) (табл. 1.3). Это обусловлено увеличением числа автомашин в теплый период которые являются основными источниками выделения окиси углерода в воздух [1]. Годовой ход концентраций окиси углерода выражен гораздо слабее чем концентрации пыли и сернистого газа но все же выделяются два максимума: в феврале и в августе. Вероятно в феврале к выбросам окиси углерода автотранспортом присоединяется поступление ее от систем отопления. В августе увеличение концентраций окиси углерода в приземном слое можно объяснить уменьшением скорости ветра и турбулентного обмена по сравнению с другими месяцами. А так как окись углерода выбрасывается в основном низкими источниками (автотранспортом) то при уменьшении турбулентного обмена наблюдается увеличение концентрации окиси углерода у земли.
Колебания концентраций двуокиси азота в течение года невелики. В среднем они несколько больше в теплый период (табл. 1.2). Это обусловлено поступлением двуокиси азота от транспорта количество которого летом увеличивается. Кроме того нужно учитывать образование двуокиси азота под влиянием солнечной радиации при недостатке осадков.
Как видно по крайней мере три из пяти загрязнителей (окись углерода двуокись азота сажа) обязаны своим появлением в основном автотранспорту. Пыль поступает главным образом с земной поверхности. И только концентрации сернистого газа определяются деятельностью промышленных предприятий.
В суточном ходе концентраций всех измеряемых ингредиентов отмечаются весьма слабые колебания с незначительным максимумом в дневные часы.
Суточный ход концентраций пыли почти совсем не выражен особенно в холодный период. В этот период практически отсутствуют колебания скорости ветра. В теплый период скорость ветра имеет максимум в дневные часы. Увеличение скорости ветра способствует как выносу пыли из приземного слоя так и поднятию ее с земли.
Как видно в воздухе города Саратова находится большое количество различных примесей. Нас как инженеров в основном интересует пыль. При этом необходимо отметить что уборка пыли с дорог осуществляется очень плохо. Несомненно такая экологическая обстановка негативно отражается на здоровье населения.
Об этом свидетельствуют в частности существенные различия в заболеваемости населения в отдельных районах одного и того же города рис. 1.4.
В подтверждение сказанного приведем данные из работы И. П. Лашневой изучавшей заболеваемость детей проживающих в двух районах с разным уровнем загрязненности атмосферного воздуха: в одном большое количество промышленных предприятий находится вблизи детских садов в другом детские учреждения отдалены от основных магистральных путей и источников загрязнения воздуха вредными веществами. Анализ заболеваемости показал что общая острая заболеваемость в Заводском районе была в 15 раза выше чем в Кировском. Заболеваемость органов дыхания детей возрастных групп (от 1 года до 6 лет) в Заводском районе была также в 15 раза выше чем в Кировском районе а нервной системы и органов чувств – в 2-25 раза чаще.
Рисунок 1.4. Количество заболеваний Саратовцев за 2008 год по видам на 1000 человек
Изменение здоровья горожан является не только показателем экологического состояния города но и важнейшим социально-экономическим его следствием которое должно определять ведущие направления по улучшению качества окружающей среды. В связи с этим весьма важно подчеркнуть что само здоровье горожан в пределах биологической нормы является функцией от экономических социальных (включая психологические) и экологических условий.
Так же необходимо отметить что наличие пыли в воздухе способствует развитию аллергии легочным заболеваниям приводимых к раку легких. Следствием этого является снижение продолжительности жизни людей.
В связи с этим очистка улиц города Саратова от загрязнений является глобальнейшей проблемой. Необходимо отметить что службами города частично осуществляется очистка дорожного полотна от пыли но часть ее попадает на дорожные ограждения и заборы. При этом пыль оседает большим слоем а после выпадения осадков снова попадает на дорожное полотно где колеса автомобилей ее взбивают. При этом происходит новое насыщение воздуха пылью.
С целью выявления способности качественной очистки дорожного полотна тротуаров дорожных ограждений и заборов необходимо проанализировать существующий парк машин служб города Саратова.
4. Анализ работы дорожной службы города Саратова
В настоящее время автомобильный парк и парк специальной техники дорожной службы города Саратова очень беден как в плане количества так и в плане разновидности. Подробные сведения о количестве и маркировки машин находящихся в эксплуатации на данный момент времени предоставлены на рисунке 1.5.
Как показал анализ количественного состава машин городских служб по уборке города то доминирующее положение занимают трактора 40 % от общего количества машин на втором месте экскаваторы – 18 % и на третьем 13 % - прицепы.
Как видно наличие машин способных удалять пыль с дорожного полотна составляет поливо-моечных – 4 % и подметально-уборочных тоже 4 % и они не в состоянии проводить быструю очистку дорог города.
Так же необходимо отметить что со снижением финансирования проводимым реформам службы ЖКХ около 20 % машин подвержены списанию а более 30 % находятся в неработоспособном состоянии.
Рисунок 1.5. Парк машин городских служб города Саратова.
Вследствие малых заработных плат происходит большая текучка кадров. Кроме этого машины не получают качественного ремонта и обслуживания и как следствие этого происходит снижение их производительности.
В настоящий период в Саратове протяженность дорог составляет 890 километров которые раздроблены на шоссе проспекты улицы и проезды. В результате уборка улиц от пыли производится только на центральных улицах города.
Анализируя работу городских можно отметить что они не в полной мере справляются с уборкой пыли с дорог города. Очистка тротуаров пешеходных дорожек дорожных ограждений и заборов не производится механизированным способом так как в парке отсутствуют машины способные выполнить данный вид работ.
В связи с этим необходимо закупить машины способные осуществлять качественную очистку дороги и прилегающей территории или модернизировать уже имеющиеся машины.
Исследования по загрязнению города Саратов показали что в воздухе содержится большое количество пыли особенно в теплое время года. Процесс усугубляет постоянно дующие со стороны гор (Дачный поселок соколовая гора и др.) ветрами которые пополняют содержание пыли в воздухе.
Повышение концентрации пыли пагубно влияет на здоровье граждан при этом повышается количество легочных заболеваний увеличивается процент заболевания – рак легких. Кроме этого из-за грязных дорожных ограждений и знаков увеличивается количество дорожно-транспортных происшествий. Постоянно грязные заборы портят внешний вид города и способствуют аккумулированию пыли и после выпадения осадков вновь ее появления на дорогах.
В связи с этим процесс удаления пыли с дорог и прилегающей территории является острой проблемой города Саратова.
Анализ парка машин городских служб Саратова показал наличие машин способных удалять пыль только с дорог. Машин способных удалять пыли с тротуаров пешеходных дорожек в имеющимся парке машин нет.
В связи с этим целью дипломного проекта является разработка рабочего оборудования способного очищать дорожное полотно с прилегающей территорией или тротуара от пыли и грязи.
Для реализации поставленной цели необходимо решить следующие задачи:
Рассмотреть конструкции машин и рабочих органов способных удалять загрязнения с дорожного полотна и тротуара;
Разработать конструктивно-компановочную схему щеточное оборудование для очистки дорожного покрытия и тротуара на базе трактора МТЗ-80;
Произвести выбор и обоснование основных параметров щеточного рабочего оборудования а так же тяговый и мощностной расчеты;
Определить экономическую эффективность от применения нового щеточного оборудования.

спецификации.doc

Оборудование бульдозерное
Щетка горизонтальная
Трактор МТЗ-80 с щеточным рабочим органом
Болт М8х51 ГОСТ 15589-70
Шайба 8 ГОСТ 22355-77
Гайка М8 ГОСТ 15526-70
Шпонка 6х6х32 ГОСТ23360-78
Шайба 12 ГОСТ 22355-77
Гайка М12 ГОСТ 15526-70
Шайба 12 ГОСТ 6402-70
Болт М6х31 ГОСТ 15589-70
Шайба 6 ГОСТ 22355-77
Гайка М6 ГОСТ 15526-70
Шайба 6 ГОСТ 6402-70
Шплинт 5х80 ГОСТ 397-66
Шплинт 3х60 ГОСТ 397-66
Шплинт 35х60 ГОСТ 397-66
Шплинт 4х70 ГОСТ 397-66
Болт М6х51 ГОСТ 15589-70
Подшипник 307 ГОСТ27365-87
Прокладка резиновая 2 ГОСТ 20836-75
Болт М6х21 ГОСТ 15589-70
Болт сливной М17х20 ГОСТ 7789-72
Шайба 17 ГОСТ 22355-77
Шайба 8 ГОСТ 6402-70
Шпонка 8х8х36 ГОСТ23360-78
Шайба 30 ГОСТ 8760-70
Манжета ГОСТ 8752-70
Подшипник 306 ГОСТ27365-87
Шайба 60 ГОСТ 8754-70
Пресс-масленка ГОСТ5642-70
Винт 5х20 ГОСТ 11644-75
Шпонка 6х6х36 ГОСТ23360-78
Шпонка 6х6х28 ГОСТ23360-78

глава 6.doc

6. БЕЗОПАСНОСТЬ ЖИЗНЕДЕЯТЕЛЬНОСТИ
1. Правовые и организационные основы труда
Обеспечение здоровых и безопасных условий труда законом возложено на администрацию предприятий учреждений организаций и т.д. Добиваться этого администрация должна путем применения своевременных средств безопасности и обеспечения санитарно-гигиенических условий предотвращающих профессиональные заболевания. Для выполнения этих целей в организации предусмотрена должность специалиста по охране труда выполнение его обязанностей возложено приказом начальника предприятия на заведующего ремонтной мастерской.
1.1. Обязанности исполняющих лиц
Руководитель предприятия в своей деятельности по охране труда руководствуется законодательным и нормативным актами приказами и распоряжениями вышестоящих органов «Положением об организации работ по охране труда». В пределах служебной компетентности и должностных обязанностей они обязаны: обеспечить создание здоровых и безопасных условий на рабочих местах соблюдение внутреннего распорядка трудового законодательства действующих стандартов правил и норм внедрение передового опыта паспортизацию санитарно-гигиенического состояния предприятия в целом расследование несчастных случаев на производстве и представление отчетности по травматизму своевременно составлять заявки на индивидуальные средства защиты спецодежду спецобувь утверждать инструкции по охране труда.
Главные специалисты предприятия должны обеспечивать безопасные условия труда. В основные обязанности этой категории руководителей входят:
– разработка и осуществление мероприятий по охране труда запрещение работ на участках с наличием угрозы здоровью работающих;
– организации испытаний технического освидетельствования и регистрации котельных установок сосудов работающих под давлением грузоподъемных машин;
– проведение вводного инструктажа по охране труда со вновь прибывшими рабочими на работу;
– контроль своевременного и качественного проведения первичного повторного внепланового и текущего инструктажей на рабочем месте;
– учет и анализ производственного травматизма.
Руководители производственных участков руководствуются законодательными актами нормативными документами приказами и распоряжениями руководителей предприятий и главных специалистов. В их обязанности входит своевременное проведение испытаний технического освидетельствования и регистрации котельных установок сосудов работающих под давлением грузоподъемных машин. Так же к числу обязанностей руководителей участков относится:
– обеспечение санитарно-бытового обслуживания работников;
– выделение обозначение и оборудование мест кратковременного отдыха;
– оборудование участков по технике безопасности;
– обеспечение работающих аптечками на рабочих местах;
– проведение инструктажа на рабочих местах;
– ведение журнала учета инструктажа;
– контроль технического состояния машин и механизмов за наличием защитных ограждений предохранителей блокирующих устройств;
– сообщение вышестоящему руководителю о происшедших несчастных случаях;
– организации первой помощи пострадавшему.
В последние годы проведена большая работа по систематизации требований безопасности труда. Если раньше они излагались в различных нормативных актах то теперь сводятся в специальную систему стандартов безопасности труда (ССТБ). Чтобы усилить внимание к выполнению требований безопасности изложенных в стандарте в каждом из них предупреждается что несоблюдение стандарта преследуется по закону.
1.2. Анализ производственного травматизма и заболеваемости
Для оценки уровня травматизма пользуются относительными статистическими показателями – коэффициентом частоты КЧ и коэффициентом тяжести травматизма КТ.
Показатель частоты травматизма КЧ определяет число несчастных случаев приходящихся на 1000 работающих за определенный промежуток времени:
где Т – число несчастных случаев;
Р – среднесписочное количество работающих.
Показатель тяжести травматизма КТ характеризует качественную сторону травматизма т.е. сколько человеко-дней нетрудоспособности приходится на одну травму:
где Д – число человеко-дней нетрудоспособности пострадавших за определенный промежуток времени.
Дополнительной характеристикой тяжести несчастных случаев является также показатель травм со смертельным исходом:
где С – число случаев со смертельным исходом за рассматриваемый промежуток времени.
На предприятии имелись случаи травматизма которые приведены в таблице 6.1
Таблица 6.1 Динамика производственного травматизма предприятия
Число несчастных случаев
Число дней нетрудоспособности
Коэффициент частоты Кч
Коэффициент тяжести Кт
Травмы со смертельным исходом Ксм
2. Производственная санитария и гигиена труда
Гидромелиоративное производство – это строительство объектов мелиоративного назначения и их эксплуатация где работающие подвержены вредному воздействию метеоусловий. Большинство технологических процессов сопровождается выделением вредных веществ в различных агрегатных состояниях – паров газов аэрозолей и их смесей; неравномерностью недостатком или избытком освещения; производственным шумом и вибрацией высокой или низкой температурой повышенной скоростью движения воздуха и его высокой относительной влажностью; ультрафиолетовым инфракрасным электромагнитным и ионизирующим излучениями.
Кроме того на функциональное состояние и здоровье работников пагубно влияют стереотипно повторяющаяся мышечная работа преимущественно локального характера вынужденные неудобные рабочие позы повышенные нагрузки на зрительный аппарат нервные и психоэмоциональные напряжения.
В связи с воздействием перечисленных вредных производственных факторов работающие подвержены профессиональным заболеваниям среди которых наиболее распространенными являются: вибрационная болезнь пневмокониозы дерматиты болезни опорно-двигательного аппарата поражение внутренних органов зрения и слуха сердечно-сосудистые заболевания.
Производственная санитария – система организационных гигиенических и санитарно-технических мероприятий и средств предотвращающих воздействие вредных факторов производства.
Производственное освещение – важнейший показатель гигиены труда. Освещение является главным фактором качества информации. Рационально устроенное освещение позволяет легко различать цвет и размеры объектов труда снижать утомленность повышает безопасность труда. Освещение может быть естественным и искусственным осуществляемое электрическими лампочками. Искусственное освещение может быть общим местным и комбинированным.
Естественное освещение в помещении может формироваться прямым солнечным светом рассеянным светом неба отражённым светом земли прилегающей растительности и строений. Естественное освещение предусматривается для помещений с постоянным пребыванием людей. Если не хватает естественного освещения то его комбинируют с искусственным.
3. Техника безопасности
3.1. Техника безопасности при ремонте и техническом обслуживании коммунальных машин
Работы по техническому обслуживанию и ремонту машин выполняют в установленных местах в соответствии с требованиями технологических карт. Каждое рабочее место оснащают оборудованием приборами и инструментом согласно табелю технологического оснащения.
К техническому обслуживанию и ремонту машин допускаются лица прошедшие специальную подготовку по указанным видам работ и получившие инструктаж по безопасным методам ведения работ.
Спецодежда слесаря должна быть прочной чистой и плотно облегать тело. Во время работы она должна быть застегнута. Манжеты допускается завязывать завязками концы которых убирают. Волосы следует заправлять под головной убор.
Верстак на котором слесарь производит работы должен занимать устойчивое положение и содержаться в чистоте. Очищать его от стружки опилок и осколков следует щеткой веником метлой или обтирочным материалом. Пролитое на пол масло или топливо необходимо удалять сразу а это место посыпать песком или опилками.
При передвижении по строительной площадке и мастерской выполнении работ по техническому обслуживанию и ремонту машин слесарь должен выполнять предписания знаков безопасности предупреждающих о возможной опасности необходимости применения соответствующих средств защиты а также разрешающие или запрещающие определенные действия работающих.
Машины в местах их технического обслуживания и ремонта устанавливают так чтобы был обеспечен доступ ко всем их составным частям. Рабочее оборудование опускают на пол (грунт) или специальные подкладки.
Для технического обслуживания и ремонта машин на месте их применения выбирают ровную и сухую площадку не загроможденную посторонними предметами защищенную от ветра и пыли расположенную вдали от складов нефтепродуктов линий электропередач стогов сена и соломы.
Важная операция технического обслуживания и ремонта машин - очистка их от загрязнений. Она осуществляется в основном мойкой. В процессе ее необходимо предотвратить вредное воздействие моющих средств на организм человека. Для этого слесари должны быть обеспечены спецодеждой включая резиновые рукавицы. Горячей водой можно мыть машину в брезентовых рукавицах. При сильном загрязнении машин грубую их очистку от грунта производят скребками и специальными чистиками.
Очищенную машину устанавливают на место ее обслуживания или ремонта глушат двигатель и на пусковых ее устройствах навешивают табличку «Двигатель не запускать - работают люди!».
Запрещается обслуживать машину при работающем двигателе кроме тех случаев когда требуется проверить работу ее составных частей после проведения регулировочных работ. Не допускается находиться под машиной при работающем двигателе и когда она поднята домкратом.
Крышку заливной горловины радиатора неохлажденного двигателя следует открывать в рукавицах и не наклонять голову к горловине сразу после ее открытия для проверки уровня охлаждающей жидкости чтобы не обжечь лицо.
Требуется остерегаться выброса горячего масла из картеров машин которое может произойти через контрольные отверстия во время проверки его уровня при засорении сапуна.
Во избежание ожогов необходимо соблюдать осторожность при сливе горячей охлаждающей жидкости и нагретого масла из картеров машины.
При разборке регулировке и сборке машин допускается использовать только исправный инструмент. Применяемые гаечные ключи должны соответствовать размерам гаек и не иметь смятых и сточенных краев. Нельзя при пользовании ключами устанавливать прокладки между гранями гаек и торцами ключа а также наращивать ключи другими ключами или ударять по ним молотком. Крепления подтягивают движением руки с ключом к себе.
У используемого слесарного молотка рабочая поверхность должна быть выпуклой (не сбитой и не косой) без трещин и заусенцев. Рукоятки кувалд и молотков должны быть изготовлены из сухой прочной древесины дуба березы рябины кизила и др. хорошо обработаны и иметь гладкую поверхность.
Перед началом работ кувалдой и молотком обязательно проверяют прочность крепления их на рукоятках. Верхняя часть зубил не должна иметь трещин забоин и заусенцев потому что при ударе по ней молотком частицы металла будут отлетать в сторону и могут поранить находящихся вблизи людей. Инструменты с заостренными нерабочими концами (например напильники) должны иметь хорошо обработанные и прочно насаженные рукоятки.
Перед началом работ на подъемно-транспортных средствах необходимо проверить соответствие им массы поднимаемого груза (деталей сборочных единиц) исправность их действия и состояние грузозахватных устройств. При подъеме груза следует убедиться в надежности его закрепления на грузозахватном устройстве. Поднимать и опускать груз необходимо только вертикально. Опасно стоять под поднятым грузом при перемещении поднятого груза работающий должен находиться сзади него. В момент опускания груза запрещается ставить под него подкладки они должны быть положены заранее. Не допускается оставлять груз в подвешенном состоянии при временном прекращении работ. Снятые с машины сборочные единицы и детали следует укладывать на заранее подготовленное место не загромождав ими проходы и обеспечивать устойчивое их положение.
При разборке и сборке сборочных единиц снимать и устанавливать (детали с острыми кромками следует в рукавицах. При использовании съемников необходимо следить чтобы их крюки лапы и захваты были прочно закреплены на деталях. Запрещается пользоваться съемниками и другими монтажными приспособлениями со смятой или сорванной резьбой погнутыми стержнями планками болтами. При сборке совпадение отверстий в соединяемых деталях проверяют бородком или металлическим стержнем.
До начала промывки деталей керосином или дизельным топливом необходимо смазать руки вазелином или специальной пастой. Запрещается мыть детали этилированным бензином. Случайно пролитый этилированный бензин необходимо залить дихлорамином или раствором хлорной извести (1 мас. ч. извести на 3-5 мас. ч. воды). С металлических деталей машин этилированный бензин удаляют керосином или щелочным раствором.
При эксплуатации аккумуляторных батарей следует обращать внимание на состояние вентиляционных отверстий в пробках аккумуляторов так как в случае их засорения повысится давление внутри аккумуляторов что может привести к их взрыву. Запрещается пользоваться открытым пламенем при осмотре аккумуляторных батарей для этих целей используют переносные электрические лампы напряжением не более 36 В.
Проверку уровня электролита в аккумуляторах его приготовление и долив производят в резиновых перчатках и очках. Смывают кислоту с одежды нашатырным спиртом а с открытых участков тела - нейтрализующим раствором после которого тело промывают водой с мылом. Для кожи используют 5-10%-ный а для глаз- 2-3%-ный раствор питьевой соды.
Перед снятием шины с диска требуется выпустить из камеры воздух. Шины плотно прилегающие к ободу снимают на специальном стенде или с помощью съемного устройства. На месте применения машин шины демонтируют монтажным инструментом. Перед их монтажом необходимо проверить исправность обода диска колеса и замочного кольца. Нельзя монтировать покрышку на обод покрытый ржавчиной и при наличии на нем вмятин трещин и заусенцев. Накачивая шины следует вначале их слегка подкачать после чего проверить положения вентиля бортов покрышки и замочного кольца и если они занимают правильное положение накачать шины воздухом проверяя при этом давление в них по манометру.
Запрещается при накачивании воздухом исправлять положение шины на диске постукиванием и ударять по замочному кольцу молотком или кувалдой.
Не допускается использовать передвижные мастерские с неисправными предохранительными клапанами и воздушными запорными устройствами а также при просачивании жидкостей из баков соединений трубопроводов и раздаточных устройств.
Не следует оставлять без присмотра передвижную мастерскую во время заполнения ее баков топливно-смазочными материалами и при их выдаче.
Нельзя создавать давление в баках передвижной мастерской более указанных величин МПа: в баках с моторным маслом - 015 с трансмиссионным - 03 и в ресивере - более 1. Не разрешается снимать крышки с заливных горловин баков передвижной мастерской если в них имеется избыточное давление и нагревать воду в ней свыше 85°С. В процессе замены раздаточного крана или шланга передвижной мастерской должно быть снято давление в системе.
Перед пуском подогревателя передвижной мастерской следует продуть его камеру сгорания сжатым воздухом а после пуска подогревателя сразу же закрыть лючок его крышки. Нельзя выполнять какие-либо работы по обслуживанию мастерской при работающем подогревателе.
При запуске двигателя не следует брать в обхват пусковую рукоятку или наматывать на руку свободный конец пускового шнура (при запуске вручную). Нельзя стоять против маховика пускового двигателя во время его работы при снятом кожухе.
Окраску машин следует производить в специальных помещениях оснащенных принудительной вентиляцией. Рабочие занятые на окраске машин должны пользоваться средствами индивидуальной защиты - респиратором очками перчатками или пастами (ИЭР-1 ИЭР-2 ХИОТ-6) для защиты рук.
При окраске пульверизатором следует предварительно проверить исправность шлангов краскораспылительного бачка масловлагоотделителя краскораспылителя манометра предохранительного клапана средств индивидуальной защиты и общей вентиляции. Воздушные шланги в местах соединений должны быть прочно закреплены во избежание их разъединения давлением сжатого воздуха. Разъединять шланги допускается только после прекращения подачи воздуха.
Во избежание излишнего туманообразования и в целях уменьшения загрязнения рабочей зоны аэрозолем парами красок и лаков краскораспылитель держат перпендикулярно окрашиваемой поверхности на расстоянии не более 350 мм от нее.
Перед заточкой инструмента на заточном станке необходимо проверить состояние и надежность крепления абразивного круга состояние его кожуха правильность установки подручника и его крепления. Запрещается пользоваться абразивным кругом с трещинами и выбоинами. Подручник (упор) используемый для поддержания затачиваемого инструмента устанавливают так чтобы зазор между его краем и рабочей поверхностью был не менее половины толщины затачиваемого инструмента но не более 3 мм лезвие инструмента прикасалось к кругу выше горизонтальной плоскости проходящей через центр круга но не более чем на 10 мм. Край подручника со стороны круга не должен иметь выбоин сколов и других дефектов. Во время заточки инструмента на станке слесарь должен пользоваться очками.
Перед началом работ на сверлильном станке требуется проверить прочность крепления сверла в шпинделе и деталей на столе станка. Детали крепят на столе с помощь тисков кондукторов или других приспособлений. Запрещается применять сверла с забитым и изношенным хвостовиком устанавливать и проверять их остроту при вращающемся шпинделе использовать при работе рукавицы и удерживать деталь во время сверления только руками. Стружку из просверленного отверстия можно удалять только после остановки станка и отвода сверла от детали.
3.2. Техника безопасности при работе подметально-уборочной машине
К работе на подметально-уборочную машину допускаются лица достигшие 18-летнего возраста прошедшие предварительно медосвидетельствование и специальное обучение с аттестацией а так же инструктаж по технике безопасности в виде:
- вводного инструктажа по общим вопросам техники безопасности противопожарной безопасности производственной санитарии оказанию до врачебной помощи;
- первичного инструктажа непосредственно на рабочем месте по безопасным правилам сборки регулировки эксплуатации противопожарным правилам;
- периодического инструктажа который должны проводить все рабочие один раз в квартал. Основная цель этого инструктажа – обеспечение лучшего усвоения правил по безопасному проведению работ проверке знаний по технике безопасности путем устного опроса.
При изменении требований действующих норм правил инструкций по безопасности труда несчастном случае и изменении условий работы рабочие должны пройти внеочередной инструктаж независимо от срока проведения последнего [17].
Проведение всех видов инструктажа регистрируется в специальных журналах по установленной форме.
Один раз в год рабочие по утвержденной программе проходят курсовое обучение по безопасным приемам и методам работы. Обучение проводят в нерабочее время с группой рабочих не более 30 человек.
Результаты проверки знаний заносят в протокол а лицам получившим положительную оценку делают соответствующую запись в удостоверении о проверке знаний по технике безопасности.
Рабочие участвующие во всех видах технического обслуживания оборудования должны ознакомиться с устройством инструкцией и руководством по эксплуатации оборудования.
В результате анализа были предложены мероприятия по повышению безопасности труда и произведённые расчёты средств обеспечения безопасности позволит снизить производственный травматизм. Рассмотрена техника безопасности при выполнении коммунальных работ и техническом обслуживании.

глава 5.doc

5. ЭКОНОМИЧЕСКОЕ ОБОСНОВАНИЕ ПРОЕКТА
1. Расчет стоимости изготовления лотковой щетки
Преимущества новой техники получают из обобщенной экономической оценки в виде показателей эффективности. Новые машины должны обеспечивать увеличение производительности при минимальных затратах труда сокращение срока окупаемости капиталовложений увеличение годового экономического эффекта а так же сокращение и совмещение выполняемых операций сокращение сроков выполнения работ повышение качества работы [22].
По своей конструкции новые машины и механизмы должны отвечать современным достижениям науки и требованиям передовой практики.
Экономическую эффективность внедрения новой техники определяют методом сравнения по следующим показателям:
Производительность машины;
Затраты труда на единицу продукции или работы;
Энергоемкость процесса;
Удельная металлоемкость процесса;
Капитальные вложения и удельные капитальные вложения на единицу продукции или работы;
Себестоимость единицы работы себестоимость машино-смены;
Коэффициент сравнительной экономической эффективности или срок окупаемости дополнительных капитальных вложений по вновь проектируемой машине;
Годовая экономия и годовой экономический эффект по приведенным затратам.
В качестве примера расчета определяется экономическая эффективность применения лотковой щетки на тракторе МТЗ-80 (модернизированная) и серийной коммунальной уборочной машины Беларус 82 МК-Е.
Расчет стоимости переоборудования проводим по следующей формуле:
где Sзп – затраты на заработную плату руб.;
Sмат – затраты на материалы для переоборудования руб.;
Sпрем – затраты на выплату премии руб.;
%НР – процент накладных расходов
Sосню зп – основная заработная плата руб.
Расчет заработной платы для изготовления лотковой щетки на тракторе МТЗ-80 проведем в табличной форме табл. 5.1.
Таблица 5.1. – Заработная плата необходимая для изготовления лотковой щетки на базе трактора МТЗ-80
Дополнительная заработная плата определяется:
Sдоп=01.Sосн.зп(5.2)
где Sосню зп – основная заработная плата производственных рабочих руб.
Sдоп=01×13823=13823 руб.
Выдачи премий к заработной плате определяются как
Sпрем=04Sосн.зп(5.3)
Sпрем=04×13823=55292 руб.
Начисления по социальному страхованию (Sсоц) берутся в размере 26 % от основной и дополнительной заработной платы производственных рабочих
Sсоц=026(Sосн+Sдоп) (5.4)
где Sосн – основная зарплата производственных рабочих руб.;
Sдоп – дополнительная зарплата руб.
Sсоц=026(13823+13823)=39534 руб.
Суммарная зарплата производственных рабочих определится:
Sзп=Sосн+Sдоп+Sсоцюстрах+Sпрем(5.5)
Sдоп – дополнительная зарплата руб.;
Sсоц.страх – начисления по социальному страхованию руб.;
Sпрем – премии к заработной плате руб.
Тогда суммарная заработанная плата будет составлять
Sзп=13823+13823+55292+39534=246879 руб.
Приведем сравнительную оценку затрат для изготовления лотковой щетки для трактора МТЗ-80. Сравнение приведем в табличной форме табл. 5.2.
Таблица 5.2. - Затраты на материал для изготовления лотковой щетки для трактора МТЗ-80
Всего затрат на материал руб.
Лист Ст.3 2х1250х2500
Лист Ст.3 8х1250х2500
Труба 57х35 ГОСТ 3262-62
Труба 108х35 ГОСТ 3262-62
Круг 30 Ст.45 ГОСТ 2590-71
Круг 50 Ст.3 ГОСТ 380-75
Рукава высокого давления
Редуктор цилиндрический
Таким образом затраты на материалы для изготовления лотковой щетки на тракторе МТЗ-80 равны Sмат=47123 руб. Процент накладных расходов составит %НР=350-400 принимаем %НР=350. Подставив в формулу (5.1) соответствующие числовые значения получим
Далее определим экономическую целесообразность использования лотковой щетки на базе трактора МТЗ-82
2. Технико-экономические показатели щетки
где uр – рабочая скорость машины кмч;
Тн – время нахождения в наряде ч;
х – пробег из парка к месту работы и обратно км;
uх – скорость холостого пробега кмч;
В – ширина захвата рабочего органа м;
кпер – коэффициент учитывающий перекрытие следов кпер=09.
Длина щетки серийной машины МК-Е составляет 2330 мм но рабочая ширина захвата равна 217 м тогда производительность машины при очистке пыли или снега равна
В связи с тем что на модернизированную машину устанавливается дополнительная лотковая щетка то ее щирина захвата увеличивается на диаметр по щетине лотковой щетки тогда
Сменная производительность машины
где tсм – число часов работы машины в смену ч;
kт – коэффициент перехода от эксплуатационной к сменной производительности kт=06;
kэ – коэффициент перехода от эксплуатационной производительности к сменной kэ=075.
Сменная производительность
серийной щетки Псм=22264×8.08.075=106867 м2см;
модернизированной щетки Псм=25578.8.08.075=122774 м2см
Годовую производительность машины определяют по формуле:
где Псм – сменная производительность машины м2ч;
N – число смен работы машины в год ч;
Годовая производительность
серийной щетки Пгод=106867×150=16030080 м2год;
модернизированной щетки Пгод=122774.150=18416100 м2год.
Затраты труда на очистку 1000 м2 определятся как
где n – количество рабочих занятых управлением и обслуживанием машины чел.
Так как щетку обслуживает один человека тогда затраты труда соответственно составят:
для серийной машины Т1=1.1000106867=00094 чел.-ч.;
для модернизированной машины Т2=1.1000122774=00081 чел.-ч.
Снижение затрат труда определяют:
где Т1 и Т2 – затраты труда при использовании старой (серийной) и новой машины чел.-ч.
Энергоемкость процесса определяет как
где Nном – номинальная мощность двигателя кВт.
Для серийной машины Q1=5522264=00025 кВт.чм2.
Для модернизированной машины Q2=5525578=00022 кВт.чм2.
Снижение энергоемкости процесса
где Q1 и Q2 – энергоемкость процесса при использовании старой (эталонной) и новой машины кВт.чга.
Удельная металлоемкость процесса определится как
где Вм – масса машины кг.
Для серийной машины М1=420016030080=000026 кгм2.
Для модернизированной машины М2=440018416100=000024 кгм3.
Снижение металлоемкости
где М1 и М2 – удельная металлоемкость процесса при использовании старой (эталонной) и новой машины кгм3.
Капитальные вложения определятся как
где Цм – прейскурантная или оптово-отпускная цена машины руб.;
r - коэффициент учитывающий надбавку на транспортировку и монтаж машин и оборудования r=12.
Для серийной машины К1=770000.12=924000 руб.
Для модернизированной машины К2=(770000+54430).12=989316 руб.
Удельные капитальные вложения определяются следующим образом
где К – капитальные вложения на приобретение машины и оборудования руб.;
Пгод – годовая производительность машины м2год.
Для серийной машины Куд1=92400016030080=0058 рубм2.
Для модернизированной машины Куд2=98931618416100=0054 рубм2.
Расчет стоимости машино-смены
Sсм=Sед+Sа+Sкр+Sтр+Sгсм+Sосн+Sзп+Sнакл(5.17)
где Sед – единовременные затраты то есть затраты на транспортировку машины монтаж и демонтаж приходящиеся на 1 машино-смену руб.;
Sа – затраты на амортизацию руб.;
Sкр – затраты на капитальный ремонт руб.;
Sтр – затраты на текущий ремонт руб.;
Sгсм – затраты на ГСМ руб.;
Sосн – затраты на ремонт и износ сменной оснастки руб.;
Sзп – затраты на зарплату обслуживающего персонала руб.;
Sнакл – накладные расходы руб.
Единовременные затраты то есть затраты выполняемые до начала эксплуатации машины на объекте
Sед=Sтрансп+Sм+Sдм(5.18)
где Sтрансп – затраты на транспортировку машины до объекта руб.;
Sм – затраты на монтаж машины руб.;
Sдм – затраты на демонтаж машины руб.
Затраты на транспортировку машины до объекта определятся как
где m – число перебазирований машины с объекта на объект в течение года с демонтажом и монтажом m=1-3;
S’трансп – стоимость транспортировки 1 тонны массы машины руб.;
N – число часов работы машины за сезон.
Так как щетка весит больше 1 тонны и поэтому S’трансп=180 рубт тогда затраты на транспортировку машины будут равны:
- для серийной машины Sтрансп 1=2.180×42150=1008 рубт;
- для модернизированной машины Sтрансп 2=2.180×44150=1056 рубт
Затраты на монтаж машины определятся как
где S’м – стоимость монтажа 1 тонны массы машины руб.
Так как стоимость монтажа щетки составляет S’м=20-30 рубт тогда затраты на монтаж машины будут равны:
- для серийной машины Sм1=2×30×42150=168 руб;
- для модернизированной машины Sм2=2×30×44150=176 руб
Затраты на демонтаж машины определятся как
Стоимость демонтажа:
- для серийной машины Sдм1=05×168=084 руб.;
- для модернизированной машины Sдм2=05×176=088 руб.
Подставляя полученные данные в формулу (5.18) определим единовременные затраты:
- для серийной машины Sед1=1008+168+084=126 руб.;
- для модернизированной машины Sед2=1056+176+088=132 руб.
Затраты на амортизацию определятся по формуле
где а – норма амортизационных отчислений %.
Для коммунальных машин норма амортизационных отчислений составляет а=125 % тогда затраты на амортизацию:
- для серийной машины Sа1=924000.125100.150=770 руб.;
- для модернизированной машины Sа2=989316×125100.150=82443 руб.
Затраты на капитальный ремонт определятся по формуле
где акр – норма отчислений на капитальный ремонт %.
Для коммунальных машин норма отчислений на капитальный ремонт составляет акр=45 % тогда затраты на капитальный ремонт:
- для серийной машины Sкр1=924000×45.7100.150=2772 руб.;
- для модернизированной машины Sкр2=989316×45100.150=2968 руб.
Затраты на текущий ремонт и техническое обслуживание определятся по формуле
где атр – норма отчислений на текущий ремонт и техническое обслуживание %.
Для коммунальных машин норма отчислений на текущий ремонт и техническое обслуживание составляет атр=27 % тогда затраты на текущий ремонт и ТО составят:
- для серийной машины Sтр1=924000.27100.150=16632 руб.;
- для модернизированной машины Sтр2=989316×27100.150=178077 руб.
Затраты на горюче-смазочные материалы определим по следующей зависимости
Sгсм=gгсмат+Sсмаз(5.25)
где gгсм – сменный расход дизельного топлива кг;
ат – цена дизельного топлива рубкг;
Sсмаз – затраты на смазывающий материал 25 % от стоимости дизельного топлива.
Сменный расход дизельного топлива
gсм=Nномtсмkдв[gл+(gн-gх)kдм](5.26)
где Nном – номинальная мощность двигателя кВт;
kдв – коэффициент использования двигателя по времени kдв=065;
kдм – коэффициент использования двигателя по мощности kдв=05;
gн – удельный расход топлива на 1 кВтч номинальной мощности двигателя при нормальной загрузке кгкВт ч;
gх – удельный расход топлива на 1 кВтч номинальной мощности двигателя при холостой работе кгкВт ч.
gсм=55.8.065[0095+(0285-0095)05]=5434 кгсм
Тогда затраты на ГСМ
Sгсм1=(5434×168)125=114114 руб
Затраты на износ и ремонт сменной оснастки определятся как
где Косн – коэффициент перехода затрат на текущий ремонт и технического обслуживание к затратам на износ и ремонт сменной оснастки Косн=005-008.
Sтр – затраты на текущий ремонт и техническое обслуживание руб.
Для серийной машины Sосн1=007×16632=11642 руб.
Для модернизированной машины Sосн2=007×178077=12465 руб.
Затраты на заработную плату обслуживающего персонала машины рассчитывают по формуле:
где Тсм – сменная тарифная ставка соответствующего разряда руб.
Принимая тарифную ставку по 4-му разряду получим
Sзп1=917×8×14=1027 руб.
Накладные расходы включают в себя затраты на содержание административно-технического персонала ремонтных мастерских охрану труда и технику безопасности и прочие затраты связанные с обслуживанием парка машин. Эти затраты рекомендуется принимать в размере 10 % от затрат на амортизацию капитальный и текущий ремонт техническое обслуживание и 25 % от заработной платы рабочих занятых управлением машиной.
Sнакл=01(Sа+Sкр+Sтр)+025Sзп(5.29)
Для серийной машины:
Sнакл1=01(770+2772+16632)+025×1027=29672 руб.
Для модернизированной машины:
Sнакл2=01(82443+2968+178077)+025×1027=31588 руб.
Подставляя полученные значения в формулу (5.17) определим стоимость машино-смены:
- для серийной машины:
Sсм1=126+770+2772+16632+114114+11642+1027+29672=4380 руб;
- для модернизированной машины:
Sсм2=132+82443+2968+178077+114114+12465+1027+31588=45996 руб.
Годовая экономия определится по формуле
Эгод=(С1-С2)Пгод(5.30)
где С1 и С2 – себестоимость очистки 1 м2 дороги старой (эталонной) и новой машины руб.;
Пгод – годовая производительность новой машины м2.
Себестоимость очистки 1 м2 дороги:
где Sсм – стоимость машино-смены руб.;
Псм – сменная производительность машины м2.
для серийной машины: С1=4380106867=0041 руб.
для модернизированной машины: С2=45996122774=0037 руб.
Подставляя значения себестоимости очистки 1 м2 дороги в формулу (5.30) получим
Эгод=(0041-0037) 18416100=736644 руб.
Срок окупаемости дополнительных капитальных вложений
где Тодк – срок окупаемости дополнительных капитальных вложений лет ТодкТн=8 лет;
Куд1 и Куд2 – удельные капитальные вложения по новой и сравнительной машинам руб.;
С1 и С2 – себестоимость очистки 1 м2 дороги старой и сравниваемой машины руб.;
Тн – нормативный коэффициент окупаемости капитальных вложений лет.
Годовой экономический эффект от внедрения новой техники
Эприв=[(С1+ЕнКуд1)-(С2+ЕнКуд2)]Пгод(5.33)
где С1 и С2 – себестоимость очистки 1 м2 дороги старой и сравниваемой машины руб.;
Ен – нормативный коэффициент сравнительной экономической эффективности капитальных вложений Ен=012.
Эприв=[(0041+012×0058)-(0037+012×0054)]18416100=766109 руб.
Результаты расчетов технико-экономической эффективности внедрения новой техники сводим в таблицу 5.3.
Таблица 5.3 - Технико-экономические показатели эффективности щетки агрегатируемой на тракторе МТЗ-80
Серийная машина МК-Е
Модернизированная щетка на тракторе МТЗ-80
Техническая производительность:
Затраты труда на очистку 1000 м2 дороги чел.-ч.
Снижение затрат труда %
Энергоемкость процесса кВт.чга
Снижение энергоемкости %
Металлоемкость процесса кгга
Снижение металлоемкости %
Капитальные вложения руб.
Удельные капитальные вложения на очистку 1 м2 дороги руб.
Стоимость машино-смены руб.
Себестоимость очистки 1 м2 дороги руб.
Годовая экономия руб.
Срок окупаемости дополнительных капитальных вложений лет
Годовой экономический эффект от внедрения новой техники руб.
Вывод: произведенный сравнительный экономический анализ серийной коммунальной машины МК-Е и модернизированного щеточного оборудования показал что применение лотковой щетки позволит повысить производительность труда на 129 %. Это позволит получить годовой экономический эффект в размере 766109 рубля при сроке окупаемости дополнительных капитальных вложений равный 10 года.

содержание.doc

ПОСТАНОВКА ЗАДАЧИ ПРОЕКТА . 7
1. Климат города Саратова 7
2. Хозяйственная деятельность дорожного хозяйства Саратовской
3. Загрязненность города Саратов и ее воздействие на население 16
4. Анализ работы дорожной службы города Саратова ..21
СПОСОБЫ И ИСПОЛЬЗУЕМЫЕ МАШИНЫ ДЛЯ
1. Подметально-уборочные машины .. .25
2. Поливочно-моечные машины . ..47
3. Предлагаемая конструкция щеточного оборудования .. .52
КОНСТРУКТОРСКАЯ ЧАСТЬ ПРОЕКТА ..55
1. Выбор основных параметров рабочего оборудования .. 55
2. Мощностной расчет щеточного рабочего оборудования ..56
3. Тяговый расчет трактора со щеточный оборудованием 65
4. Расчет технологической эффективности щеточного рабочего
5. Расчет на устойчивость машины со щеточный рабочим
6. Расчет производительности и энергоемкости 71
РАСЧЕТ ЭЛЕМЕНТОВ КОНСТРУКЦИИ ЩЕТОЧНОГО
1. Расчет редуктора привода лотковой щетки . .73
1.1. Расчет зубчатой передачи .73
1.2. Расчет валов редуктора привода лотковой щетки .. 78
1.3. Расчет подшипников .. 81
2. Расчет гидропривода лотковой щетки 82
3. Расчет элементов конструкции лотковой щетки . ..93
4. Технология изготовления шарнира 99
ЭКОНОМИЧЕСКОЕ ОБОСНОВАНИЕ ПРОЕКТА ..101
1. Расчет стоимости изготовления лотковой щетки ..101
2. Технико-экономические показатели щетки 104
БЕЗОПАСНОСТЬ ЖИЗНЕДЕЯТЕЛЬНОСТИ . ..114
1. Правовые и организационные основы труда .114
1.1 Обязанности исполняющих лиц 114
1.2. Анализ производственного травматизма и заболеваемости 116
2. Производственная санитария и гигиена труда . .117
3. Техника безопасности ..118
3.1. Техника безопасности при ремонте и техническом обслуживании
коммунальных машин . .118
3.2. Техника безопасности при работе подметально-уборочной

литература.doc

Климат Саратова. Под ред. Ц.А. Швер. Л.: Гидрометеоиздат 1987. - 120с.
Холодов А.М. Проектирование машин для земляных работ. Харьков: Высшая школа 1986. - 276с.
Бородачев И.П. Справочник конструктора дорожных машин. М.: Машиностроение 1973. - 505с.
Васильев В.А. Новиков С.А. Щеточное рабочее оборудование. АС №124540 кл. Е 02 F376 от 05.10.78.
Силантьев П.И. Седов А.М. Ефимов С.С. Устройство для мойки заборов. АС №1531977 №124540 кл. Е 02 F376 от 11.12.82.
Короплев А.С. Эксплуатация машин для уборки городских территорий. –М.: Стройиздат 1986. – 271с.
Гусев Л.М. Расчет и конструкция подметально-уборочных машин. М.: Машгиз 1963.- 540с.
Коршунов Г.М. Щетка для электрической машины. Г.М. Коршунов В.А. Дербенев П.П. Смазов В.П. Степанов И.К. Бороха Б.В. Сизов. Патент РФ № 2274935 Кл. Н 01 R 3918. Опубликован 20.04.2006. Бюл. № 11.
Куивикко Р. Боковая щетка. Р. Куивикко К. Саякорпи. Патент РФ №2331346 Кл. А 46 В 1302. Опубликован 20.08.2008. Бюл. № 23.
Гапонов Ю.В. Рабочий орган подметально-уборочной машины. АС СССР № 1541333. Кл. Е 01 Н 105. Опубликовано 07.02.90. Бюл. № 5.
Григорян А.С. Подметально-уборочная машина. АС СССР № 1751253. Кл. Е 01 Н 108. Опубликовано 30.07.92. Бюл. № 28.
Сафонов Н.С. Подметально-уборочная машина Н.С. Сафонов Л.В. Становой А.С. Степанов. АС СССР № 1249096. Кл. Е 01 Н 102. Опубликовано 07.08.86. Бюл. № 29.
Карабан Г.Л. Машины для городского хозяйства. М.: Машиностроение1988. – 272с.
Гузенков П.Г. Детали машин. М.: Высшая школа 1982 351с.
Дунаев П.Ф. Леликов О.П. Конструирование узлов и деталей машин. М.: Издательский центр «Академия» 2004. 496с.
Боков В.Н. Детали машин. М.: Высшая кола 1964 624с.
Дунаев П.Ф. Леликов О.П. Конструирование узлов и деталей машин. М.: Высшая школа. 1985 160с.
Дубинин В.Ф. Гидропривод сельскохозяйственных погрузчиков и транспортных машин. – Саратов: Саратовский ЦНТИ 2001. – 168с.
Расчет гидропривода строительных машин. Под ред. Локшина В.Ф. М.: Высшая школа 1982. – 226с.
Батеенков П.С. Методическое указание по проведению расчетно-практических занятий по теме: «Расчет экономической эффективности внедрения новой техники». Саратов. Саратовская гос. с.-х. академия. 1994. 17с.
Леонтьев И.П. Правовые и организационные вопросы охраны труда в гидромелиоративном производстве. Саратов. Саратовская гос. с.-х. академия. 1994. 99с.
Леонтьев И.П. Производственная санитария и гигиена труда в гидромелиоративном производстве. Саратов. Саратовская гос. с.-х. академия. 1993. 135с.
Шкрабак В.С. Леонтьев И.П. Шкрабак В.В. Пожарная безопасность в гидромелиоративном производстве. Саратов. Саратовская гос. с.-х. академия. 1994. 111с.

выводы.doc

Повышение концентрации пыли пагубно влияет на здоровье граждан при этом повышается количество легочных заболеваний увеличивается процент заболевания – рак легких. Кроме этого из-за грязных дорожных ограждений и знаков увеличивается количество дорожно-транспортных происшествий. Постоянно грязные заборы портят внешний вид города и способствуют аккумулированию пыли и после выпадения осадков вновь ее появления на дорогах. Анализ парка машин городских служб Саратова показал наличие машин способных удалять пыль только с дорог. Машин способных удалять пыли с тротуаров пешеходных дорожек в имеющимся парке машин нет.
На основе патентной проработке была разработана новая конструкция рабочего органа щетки с помощью которой можно одновременно проводить очистку дорожного покрытия и тротуара. При этом конструкция рабочего органа универсальна и может использоваться в виде сменного рабочего оборудования для других машин.
С целью доказательства работоспособности новой конструкции щеточного оборудования на базе трактора МТЗ-80 был представлен расчет основных параметров нового рабочего оборудования а так же тяговый мощностной и статический расчеты.
Был проведен расчет гидросистемы предлагаемой конструкции щеточного оборудования с выбором гидромотора цилиндрического редуктора привода лотковой щетки. Сделаны расчеты на прочность отдельных ее элементов конструкции на основе которых были определены геометрические размеры. Для шарнирного соединения проведен расчет технологии изготовления.
Произведенный сравнительный экономический анализ серийной коммунальной машины МК-Е и модернизированного щеточного оборудования показал что применение лотковой щетки позволит повысить производительность труда на 129 %. Это позволит получить годовой экономический эффект в размере 766109 рубля при сроке окупаемости дополнительных капитальных вложений равный 10 года.
Предложены мероприятия по повышению безопасности труда и произведённые расчёты средств обеспечения безопасности позволит снизить производственный травматизм. Рассмотрена техника безопасности при выполнении коммунальных работ и техническом обслуживании.

глава 2.doc

2. СПОСОБЫ И ИСПОЛЬЗУЕМЫЕ МАШИНЫ ДЛЯ УДАЛЕНИЯ ПЫЛИ
1. Подметально-уборочные машины
Назначение и классификация. По назначению подметально-уборочные машины подразделяются на три группы [2]:
подметальные предназначаемые для очистки полосы дороги с удалением смета в сторону;
подметально-уборочные предназначаемые для очистки дороги и собирания смета с очищаемой полосы включая мельчайшую пыль;
специальные уборочные предназначаемые для удаления и сбора металлических и других предметов с взлетно-посадочных полос и других площадей аэродромов металлических предметов на дорогах и т. п.; при этом не ставится задача сбора мельчайшей пыли.
Подметальные машины применяют для летнего подметания только на загородных дорогах их используют так же при ремонте и строительстве дорог. Зимой эти машины работают по очистке проезжей части дорог улиц и тротуаров. Чаще всего их применяют как дополнительное навесное оборудование к плужным снегоочистителям поливочно-моечным машинам и в составе ремонтерского оборудования.
Подметально-уборочные машины обычно базируются на шасси грузовых автомобилей и редко на специальных шасси.
Машины 2 и 3-й групп по типу основных рабочих органов подразделяются на щеточные бесщеточные и щеточно-вакуумные рис. 2.1. Наиболее распространены щеточные машины которые по способу обеспыливания подразделяются на машины с влажным обеспыливанием (рис. 2.2) и машины с сухим обеспыливанием (рис. 2.3). Подразделяются они также по способу подачи смета в мусоросборник на машины с механической подачей с пневматической подачей и смешанной пневмомеханической подачей.
Рисунок 2.1. Классификация подметально-уборочных машин.
Кинематическая схема щеточной подметально-уборочной машины с увлажнением без вентилятора (на шасси автомобиля ГАЗ-53) показана на рис. 2.4. Через коробку отбора мощности раздаточный редуктор и редукторы щеток последним передается вращение. От промежуточных валов получают вращение транспортирующие органы и вентилятор (при наличии). От коробок отбора и раздаточной получают вращение насосы (масляный и водяной). В приводе ходовой части имеется понижающая передача которая обеспечивает устойчивую работу на малых скоростях движения (4— 5 кмч). Недостатком такой схемы является нарушение режима работы щеточных и вентиляционных устройств в случае снижения оборотов вала двигателя при переключениях передач (на перекрестках и т. п.) что приводит к снижению качества очистки а иногда и к отложению в коммуникациях транспортируемых частиц. Наилучшие решения такие которые обеспечивают сохранение числа оборотов щеток и вентилятора на уровне минимально необходимых для получения технологического эффекта. Такие решения обеспечивает электропривод однако он не получил еще распространения.
Аэродромно-уборочные машины (рис. 2.5) отличаются наличием мощной эксгаустерной установки. Иногда их оборудуют электромагнитным брусом вспомогательной щеткой поддувочным соплом устанавливаемыми непосредственно перед приемным устройством (для снижения мощности двигателя).
Вакуумно-уборочные машины производят очистку покрытий аэродромов от всех предметов которые могут быть засосаны в турбореактивный двигатель самолета — обломков бетона болтов гаек и т. п.
Некоторые вакуумно-уборочные машины дополняются нагнетательным трубопроводом и соплом для сдувания с покрытия несвязанных с последним предметов (рис. 2.6 в). При работе по методу сдувания (там где это допустимо) значительно повышается производительность машины.
Щеточные устройства подметально-уборочных машин состоят из щетки рамы щетки подвески и приводного механизма.
Щетки подразделяются на главные (подборочные) предназначаемые для обработки большей части обрабатываемой полосы и отбрасывания смета в приемник и вспомогательные (лотковые) предназначаемые для очистки края полосы (лотка у дороги) и забрасывания смета под главную щетку.
По форме щетки подметальных машин подразделяются на цилиндрические ленточные и конические.
Рисунок 2.2. Машины с влажным обеспыливанием:
а — с забрасыванием смета в мусоросборник; б — с механической подачей смета; в — с пневматическим транспортированием смета; 1 — шасси; 2 — лотковая щетка; 3 — главная цилиндрическая щетка; 4 — мусоросборник; 5 — разбрызгиватель; 6 — транспортер; 7 — вспомогательная цилиндрическая щетка
Рисунок 2.3. Машины с прямым забросом смета в мусоросборник (а) и с транспортированием смета (б):
— шасси; 2 и 3 — лотковая и главная щетки; 4— мусоросборник; 5 и 6 —тканевый и пенный фильтры
Рисунок 2.4. Кинематическая схема подметально-уборочной машины РУ-9:
— маслонасос МШЗА (1260 обмин); 2 — коробка отбора мощности РК.5; 3 — насос водяной НВ-3 (450 обмин); 4 — раздаточный редуктор ( 5 — редуктор ( 6 — цепь конвейера; 7 — шнек; 8 — предохранительная муфта; 9 — редуктор лотковой щетки ( 10 — лотковая щетка; 11 — демультипликатор; 12 — коробка передач ГАЗ-53; 13 —двигатель ГАЗ-53
Рисунок 2.5. Вакуум-уборочная аэродромная машина:
а — общий вид; б — схема всасывающей установки; в — схема машины с нагнетательным трубопроводом; 1 — шасси: 2 — дизельный привод воздуходувок; 3 — всасывающие трубы; 4 — осадительная камера; 5 — гибкий рукав; 6 — подборочное устройство; 7 — подкатная ось; 8 — редуктор; 9 — вакуумметр; 10 — воздуходувка; 11 — насадка; 12 и 13 — всасывающий и нагнетательный люки; 14 и 15 — заслонки; 16 — воздуховод нагнетательный; 17 — сопло
Цилиндрическая щетка состоит из сердечника ворса (набивки щетки) и деталей крепления ворса на сердечнике. В зависимости от распределения ворса на цилиндрической поверхности щетки бывают сплошные с рядовым или неравномерным распределением ворса. У большинства цилиндрических щеток по мере износа ворса уменьшается и диаметр но встречаются также щетки с механизмом регулирования диаметра на величину износа. В качестве ворса применяют стальную (круглую и плоскую) проволоку пиассаву (пальмовое волокно) расщепленный бамбук и синтетические волокна — хлорин капрон эластон полиуретан и др. Стальная проволока должна обладать повышенной износостойкостью.
Рисунок 2.6. Схемы подборочных устройств пневматического и пневмомеханического типов:
а — с забросом смета через щетку в мусоросборник; б — смешанного типа; в — щеточно-пневматического; г — пневматического (АП-60); п — пыль; с — смет
Ленточные щетки в качестве главных применяют очень редко. Собирают их из плоских щеток на двух бесконечных втулочных цепях или зубчатых трапецеидальных прорезиненных ремнях перекинутых через ведущие и направляющие звездочки. Соприкосновение ворса с дорогой у этой щетки происходит на значительной длине поверхности в зависимости от расположения направляющих звездочек и устройств.
Конические щетки выполняют в виде усеченного конуса. Их устанавливают на машине так чтобы ими производилась очистка края полосы. Благодаря установке щетки с наклоном оси конуса удаляемый с покрытия смет забрасывается под главную щетку. Ворс щеток — стальная плоская или круглая проволока набираемая на деревянную колодку.
Для подвески щетки рекомендуют параллелограммную рамку обеспечивающую постоянство угла наклона щетки.
Взаимное расположение щеток в многощеточных машинах должно быть таким чтобы обеспечивалось перекрытие следов щеток на разворотах при максимально возможной общей ширине подметания.
Мусороприемные и транспортирующие устройства. Удаляемые щеткой частицы забрасываются непосредственно в мусоросборник машины или на транспортирующее устройство. В том и другом случае сбора смета расстояние до лотка или окна приемника и его размеры следует выбирать исходя из конструктивных соображений и проверять расчетом.
Мусоросборники выполняют постоянно устанавливаемыми на машине съемными и прицепными причем преобладает первый тип. Они разгружаются через крыши или опрокидыванием.
Транспортирующие устройства механического типа для подачи смета в мусоросборник выполняют в виде наклонного транспортера с ребристой или скребковой лентой ковшовой цепью и в виде ротационного подъемника. Угол наклона ленточного и скребкового транспортеров 40—54° ковшового ротационного 60—80°. Рассчитывают их на максимальное поступление смета а также на сбрасывание смета на расстояние равное половине длины мусоросборника.
Для горизонтального перемещения в тех случаях когда подборочная щетка имеет малую ширину захвата а вспомогательные не обеспечивают горизонтального перемещения смета применяют шнековые устройства.
Транспортирующие устройства пневматического или пневмо-механического типа наиболее распространены в современных подметально-уборочных машинах городского типа. В аэродромно-уборочных машинах нашли исключительное применение пневматические. Щеточно-подбо-рочные устройства подметально-уборочных машин не только отделяют смет от покрытия но и забрасывают его в мусоросборник причем одновременно производится отсос воздуха через щеточные устройства что способствует очистке поверхности и транспортировке смета а также позволяет производить отделение тонкодисперсных частиц пыли с последующим направлением их в фильтр.
На рис. 2.6 в показано щеточно-пневматическое устройство работающее при высоких скоростях воздушного потока на входе (~50 мсек). Наличие щетки способствует лучшему отделению смета от покрытия.
Вакуумное подборочное устройство аэродромных машин предназначаемое для удаления с покрытия частиц весом до 100—150 гс работает при скоростях воздушного потока на входе 100 мсек.
В отличие от щеточных подметально-уборочных машин вакуумные аэродромно-уборочные машины не имеют фильтров так как во-первых главной задачей их является удаление с покрытий всех предметов а во-вторых очистка большого количества воздуха для таких машин еще не решена.
Для обеспыливания наиболее простым является увлажнение дорожной поверхности и воздуха перед рабочими органами машины.
Система увлажнения включает бак для воды насос или компрессор и трубопроводы с арматурой и распылителем. Распыление воды осуществляют при давлении 20 — 30 кгссм2 с расходом воды 001— 002 лм2.
Сухой или вакуумно-пневматический способ обеспыливания заключается в отсосе воздуха вместе с взвешенными в нем частицами пыли при этом воздух засасывается вентилятором в машину прогоняется через фильтры и очищенным выбрасывается обратно в атмосферу.
Устройства для вакуумио-пневматического обеспыливания состоят из рабочей (щеточной) камеры и коммуникаций воздухоочистительных устройств и вентилятора.
Щеточные камеры делают герметичными возможно малых размеров и с минимальным периметром фартука. Камеры устанавливают над дорогой с минимальным зазором. Количество воздуха пропускаемого в зазоры фартука должно быть возможно большим. Воздухоочистительные устройства щеточных подметально-уборочных машин выполняют двух- и трехступенчатыми. Обычно в качестве первой ступени воздухоочистки применяют осадительные камеры; второй—тканевые фильтры водяные завесы пенные фильтры и третьей — тканевые фильтры камеры с древесной стружкой смоченной маслом.
Воздушная нагрузка стационарных тканевых фильтров достигает 200 м3м2- ч в подметальных машинах она доходит до 650—750 м3мг. ч.
Вентиляторы для пылевоздушной смеси щеточных машин подбирают с максимальным давлением 300—800 мм вод. ст. (кгсм2). Для аэродромных машин изготовляют специальные мощные воздуходувки с рабочим разряжением 1600 мм вод. ст. производительностью 12 500 м3ч и мощностью 150—200 л. с.
Вентиляторы выбирают по минимально необходимому для нормальной работы машины расходу воздуха и полному сопротивлению всех коммуникаций и воздухоочистительных устройств.
Однако существенный недостаток данных машин: высокая стоимость сложность конструкции и большая деформация ворса по длине щетки.
С целью устранения данных недостатков была разработана новая конструкция щеточного рабочего органа .
Рабочий орган рис. 2.7 подметальной машины смонтирован на базовом автомобиле 1 и содержит цилиндрическую щетку 2 установленную под углом j к направлению движения показанному стрелкой [5]. Щетка смонтирована с возможностью вращения на раме 3 которая выполнена поворотной в радиальной плоскости вращения щетки и снабжена гидроцилиндром подъема 4.
Цилиндрическая щетка 2 рис. 2.8 установлена под углом e к дорожному покрытию 5 в вертикальной плоскости проведенной через ось 6 вращения щетки например при помощи полусферических шарниров 7 и бокового кронштейна 8 с вертикальным рядом отверстий 9 жестко прикрепленного к базовому автомобилю 1.
Рисунок 2.7. Схема щеточного рабочего оборудования
Привод щетки осуществляется посредством боковой цепной передачи 10 конического редуктора 11 и карданной передачи 12 которая связана с коробкой отбора мощности базового автомобиля.
При подметании дорожного покрытия цилиндрическая щетка 2 опускается гидроцилиндром 4 что обеспечивает радиальную деформацию 4 ворса щетки и отбрасывание ворсом материала в результате чего перед щеткой образуется призма волочения материала 13 с высотой Н. В результате установки оси 6 вращения щетки 2 под углом e в вертикальной плоскости величина деформации h ворса изменяется от минимального значения hmin у переднего конца щетки до максимального hmax у заднего конца щетки. В соответствии с изменением радиальной деформации h ворса вдоль оси 6 вращения щетки 2 изменяется усилие тангенциального воздействия ворса на призму волочения и скорость отбрасывания материала по стрелке Г. Это обеспечивает увеличение дальности отбрасывания материала ворсом щетки 2 у ее заднего конца как показано стрелками Д. Тем самым уменьшая высоту Н призмы волочения при разработке пыли щеткой и повышается качество подметания в летнее время вследствие уменьшения количества дополнительных загрязнений на единице площади дорожного покрытия 5 перед щеткой 2.
Рисунок 2.8. Схема щетки.
Однако необходимо отметить существующие недостатки данного рабочего оборудования. При эксплуатационном износе ворса цилиндрической щетки увеличение хода штока гидроцилиндра 4 не обеспечивает дифференцированной компенсации износа ворса поскольку ворс у заднего конца щетки где деформация его максимальна имеет более высокий темп износа.
Известна щетка рис. 2.9 состоящая из двух разрезных частей которые разделены на токоподводящие 1 и рабочие 2 элементы с плоскостями соприкосновения 3 скошенными под углом a2 к оси 4 разрезных частей щетки. Плоскости соприкосновения 3 образуют направленный в сторону контактной поверхности 5 клин с углом a при вершине. Щетка имеющая токоведущие провода 6 установлена в обойме щеткодержателя 7. Токосъем со щетки осуществляется на коллектор 8. Замена изношенных рабочих элементов 2 производится при повороте щеточной траверсы в процессе которого изношенные элементы 2 удаляются из обоймы щеткодержателя 7 а на их место устанавливаются новые рабочие элементы. При этом токоподводящие элементы 1 не удаляются и могут использоваться многократно.
Рисунок 2.9. Конструкция щетки
Наличие клина с вершиной из соприкасающихся плоскостей 3 и рабочих элементов 1 разрезных частей щетки позволяет повысить устойчивость щетки в тангенциальном направлении ликвидировать образование «двойного зеркала» на контактной поверхности 5 щетки тем самым существенно улучшить условия токосъема что в свою очередь практически предотвращает заволакивание коллектора.
Работа щетки осуществляется следующим образом.
Токовая нагрузка к каждому рабочему элементу 2 передается через токоведущие провода 6 и токоподводящие элементы 1.
Наличие клина с углом a обеспечивает плотное прижатие рабочих элементов 2 щетки к стенкам обоймы щеткодержателя 7 и ликвидирует зазор между щеткой и щеткодержателем предотвращая вибрацию щетки во время работы и поддерживая таким образом надежный электрический контакт между щеткой и коллектором.
Недостатком данной конструкции является наличие источника тока поэтому ее целесообразнее применять на электротранспорте.
Известна конструкция боковой щетки рис. 2.10 выполненной с возможностью установки на корпусе подметальной машины для использования в качестве щетки вращаемой в направлении вокруг оси вращения и состоящей из элемента основания 1 и множества индивидуальных щетинных сегментов 2 установленных съемным образом на указанном элементе основания щетинки 2а' которых объединены в плотные блоки посредством рамочного элемента 2а" скрепляющего указанные щетинки.
Элемент основания 1 представляет собой по существу плоский диск снабженный встроенной в него соединительной системой к которой присоединяют по принципу защелки щетинные сегменты 2. Соединительная система образована вытянутыми каналами U расположенными в элементе основания 1 в по существу радиальном направлении R и проходящими сквозь элемент основания. Каналы открыты полностью до края элемента основания и обеспечивают возможность неподвижного сцепления щетинных сегментов 2 с корпусом подметальной машины посредством элемента основания 1 с крепежными средствами 3 осуществляющими соединение по типу винтового зажима или аналогичным образом.
Рисунок 2.10. Конструкция боковой щетки
Как показано на рис. 2.10 боковая щетка описанного выше типа используется например следующим образом. Вывинтив винты 3d установленные в резьбовых отверстиях 3а в элементе основания 1 на корпусе подметальной машины или если требуется в отдельной монтажной плите К элемент основания 1 опускают вниз и затем поодиночке извлекают щетинные сегменты 2 из каналов U. После установки новых щетинных сегментов элемент основания 1 можно установить на место с помощью винтов 3d так что обратные стороны рамочных элементов 2а" щетинных сегментов будут прижаты к корпусу подметальной машины или монтажной плиты К.
Однако конструкции такого типа основанные на так называемом кассетном принципе в настоящее время не очень привились во-первых потому что изготовление щетинных сегментов трудоемко и дорого главным образом из-за того что установка щетинок на место требует затраты неприемлемо большого объема ручного труда а в дополнение к этому щетинки должны изготавливаться с очень точным соблюдением размеров чтобы их можно было устанавливать в соответствующие соединительные системы с минимально возможной затратой сил.
Известна конструкция рабочего органа подметально-уборочной машины рис. 2.11 который содержит раму 1 с установленной на ней парой цилиндрических щеток 2 и 3 оси которых параллельны между собой и привод 4 выполненный в виде гидромотора связанный с валом 5 и дополнительную пару цилиндрических щеток 6 и 7 оси которых параллельны между собой при этом рама 1 выполнена в виде крестовин расположенных на противоположных концах вала 5 оси щеток закреплены на крестовинах с диаметрально противоположных сторон вала 5 и кинематически связаны между собой. Одна из щеток - ведущая имеет на одном конце жестко посаженный шкив 8 клиноременной передачи 9. На валу гидромотора 4 установлен блок шкивов 10. Цепная передача 11 кинематически соединяет валы всех щеток.
Рисунок 2.11. Конструкция рабочего органа подметально-уборочной машины
Рабочий орган работает следующим образом. Приводной вал 5 приводится во вращение гидромотором 4 От приводного вала 5 крутящий момент через клиноременную передачу передается на шкив 8 вала ведущей щетки 2 Вращение остальных щеток производится посредством цепной передачи 11. Закрепленные в крестовинах оси щеток совершают круговое движение сами щетки вращаются в том же направлении. Планетарным вращением щеток относительно вала 5 достигается более высокая круговая скорость щеточного ворса и как следствие увеличение угла выноса сметаемых частиц. При необходимости изменением направления вращения гидромотора можно обеспечить вынос смета в противоположную сторону.
Использование предлагаемого рабочего органа позволяет повысить эффективность и качество уборки за счет большего количества ворса участвующего в процессе подметания и увеличить срок службы щеток. Однако недостатком конструкции является высокая мощность затрачиваемая на привод сложность конструкции и большая материалоемкость.
Известна конструкция подметально-уборочной машины. На шасси рис. 2.12 1 машины размещены две щетки 2 с вертикальными осями вращения привод шаток пневмовакуумный подборщик включающий щетку 3 с горизонтальной осью вращения и пневмовакуумную установку.
Щетки 2 и зубчатые колеса 5 закреплены на подвижных защитных кожухах 6 и выполнены овальными в плане. Зубчатые колеса 5 находится в зацеплении с круглыми зубчатыми колесами 7 которые кинематически связаны друг с другом через круглые зубчатые колеса 8.
Одно из зубчатых колес 8 посредством оси 9 связано с приводом машины. Ось 10 зубчатых колес жестко закреплена на корпусе 11 подвешенном на шасси 1 на амортизаторах 12 и установлены а пазах 13 выполненных вдоль больших диаметров овальных зубчатых колес 5.
На корпусе 11 закреплена дугообразная в плане душевая 14 для подачи воды и совок 15 П-образной формы боковые стенки которого выполнены вводе расчески.
Рисунок 2.12. Схема подметально-уборочной машины
Подметально-уборочная машина работает следующим образом. При вращении вала 9 приводятся во вращение зубчатые колесо 8 7 и Б. Так как зубчатые колеса 5 и щетки 2 закреплены на защитных кожухах 6 то последние приводятся в сложное движение: прямолинейное - обе щетки перемещаются в одну и ту же сторону; дугообразное - щетки совершают встречное дугообразное движение.
В зависимости от направления вращения ведущего вала 9 щетки могут вращаться встречно или противонаправленно. Последнее может быть применено при необходимости очистки прохода.
При встречном вращении щеток они воздействуют на мусор находящийся на поверхности дорог перемещают его во внутрь (дугообразное движение) затем при прямолинейном движении подают на совок к цилиндрической щетке 3 который подает его в вакуумную установку.
При дугообразном движении щетки 2 проходят через расчески совка 15 и освобождаются от мусора застрявшего в волокнах щеток
Благодаря тому что щетки получают сложные движения переменного направления повышается эффективность уборки увеличивается ширина обрабатываемой поверхности. Во время работы щетки при дугообразном движении выходят за пределы габаритов машины что позволяет убирать мусор находящийся у бордюров и стен.
Однако недостатком данной конструкции является сложность конструкции большая материалоемкость и сложность в эксплуатации.
Известна конструкция подметально-уборочной машины рис. 2.13. На базовом шасси 1 под углом 6-10° к вертикали жестко укреплена рама 2. К последней при помощи параллелограммного механизма включающего два ведущих рычага 3 два ведомых рычага 4 и гидроцилиндр 5 присоединен с возможностью перемещения в вертикальном направлении щеточный рабочий орган состоящий из центральной щетки б кожуха 7 и бункера 8. Щетка 6 кинематически связана с валом 9 отбора мощности 1 посредством разъемной муфты 1 включения и конического редуктора 11 соединенного с зади щетки 6 щепной передачей 12. Конический редуктор 11 закреплен на кожухе 7. В низшей части бункера 8 предусмотрено разгрузочное окно закрываемое крышкой 13. По бокам центральной тетки 6 в нижней части кожуха 7 установлены полозья 14 включающие швеллерные обоймы 15 и сменные элементы 16 выполненные из резины.
Рисунок 2.13. Конструкция подметально-уборочной машины
Муфта 10 включения состоит из двух полумуфт одна из которых установлена на шасси 1 а другая - на кожухе 7. В раме 2 выполнено углубление 17 а на параллелограммном механизме закреплен регулируемый упор 18 взаимодействующий с углублением 17 в опущенном положении рабочего органа. Подвеска имеет фиксатор 19 для взаимодействия с полумуфтой установленной на шасси 1 соединенной с рукояткой привода 20. Фиксатор 19 закреплен на раме 2 шарнирно с возможностью поворота в плоскости перемещения рабочего органа.
Шасси 1 приводится к рабочее положение и на объекте работы устанавливается в направлении подметания. Свободный конец фиксатора 19 приводом 20 из кабины шасси 1 приподнимается кверху после чего рабочий орган гидроцилиндром 5 опускается в рабочее положение. При этом половинки разъемной муфты 10 входят в зацепление друг с другом. Обеспечение направленного движения при соединении муфты 10 осуществляется упором 18 конец которого входит в углубление 17 тем самым направляя и фиксируя положение рабочего органа. Затем свободный конец фиксатора 19 опускается и он начинает опираться о корпус конического редуктора 11.
В рабочем положении подметально-уборочного оборудования ворс центральной щетки 6 касается подметальной поверхности а полозья 14 отстоят от нее с зазором 50-60 мм. При вращении центральной щетки 6 смет захватывается ее ворсом прижимается к передней стенке кожуха 7 и выбрасывается в бункер 8. После заполнения бункера 8 машина останавливается. Привод вращения центральной щетки 6 включается. Рабочий орган поднимается в транспортное положение при этом происходит разъединение муфты 10 и опускание свободного конца фиксатора 19. Затем машина следует к месту разгрузки. На месте разгрузки бункер 8 поднимается выше мусоросбор-ного бака устанавливается над ним движением машины задним ходом. Затем открывается крышка 13 и смет высыпается в бак. После выгрузки и очистки бункера 8 крышка 13 закрывается машина отъезжает от бака и бункер 8 опускается в транспортное положение.
При подметании дорог с неровной поверхностью возможны случаи когда нижняя кромка кожуха 7 соприкасается с неровностями дороги вследствие чего она может быть повреждена. Одновременно также могут быть повреждены детали центральной щетки 6 и ее привода
При наезде на препятствие полозья 14 опираются на него. При этом рабочий орган отходит назад одновременно приподнимаясь вверх. В этот момент также происходит разъединение муфты 10 вследствие чего вращение щетки' 6 останавливается. Фиксатор 19 опускается вниз предотвращая самопроизвольное включение муфты 10 на ходу при вращающемся приводе.
Недостатком данной конструкции является низкая производительность из-за частых переездов для опорожнения мусорного бака.
Известна подметальная машина рис. 2.14 содержащая базовое шасси 1 на котором посредством рычагов 2 и гидроцилиндра управления 3 смонтирована рама 4 с цилиндрической щеткой 5 установленной перпендикулярно продольной оси машины. На раме 4 в задней части при помощи регулируемых по высоте кронштейнов 6 смонтированы опорные колеса 7 а в передней части закреплены вдоль щетки 5 под углом a к оси ее вращения выполненные в виде отдельных стержне-образных элементов отражатели 8 ворса 9 концы которых расположены внутри окружности вращения этого ворса над линией отрыва ворса от поверхности дороги 10.
Рисунок 2.14. Конструкция подметальной машины
Подметальная машина работает следующим образом.
При поступательном движении базового шасси 1 и вращении цилиндрической щетки 5 опущенной гидроцилиндром управления 3 на поверхность дороги 10 ворс 9 щетки скользит своими концами по поверхности дороги в направлении движения машины испытывая упругую деформацию изгиба захватывает лежащие на дороге загрязнения или снег и после потери контакта с дорогой выпрямляется. Зона контакта ворса 9 с дорогой 10 заштрихована. При выпрямлении ворс 9 скользит своими боковыми поверхностями по отражателям 8 упруго изгибаясь в боковом направлении под углом a 1 относительно оси вращения щетки 5 и отбрасывает захваченные загрязнения или снег под этим углом вперед и вбок относительно направления движения машины.
Недостатком данной конструкции является плохая очистка дорожного полотна низкая надежность конструкции и большая деформация ворса приводящая к повышению сопротивления передвижению машины и привода щетки.
Кроме подметальных и подметально-уборочных машин для обеспыливания дорожного полотна используются поливо-моечные машины.
2. Поливочно-моечные машины
Назначение и классификация элементы конструкции. Основное назначение поливочно-моечных машин — поливка и мойка дорожных покрытий. В летнее время их используют также для поливки насаждений и тушения пожаров а в зимнее — при навешивании снежного плуга и щетки — для снегоуборочных работ [3].
После прохода поливочной машины запыленность воздуха на высоте до 18— 20 м (в зоне дыхания людей) должна снижаться в несколько раз; после мойки полностью должен удаляться смет со всех участков дороги и частично лотковой ее части где дополнительно проходят лотковые подметально-уборочные машины.
Машины подразделяются:
в зависимости от типа шасси — на автомобильные прицепные и полуприцепные на пневмоходу малые самоходные (на автокарах коммунальных тягачах и т. п.) прицепные трамвайные;
по назначению — на поливочные моечные поливочно-моечные на автомобильном ходу.
Поливочно-моечное оборудование машин для обслуживания городов аэродромов и дорог устанавливается преимущественно на шасси автомобилей грузоподъемностью 4 Т и выше (рис. 2.15) и состоит из цистерны насосной установки всасывающего и нагнетательного трубопроводов моечных насадков и поливочных распылителей с устройствами для регулирования плотности поливки (иногда сопла совмещены) наборного шланга и стендера дополнительного оборудования для пожаротушения зимнего оборудования и системы управления.
Рисунок 2.15 Поливочно-моечная машина на шасси автомобиля ЗИЛ-130:
— цистерна; 2 — облицовка цистерны; 3 — крепление цистерны; 4 — трубопровод; 5 —главный клапан; 6 — передняя опора цистерны; 7 — приемная труба; 8 — центробежный насос; 9 — управление газоотборной коробкой; 10 — распределительный трубопровод; 11 — моечный насадок; 12 — коробка отбора мощности; 13 — карданный вал; 14 — газоотборная коробка; 15 — стендер; 16 — воздушная камера управления главным клапаном; 17 — пожарный патрубок; 18 — воздушная камера
Цистерны цилиндрической или овальной формы изготовляют сварными из 3—4-мм листовой стали с двумя-тремя внутренними перегородками — волнорезами. Сверху цистерны устанавливается горловина закрываемая крышкой а снизу — наполнительный патрубок центральный выпускной клапан и фильтр. Для контроля за наполнением и расходом устанавливается указатель уровня или- переливная труба.
Насосы для поливочно-моечных машин применяют почти исключительно одно-ступенчатые стандартные или специального исполнения — с встроенным редуктором— с 3000 обмин производительностью 600 —1500 лмин и напором 20-60 м вод. ст. Привод их осуществляется от коробки отбора мощности установленной за коробкой передач автомобиля; при этом насос размещают между лонжеронами рамы автомобиля.
В ранее выпускавшихся машинах применялась установка насоса впереди двигателя. На полуприцепных и прицепных машинах используется привод от отдельного двигателя..
Отбор мощности от двигателя автомобиля осуществляется через коробку отбора мощности. От одного вала этой коробки (верхнего) приводится в движение карданный вал насоса а от другого (нижнего) — редуктор привода щетки.
Поливочные распылители по расположению отверстий разделяются на вертикальные — с выбросом воды из распылителей в вертикальной плоскости; горизонтальные — с расположением струй воды в горизонтальной плоскости.
По форме отверстий — на перфорированные с мелкими отверстиями круглой формы и щелевые.
По способу регулировки — с неизменяемым и с регулируемым живым сечением.
Моечные насадки разделяются по форме выходной щели: с постоянной и с переменной высотой щели.
По конструкции и форме: трубчатые лапчатые неподвижно закрепляемые с шарнирным закреплением и т. п.
Моечные насадки лапчатого типа (рис. 2.16) имеют наибольшее распространение в современных машинах. Вертикальный щелевой поливочный распылитель с регулируемой длиной выпускной щели относится к одному из наиболее рациональных типов.
Рисунок 2.16. Детали распылительного устройства:
а — моечный насадок; б — поливочный распылитель; в — центральный клапан; 1 — валик ленты; 2 — валик заслонки; 3 — заслонка; 4 — корпус; 5 — крышка
На поливочно-моечных машинах устанавливаются до двух—трех моечных насадок и два—три поливочных распылителя. Применяют также совмещенные поливочно-моечные сопла шарнирного типа.
Место установки насадок и распылителей выбирают из условий наибольшей экономичности мойки и поливки. Чаще всего моечные насадки устанавливают на высоте 250—300 мм под малым углом наклона плоскости дна насадка к горизонту.
Основные насадки обычно устанавливают впереди машины так как это дает наилучшие удобства водителю для управления процессом поливки.
Наполнение цистерны водой осуществляется от пожарных гидрантов для чего машины снабжаются наполнительными трубами к которым присоединяется рукав подающий воду от гидранта. Для наполнения цистерны из водоемов имеется всасывающий и распределительный трубопровод а также заборная труба. Между наполнительной трубой и цистерной установлена задвижка. Для первоначального заполнения насоса имеется газоструйный вакуум-аппарат. Схемы трубопроводов показаны на рис. 2.17. Во избежание забивания отверстий распылителей и моечных насадок на трубе наполнения и всасывающем трубопроводе установлены сетчатые фильтры с 36—50 отверстиями на 1 смг. Чтобы фильтр не представлял большого сопротивления проходу воды размеры его подбирают из расчета скорости прохождения воды через отверстия сетки в пределах 02—03 мсек.
Рисунок 2.17. Схемы специального оборудования поливочно-моечных машин:
а — типа КПМ; б — типаД-298; 1 и 2 — трехходовые краны; 3 — пожарная труба; 4 — краны управления воздушными камерами; 5 — продольная труба; 6 — насос; 7 — вакуум-аппарат; 8 — двигатель; 9 — всасывающий рукав; 10 — центральная труба; 11— цистерна; 12 — контрольная трубка; 13 — центральный клапан; 14 — трубы наполнения; 15 — заслонка; 16 — насос; 17 — коробка отбора мощности; 18 — инжектор; 19 — газоотборная коробка; 20 — насадок
Центральные клапаны применяют или стандартные или изготовляемые специально причем типы их различны — клинкетные задвижки дроссельные клапаны и другие В линиях трубопроводов для управления насадками устанавливают двух- и трехходовые краны задвижки и дроссельные клапаны.
Исходя из вышеизложенного существующие конструкции подметальных и подметально-уборочных машин имеют ряд недостатков. В связи с этим необходимо разработать новую конструкцию щеточного рабочего органа способного осуществлять уборку дорожного покрытия иприлегающего тротуара.
3. Предлагаемая конструкция щеточного оборудования
Предлагаемая конструкция подметальной машины рис. 2.18 и 2.19 предусматривает установку подвески щетки смонтированной на базовом шасси (тракторе) 1 и содержит кронштейн 2 закрепленный на нем. К кронштейну 2 с помощью шарнира 3 прикреплен рычаг 4.При этом ось шарнира 3 и продольная ось рычага 4 совпадают. На свободном конце рычага 4 с помощью шарнира 5 установлена балка 6 при этом ось шарнира 5 и продольная ось балки 6 также совпадают между собой. Шарниры 3 и 5 снабжены фиксаторами 7. К свободному концу балки 6 прикреплена щетка 8 с гидромотором и редуктором 9 для ее привода.
Работа подвески осуществляется следующим образом.
При подметании горизонтальных дорожных покрытий щетка 8 устанавливается под необходимым углом к очищаемой поверхности включается гидромотор 9 осуществляющий ее вращение и базовое шасси 1 перемещается по очищаемому покрытию. При переводе щетки для очистки вертикальных поверхностей например стен зданий тоннелей или парапетов набережных освобождают фиксаторы 7 шарниров 3 и 5. После этого поворачивают балку 6 вокруг собственной продольной оси и рычаг 4 — вокруг своей продольной оси устанавливая щетку 8 под необходимым углом и на требуемой высоте вертикальной поверхности. Затем базовое шасси 1 переводят в рабочий режим перемещая его вдоль очищаемой вертикальной поверхности.
Рисунок 2.18. Схема предлагаемой подметальной машины
Рисунок 2.19. Схема крепления щетки
Преимущество данной конструкции заключается в возможности установки щетки на необходимой высоте от уровня земли при очистке вертикальных поверхностей без изменения бокового расстояния от очищаемой поверхности до базового шасси что обуславливает снижение металлоемкости конструкции.
В результате рассмотрения машин для летнего содержания дорог было выявлено что в основном используется два типа машин подметально-уборочные и поливо-моечные.
Была рассмотрена их классификация и область назначения машин. В результате было выявлено невозможность использования данных машин при одновременной очистке дорожного покрытия и тротуара.
Исследования проведенные в первой главе показали необходимость очистки дорожного покрытия вместе с бордюрами и тротуаром.
В результате была разработана новая конструкция рабочего органа щетки с помощью которой можно одновременно проводить очистку дорожного покрытия и тротуара. При этом конструкция рабочего органа универсальна и может использоваться в виде сменного рабочего оборудования для других машин.

глава 3.doc

3. КОНСТРУКТОРСКАЯ ЧАСТЬ ПРОЕКТА
1. Выбор основных параметров рабочего оборудования
В качестве базовой машины предлагаемой конструкции щеточного рабочего оборудования рекомендуется использовать трактор МТЗ-80 или 82. Данный трактор хорошо себя зарекомендовал с точки зрения надежности маневренности и распространенности в городе Саратове. При этом необходимо отметить то обстоятельство что парк машин городских служб имеет подметальные машины на базе данного трактора рис. 3.1 и хорошо себя зарекомендовали при уборке улиц.
Рисунок 3.1. Общий вид плужно-щеточной машины
В связи с этим за основу конструктивной разработки возьмем коммунальную машину МК-Е. Техническая характеристика машины представлена в табл. 3.1.
На данную машину сбоку монтируется лотковая щетка конструкция которой описана во второй главе.
Геометрические параметры лотковой щетки выбираются согласно статистическим исследованиям:
- диаметр щетки - 600-1000 мм;
- высота щетки - 150-250 мм;
- окружная скорость – 29 мс;
- вид проволоки – кардная диаметром 05 мм.
Таблица 3.1 – Техническая характеристика коммунальной машины МК-Е
Радиус поворота (по отвалу) м.
Скорость движения кмч (не более):
Габаритные размеры не более мм.
Максимальная ширина захватки щетки не более мм
Производительность при очистке проезжей части от свежевыпавшего снега м2час
Эксплуатационная масса т
Выбрав основные параметры лотковой щетки проведем ее мощностной расчет.
2. Мощностной расчет щеточного рабочего оборудования
Рекомендации по компоновке подметального щеточного рабочего органа основанные на статистических материалах анализе воздействия эксплуатационного фона а также условиях движения смета при работе подметальных устройств заключаются в следующем.
Основная масса мусора располагается в прилотковой полосе поэтому для уборки применяют лотковые щетки торцового типа навешиваемые сбоку трактора. Цилиндрическую щетку подборщик обычно устанавливают сзади лотковых щеток.
Количество ворсинок (тыс. шт.) которое необходимо разместить на цилиндрической щетке
где L - ширина полосы очищаемая цилиндрической щеткой см;
Кр - коэффициент учитывающий равномерность размещения ворса на сердечнике Кр =2-25;
d - диаметр ворсинки см;
b - угол определяющий часть ворса находящегося в контакте с дорогой рад;
Кк — кинематический коэффициент Кк = 15-2.
При использовании ворса из капронового моноволокна d=022-024 см.
Экспериментальные исследования движения ворсинок при подметании показывают что
где b1=arccos (r — DLr);
r — радиус щетки см;
DL — деформация ворса зависящая от состояния дорожного покрытия и степени его загрязнения DL=15-25 см.
b1=arcos(28-1528)=40°
Кинематический коэффициент
где uщ - окружная скорость периферийных концов ворса щетки мс.
Коэффициент Кк — переменная величина зависящая от износа ворса. Поэтому у новых щеток Кк = 2 у изношенных щеток Кк = 11-12. Приняв значения коэффициента Кк=11 получим
Количество ворса необходимого для работы лотковых щеток может быть приближенно определено по формуле
где wл - угловая скорость лотковой щетки радс;
Мощность необходимая для работы машины снабженной лотковой и цилиндрической щетками
где Nщц - мощность необходимая для работы главной щетки кВТ;
Nщл — мощность необходимая для работы лотковой щетки кВт.
Мощность для привода цилиндрической щетки подборщика
Nщц=Nтр+Nдеф+Nв+ Nо(3.6)
где Nтр - мощность затрачиваемая на преодоление трения ворса щетки о поверхность дорожного покрытия;
Nдеф - мощность затрачиваемая на деформирование ворса щетки;
NB - потери мощности на преодоление сопротивления воздуха;
N0 — мощность необходимая для отделения снега и отбрасывания его.
В свою очередь перечисленные составляющие мощности определяют по следующим формулам.
Мощность (кВт) затрачиваемая на преодоление трения ворса щетки о поверхность дорожного покрытия
где Р - вертикальная реакция дороги действующая на ворс щетки Н;
fв - коэффициент трения ворса о дорожное покрытие;
uщ - скорость концов ворсинок щетки мс
h1 - КПД передачи от двигателя к щетке;
h - КПД главной передачи автомобиля.
Вертикальная реакция Р приближенно определяется с использованием известных значений длины ворсинок S и y = S - AL:
где a - силовой параметр 1м;
JS.и Jу - интегралы являющиеся функцией коэффициента К; который характеризует особенности деформации ворсинки.
Силовой параметр (1м)
где EJ - жесткость ворсинки Нм2;
Р - вертикальная реакция действующая на каждую ворсинку. Н.
Значения интегралов и коэффициентов К определяют по следующим формулам:
js =-1515К2-2465К+0707;
Jy=-216К2-2623К+0687.(3.10)
Используя известные значения S и у коэффициент К определяют по уравнению
К2 (2165 - 1515у) - К(2623S - 2465y) + (0707y - 0687S) = 0.
Приведенные формулы дают возможность определить вертикальную реакцию действующую на ворсинку подвергнутую деформации DL. Полная реакция Р (Н) действующая на щетку
Коэффициент трения ворса о дорожное покрытие для стального ворса fв = 035-04 для ворса из капронового моноволокна fв = 04.
К2(2165-1515×056)-К(2623×064-2465×056)+(0707×056-0687×064)=0
Подставив полученные значения в формулу (3.7) получим
Мощность Nдеф затрачиваемая на деформирование ворса
где Мд — момент обеспечивающий деформацию ворса;
w - угловая скорость цилиндрической щетки радс.
Момент обеспечивающий деформацию вороса определим как
Мд=392×7+392×02=2822 Нм
Момент сопротивления (Н×м) создаваемый каждой метелкой
где с - коэффициент сопротивления метелки которую можно принять за плоскую пластинку; принимается с = 256;
SM - площадь боковой поверхности метелки м2;
r - плотность воздуха кгм3;
rм - расстояние центра тяжести от оси вращения м;
u21 - окружная скорость центра тяжести поверхности метелки мс.
где L – длина щетки м.
Sм=2×314×028×233=409 м2
Потери мощности (кВт) на преодоление сопротивления воздуха
Измерения показывают что отделение смета и отбрасывание их происходит за счет потенциальной энергии накапливаемой при деформации ворса щетки. Поэтому обычно принимают N0 = 0.
Подставив полученные значения в формулу (3.6) получим мощность необходимую для привода цилиндрической щетки
Nщц=016+17+166=352 кВт
Мощность необходимую для работы лотковой щетки определяют по приближенному методу расчета при разработке которого был принят ряд допущений. Полученные уравнения были решены численным интегрированием результаты которого представлены графическими зависимостями (рис. 3.2).
Рисунок 3.2. Графики J1=f1(K q); J2=f2(K q):
– при q=25; 2 – при q=3; 3 – при q=4; 4 – при q=5; 5 – при q=75; 6 –при q=10; 7 – при q=125; 8 – при q=15
По заданным параметрам и режиму работы лотковой щетки определяют: распределенную по ворсинке центробежную силу qcp (Нсм) действующую на ворсинку
где m - масса ворсинки кг;
w - угловая скорость щетки радс;
rcp - расстояние от оси щетки до середины ворсинки см;
- длина ворсинки см.
силовые коэффициенты b1 и b (1 см2)
где EJ - жесткость ворсинки Нсм2.
После соответствующих преобразований получим
Приведенные на рис. 3.2 графики выражающие зависимости J1=f1(K q) и J2=f2(K q) методом подбора численно равных значений K и q позволяют определить приближенное их значение.
Далее по найденному значению q определяют действующую на каждую ворсинку вертикальную реакцию
Зная характер изменения вертикальной реакции действующей на каждую ворсинку в зависимости от угла ее поворота можно считать что Рср=Р.
Суммарную вертикальную реакцию действующую на ворс щетки приближенно можно определить по формуле
где iр - число ворсинок щетки находящихся в контакте с дорожным покрытием при правильной установке щетки ip =05i.
Мощность необходимая для преодоления силы трения при работе лотковой щетки
где r1 - среднее расстояние от оси щетки до точки приложения реакции.
Кроме того при работе щетки затрачивается энергия на деформацию ворса. Эту энергию можно определить на основании полученных ранее величин.
Момент необходимый для деформации ворса
jо - угол составленный ворсинкой в месте се закрепления на горизонтальной оси.
sinq=055 тогда q=33°
Если считать что ip =05i и момент изменяется приблизительно по линейному закону то мощность необходимая для деформирования
Таким образом для привода лотковой щетки потребуется мощность
Подставив полученные значения в формулу (3.5) получим искомую мощность для привода щеточного рабочего органа
Определив мощность затрачиваемую на привод щеточного рабочего оборудования необходимо сравнить ее с мощностью двигателя установленного на тракторе МТЗ-80. Однако очистка дорожного полотна производится в процессе движения машины. Для ее передвижения так же требуется определенная мощность двигателя которую необходимо определить.
3. Тяговый расчет трактора со щеточный оборудованием
Тяговый расчет машины произведем для рабочего и транспортного режимов тогда
Fк раб=Fро+Ff+Fi+Fj(3.27)
Fк тр=Ff+Fi+Fj+FW(3.28)
где Fро – сопротивление развиваемое рабочим органом кН;
Ff – сопротивление передвижению машины кН;
Fi – сопротивление преодоления подъема кН
Fj – сопротивление на преодоление вращающихся масс кН.
FW – сопротивление преодоления воздуха кН.
Сопротивление развиваемое рабочим органом определим как
Сопротивление перемещению машины определим по следующей формуле
где Gб – вес базовой машины с учетом рабочего оборудования Gб=47 кН;
f – коэффициент сопротивления движителей базовой машины f=005.
Сопротивление на преодоление подъема определится по следующей зависимости
где a - угол уклона местности град a=10°.
Fi=005×47.096=225 кН
Сопротивление на преодоление вращающихся масс определим по следующей формуле
где х1 – коэффициент учитывающий перемещение вращающихся масс х1=11;
vр – рабочая скорость мс;
tр – время разгона инерционных масс с
Сопротивление преодоления воздуха определим как
FW=КобтАлобuтр2(3.33)
где Кобт – коэффициент обтекаемости Кобт=1;
Алоб – площадь лобовой поверхности м2;
uтр – транспортная скорость мс.
FW=1×47×832=326 Н или 03 кН
Подставив полученные значения в формулы (3.27) и (3.28) получим
Fк раб=13+235+225+0527=64 кН
Fк тр=235+225+0527+03=54 кН
Так как номинальное тяговое усилие трактора МТЗ-80 составляет 14 кН то предлагаемая конструкция щеточного оборудования полностью работоспособна. Далее проверим трактор по мощности двигателя.
Мощность двигателя затрачиваемый на транспортный режим определим как
Мощность двигателя затрачиваемый на рабочий режим определим как
В связи с тем что на базовом тракторе МТЗ-80 установлен двигатель мощностью 55 кВт то как показали расчеты конструкция щеточного оборудования полностью удовлетворяет условиям работоспособности трактора.
В связи с тем что изменение конструкции рабочего органа может привести к снижению устойчивости машины произведем расчет на устойчивость и технологической эффективности.
4. Расчет технологической эффективности щеточного рабочего оборудования
Технологическую эффективность работы подметальных машин оценивают достигаемым санитарно-гигиеническим эффектом.
Эффективность очистки дорожной поверхности от пыли и смета оценивается коэффициентом эффективности подметания
где Сн и Сост — начальная и конечная загрязненности обрабатываемой поверхности в гм2.
Увеличение запыленности окружающего воздуха в зоне работы подметально-уборочной машины оценивается коэффициентом остаточной запыленности воздуха
Kэф=Сост.вСн.в(3.37)
где Соапв и Снв — остаточное и начальное содержание пыли в воздухе после и до прихода машины в мгм3.
Как показали расчеты новое рабочее оборудование соответствует санитарно-гигиеническим требованиям обеспыливания.
5. Расчет на устойчивость машины со щеточный рабочим оборудованием
Установка на трактор МТЗ-80 щеточное рабочее оборудование сзади и сбоку трактора может привести к потере устойчивости в продольном и поперечном направлениях.
Для доказательства работоспособности предлагаемой конструкции проведем статический расчет в рабочем положении. Для этого рассмотрим схему сил действующую на предлагаемый рабочий орган в продольной плоскости рис. 3.3.
Рисунок 3.3. Схема сил действующих на трактор с щеточным рабочим органом в продольной плоскости
Вес отдельных узлов и частей машины определяем по весовым данным используемых серийных узлов а для вновь спроектированных — по аналогии с существующими подобными конструкциями.
Подходя к вычислению как к решению плоской задачи за оси моментов принимаем по чертежу общего вида: вертикальную ось заднего колеса У; горизонтальную линию — след опорной плоскости Х.
Расстояние центров тяжести от осей определяем ориентировочно по масштабу чертежа общего вида.
Ориентировочно величина веса кН:
- тягача – G1=42×981=412 кН;
- рабочего оборудования – щетки G2=117 кН бункера G3=39 кН
Определим координаты центра тяжести тягача. Сумма моментов сил веса относительно оси заднего колеса:
где х1 – расстояние от линии действия силы G1 до оси заднего колеса м.
Сумма моментов относительно горизонтальной линии:
где у1 – расстояние от точки приложение силы G1 до дневной поверхности м.
Соответственно координаты центра тяжести тягача без рабочего оборудования будут равны
Определяем координаты центра тяжести рабочего оборудования. По аналогии с предыдущим
Мдох=G2у2+G3у3(3.41)
где G2 и G3 – соответственно вес щетки и бункера кН;
х2 и х3 – соответственно расстояния от точек приложения сил G2 и G3 до оси заднего колеса м;
у2 и у3 – соответственно расстояния от точек приложения сил G2 и G3 до дневной поверхности м.
Мдоу=117×14+39×15=75 кН×м
Мдох=117×08+39×06=33 кН×м
Определим координаты центра тяжести все подметальной машины.
Тогда координаты центра тяжести будут равны
Тангенс наибольшего угла подъема пути а по условиям продольного опрокидывания (назад) определится приближенно как отношение расстояния центра тяжести от оси заднего колеса к высоте расположения центра тяжести:
Устойчивость машины в продольной плоскости надежна.
Расчет на устойчивость трактора оборудованного новой конструкцией щеточного оборудования в поперечной плоскости произведем аналогичным способом согласно следующей схеме сил действующих на машину рис. 3.4
Рисунок 3.4. Схема сил действующих на подметальную при расчете на поперечную устойчивость
Моменты от действия опрокидывающих и удерживающих сил в поперечной плоскости машины равны
SМопр=-Gрz1+R2к(3.45)
где z1 к – соответственно плечи действия соответствующих сил м.
SМопр= - 29×07+412×05×175=3402 кНм
SМуд=412×1752=361 кНм
Тогда коэффициент устойчивости равен
Как показали расчеты коэффициент устойчивости в поперечной плоскости равен 106 а в продольной 12 что выше нормативного значения равного 105. Следовательно машина полностью работоспособна тогда необходимо определить производительность выполняемых ею работ.
6. Расчет производительности и энергоемкости
Техническая производительность машины для очистки дорожного покрытия и тротуара определим по следующей зависимости:
где uр – рабочая скорость машины кмч;
Тн – время нахождения в наряде ч;
х – пробег из парка к месту работы и обратно км;
uх – скорость холостого пробега кмч;
В – ширина захвата рабочего органа м;
кпер – коэффициент учитывающий перекрытие следов кпер=09.
Энергоемкость процесса очистки равна
После всех произведенных расчетов необходимо рассчитать элементы конструкции машины на прочность.
С целью доказательства работоспособности новой конструкции щеточного оборудования на базе трактора МТЗ-80 был представлен расчет основных параметров нового рабочего оборудования а так же тяговый и мощностной расчеты.
Так же представлен статический расчет и определены производительность и энергоемкость процесса очистки смета с дороги и прилегающей территории с использованием нового рабочего оборудования.

глава 4.doc

4. РАСЧЕТ ЭЛЕМЕНТОВ КОНСТРУКЦИИ ЩЕТОЧНОГО ОБОРУДОВАНИЯ
1. Расчет редуктора привода лотковой щетки
1.1. Расчет зубчатой передачи
Для привода лотковой щетки используется гидромотор через одноступенчатый цилиндрический редуктор который передает крутящий момент от гидромотора к валу привода щетки.
Расчет редуктора будем производить согласно методике предложенной Гузенковым П.Г. и Боковым В.Н..
Вначале определим обще передаточное число редуктора.
где w1 – частота вращения вала гидромотора мин-1;
w2 – частота вращения вала щетки мин-1.
Нагрузка передачи постоянная но во время пуска редуктора она кратковременно превышает в 16 раза по сравнению с номинальной. Срок службы передачи 30000 часов.
Для передачи предусматривается эвольвентное зацепление без смещения. Основные параметры ее согласуем с СТ СЭВ 229-74. Материал для обоих зубчатых колес – сталь 40Х с объемной закалкой и отпуском до твердости НRC48. Для зубчатых колес передачи принимаем 7-ю степень точности по нормам плавности по СТ СЭВ 641-77.
Рассчитаем зубья передачи на контактную прочность и изгиб. Из расчета зубьев на контактную прочность вычислим межосевое расстояние передачи аw по формуле
где Ка – коэффициент равный для прямозубых передач Ка=495;
u – передаточное число;
Т2 – крутящий момент передаваемый колесом Нм;
Кнb - коэффициент значения принимают по графику рис. 12.18.;
yва – коэффициент ширины венца;
sн – допустимая контактная прочность МПа.
Определим значения величин входящих в данную формулу.
Валы передачи установим на подшипниках качения и примем h=098. Мощность передаваемая колесом равна
Крутящий момент передаваемый колесом определим по формуле
Т2=26167=0016 кНм или 16 Нм
Принимаем из графиков значения коэффициентов yва=025 тогда
ybd=05yва(u+1).(4.5)
ybd=05×025(15+1)=0313
Выбрав НRC=48 принимаем Кнb=1 рис. 12.19.
Допускаемое контактное напряжение [sн] определим как
[sн]=sн lim bZRZvKHLSн(4.6)
ZR – коэффициент учитывающий шероховатость сопряженных поверхностей зубьев 095;
Zv – коэффициент учитывающий окружную скорость передачи 1;
КНL – коэффициент долговечности;
Sн – коэффициент безопасности 11.
Базовое число циклов напряжений по графику 12.21 для HRC48=HB460 Nно=70×106. Эквивалентное число циклов напряжений равно
где t – продолжительность работы зубчатой передачи ч
Nне=60×167×30000=3006×106
Отношению Nне Nно=3006×10670×106=43 на графике рис. 12.20 соответствует коэффициент долговечности KHL=11. Подставим полученные значения в зависимость (4.6) получим
[sн]=(18×48+150)×095×1×1111=963 МПа
Тогда межосевое расстояние передачи равно
В соответствии с СТ СЭВ 229-75 принимаем аw=80 мм. Делительное межосевое расстояние а=аw=80 мм. Модуль зубьев
где zс – сумма зубьев шестерни z1 и колеса z2.
Сумма зубьев шестерни и колеса определяется по формуле
Число зубьев шестерни
Проверим рабочие поверхности зубьев на контактную прочность по максимальному контактному напряжению под действием на зубья кратковременной нагрузки. Для этого определим расчетное контактное напряжение sн вызываемое расчетным моментом Т1 и допускаемое максимальное контактное напряжение [sн]max. Коэффициент Zн равен
где bb – основной угол наклона линии зуба;
atw - угол наклона нормальной силы на зубе.
Коэффициент Zм=275 Н12мм. Коэффициент торцового перекрытия равен
Коэффициент Ze определим по формуле
Далее определим по рис. 12.17 коэффициент Кнa=105 коэффициент Кнb=1 коэффициент Кнv=1. тогда расчетное контактное напряжение
Для стали 40Х с объемной закалкой и отпуском по ГОСТ 4543-71 предел текучести sт=700 МПа. Допускаемое максимальное контактное напряжение для зубьев
[sн]max=28×700=1960 МПа
Так как кратковременная перегрузка передачи больше номинальной в 16 раза то
Значит при кратковременной перегрузке зубья по контактной выносливости вполне прочны.
Определим размеры зубьев. В соответствии с СТ СЭВ 308-76 коэффициент высоты головок зубьев hа=1 и коэффициент радиального зазора с=024.
Высота головок зубьев
Делительный диаметр шестерни равен
Внешний диаметр вершин dae и диаметр впадин dfe по формулам
Делительный диаметр колеса равен
dае2=1275+2×15=1305 мм
dае2=1275-2×19=1237 мм
Ширина зубчатого венца равна
Далее определим диаметры валов.
1.2. Расчет валов редуктора привода лотковой щетки
Рассчитаем вал цилиндрической передачи. Вал установлен в двух подшипниковых опорах. На валу закреплена цилиндрическая шестерня. Мощность передаваемая валом Р=264 кВт; угловая скорость вала w=83 радс (n=2400 обмин). Расстояние между подшипниками вала =60 мм. Цилиндрическая шестерня имеет делительный диаметр d=1275 мм. Расстояния от подшипников до цилиндрической шестерни равны а=20 мм и b=20 мм.
Материал вала – сталь 44. Для этой стали по ГОСТ 1050-74 принимаем: предел прочности при растяжении sв=610 МПа предел текучести sт=360 МПа. Сначала рассчитаем вал на статическую прочность на совместное действие изгиба и кручения. Растяжение или сжатие вала осевой силой действующей на цилиндрическое колесо не учитываем.
Крутящий момент передаваемый валом равен
Окружная сила цилиндрической шестерни определяется по формуле
Ft1=2×31801275=499 Н
Радиальная Fr1 и осевая Fа1 силы действующие на цилиндрическое колесо определяем по формулам
Fr1=Ft1tgacosd.(4.30)
Fа1=Ft1tgasind.(4.31)
Fr1=499×0325×0965=1565 Н
Fа1=499×0325×0264=428 Н
Реакции опор подшипников вала равны
R’A=499(60-20)60=333 Н
R’’A=1565(60-20)60=1043 Н
R’’В=1565-1043=522 Н
R’’’A=R’’’B=Fa1dm2.(4.36)
R’’’A=R’’’B=428×12752×60=453 Н
Изгибающие моменты от действия силы Ft1 равен
Изгибающие моменты от действия силы Fr1 равен
Изгибающие моменты от действия силы Fа1 равен
От силы R’’’A в сечении II
М’’’IIA=R’’’A(-b).(4.42)
M’’’IIA=453(006-002)=18 Нм
От силы R’’’В в сечении II
М’’’IIВ=R’’’Вb.(4.43)
M’’’IIВ=453×002=09 Нм
Полный изгибающий момент: в сечении I
Максимальный изгибающий момент
Рассчитаем вал по третьей теории прочности. Эквивалентный (приведенный) момент но формуле
Допускаемое напряжение на изгиб вала [sи]=85 МПа. Диаметр вала в опасном сечении по формуле
В сечении II пусть диаметр вала d=16 мм но с учетом запаса прочности примем равным 20 мм. Диаметр вала в других сечениях примем конструктивно увеличивая каждый переход ровно на 5 мм.
Аналогично произведем расчет другого вала в ходе которого было установлено что диаметр первого вала равны d1=15 мм.
1.3. Расчет подшипников
В нашем случае на разрабатываемом рабочем органе будет действовать как радиальная так и осевая силы. Тогда примем радиально-упорные однорядные подшипники по ГОСТ 831-75 так как нагрузки действующие на них незначительны.
Примем подшипник №305. Расчеты будем производить пользуясь формулами П.Г. Гузенкова.
Эквивалентная динамическая нагрузка подшипника рассчитывается по формуле
P= (x· V · Fr + Y· Fa) · Kб · Kт (4.48)
где Fr и Fа – (постоянные по размеру и направлению) радиальная и осевая нагрузки на подшипники соответственно.
X – коэффициент радиальной нагрузки;
Y – коэффициент осевой нагрузки;
V – коэффициент вращения учитывающий какое кольцо вращается. Внутреннее V = 1 наружное V = 12;
Кб – коэффициент безопасности учитывающий характер нагрузки на подшипник. При спокойной нагрузки Кб = 1;
Кт – температурный коэффициент учитывающий рабочую температуру нагревания подшипника. Если t 125C Kт=1 а если t=125-150C Kт=105-14.
Так как Fa C0 = 560 27400 = 002 то значение е = 032 а Y = 07
Для определения числового значения X приведем выбор по следующим условиям:
если Fa VFr то X=10 Y=0.
если Fa V·Fr > e то Х =046
FaV·Fr=4281·1565=027
Следовательно е = 034; Х = 10; Y = 0.
Подставляя все данные в формулу (4.48) найдём значение Р.
Р=1·1·1565·1·1=1565 Н.
Найдём требуемую динамическую грузоподъёмность подшипника.
С=911·Р=911·1565=154 кН.
В результате всех расчётов видно что выбранный нами подшипник удовлетворяет следующему условию.
С = 154 кН [С] = 35 кН.
Подшипник № 305 вполне подходит для эксплуатации. Последующий расчет остальных подшипников так же подтвердил их нормальную работоспособность.
Далее необходимо произвести расчет гидропивода лотковой щетки.
2. Расчет гидропривода лотковой щетки
Из предшествующих расчетов (глава 2) была определена мощность затрачиваемая на привод лотковой щетки равной 264 кВт. Так как в приводе щетки предусмотрена установка цилиндрического редуктора с передаточным отношением равным 4 то в качестве предварительного гидромотора осуществляющего привод фрезы выберем аксиально-поршневой гидромотор 210.12. Для него характерны номинальная частота вращения wг=40с-1 и номинальная мощность 67 кВт.
Для обеспечения беспрерывной подачи рабочей жидкости необходимо произвести расчет подачи насоса и гидродвигатля. Расчет проведем согласно предложенной методике [20 21].
При объемном способе регулирования стараются максимально использовать приводную мощность двигателя N которая подбирается с учетом максимальной мощности развиваемой насосом и общего к п. д. гидропривода.
Мощность развиваемая насосом без учета его к. п. д. вычисляется по формуле
N1=p1Q1=p1n1q1=N(4.49)
Соответственно мощность потребляемая гидромотором без учета его к. п. д. равна:
N2=p2Q2=p2n2q2=N(4.50)
где N—мощность приводного двигателя;
р— давление в системе;
Здесь и в дальнейшем индексом 1 обозначаются параметры насоса a индексом 2 — гидромотора.
Q1 и Q2 — соответственно подача и расход жидкости;
n1 и п2—скорости вращения соответственно вала насоса и гидромотора;
q1 и q2 — рабочие объемы соответственно насоса и гидромотора.
В системах с регулируемым насосом изменение расхода достигается изменением рабочего объема насоса.
Из технической характеристики трактора известно что частота вращения вала отбора мощности wв=55 с-1 именно данный вал вращает шестеренный насос НШ-32-3 который был предварительно выбран в качестве предварительного расчета в связи с тем что его номинальное давление также равно 16 МПа.
N1=16×55×315=27720 Вт
N2=16×40×116=7424 Вт
Для использования максимальной мощности приводного двигателя N необходимо при изменении Q1 стремиться к пропорциональному изменению p1 с таким расчетом чтобы произведение р1 Q1 сохранялось постоянным.
При изменении рабочего объема q2 и неизменном рабочем объеме q1 скорость вращения вала гидромотора определяется из формулы
Момент на валу гидромотора может быть подсчитан из выражения
Подставляя значение p2q2 из формулы (4.49) в выражение (4.52) получаем:
При назначении максимального момента исходят из максимального давления на которое рассчитана передача по прочности. Для самоходных колесных машин максимальный момент не должен превышать величины при которой буксуют колеса а минимальный момент должен соответствовать минимальному сопротивлению как например три движении по горизонтальному участку пути с твердым покрытием. При этом значения Ммакс и Ммин должны обеспечиваться параметрами насоса и гидромотора.
В реальных машинах наблюдаются потери энергии из-за утечек жидкости и трения. Утечки жидкости через неплотности сопряженных элементов насоса и гидромотора снижают объемный к. п. д. 0 а трение взаимно перемещающихся относительно друг друга деталей снижает механический к. п. д. гидропривода м.
С учетом влияния этих факторов можно написать:
Откуда коэффициент трансформации будет равен
Соответственно этому передаточное отношение между насосом и гидромотором будет зависеть от их объемных к.п.д. т.е.
А полный к.п.д. будет равен:
Расчленим потери давления при течении жидкости в напорной и сливной гидролиниях и обозначим их соответственно через р1n и р2n Тогда суммарные потери в системе составят:
рn + р1n + р2n (4.59)
а величина гидравлического к. п. д. гидролиний будет равна:
При ламинарном течении жидкости потери давления в гидролиниях пропорциональны расходу а при турбулентном — квадрату расхода Таким образом гидравлический к. о. д. в одном и другом случаях может быть записан следующим образом:
где g и g' — коэффициенты пропорциональности.
Перепад давления в насосе можно определить из выражения
Подставляя значение р1 в формулы (4.61) и (4.62) соответственно получим:
где A = 1Ng A'=1Ng'.
Из выражений (4.63) и (4.64) видно что увеличение расхода для расширения диапазона изменении скорости вращения гидромотора в закрытых системах с регулируемым насосом невыгодно из-за значительного возрастании потерь (особенно при турбулентном режиме). При уменьшении расхода и связанного с ним увеличения давления будут расти объемные потери в насосе и гидромоторе.
Течение жидкости через зазоры насосов и гидромоторов носит ламинарный характер и утечки в этом случае пропорциональны давлению Qyp. Но в зоне регулирования при постоянной мощности давление обратно пропорционально расходу рNQ. Подставляя в формулу 01—BQ2 значение QypNQ получим 01—BQ2 где В — коэффициент пропорциональности.
Полный к. п. д. закрытой системы гидропривода с регулируемым насосом и нерегулируемым гидродвигателем при ламинарном течении потока будет иметь следующий вид:
Далее проведем тепловой расчет гидросистемы.
Тепловой расчет гидросистемы привода лотковой щетки
Рабочая жидкость в гидросистеме нагревается вследствие дросселирования ее в различных элементах гидросистемы включая и насос.
Особенно значительный нагрев жидкости происходит при отсутствии разгрузки насоса значительных сопротивлениях на сливной гидролинии низком к. п. д. насоса или гидродвигателя а также при дроссельном регулировании скорости движения рабочих органов.
При отсутствии разгрузки насоса слива всей жидкости через предохранительный гидроклапан количество выделяемого тепла в кДж определяется по формул
Емкость гидробака необходимая для поддержания в нем заданной температуры рабочей жидкости определяется из уравнения теплового баланса
где Q — количество тепла выделяемого в гидроприводе в единицу времени;
dT — приращение температуры за время dt в °С;
T1 —температура рабочей жидкосеи вначале рассматриваемого промежутка времени в 0С;
То — температура окружающего воздуха в 0С;
с — теплоемкость рабочей жидкости;
m — масса рабочей жидкост-и;
с1 — теплоемкость металла;
m1 — расчетная масса гидробака;
F — расчетная площадь поверхности гидробака;
k —коэффициент теплопередачи от гидробака к воздуху.
Расчетная площадь поверхноости гидробака определяется следующим образом: вся смачиваемая поверхность гидробака принимается в расчет с коэффициентом равным 1 остальная поверхность не соприкасающаяся с рабочей жидкостью — с коэффициентом равным 03. Расчетная площадь поверхности гидробака в м2 связана с объемом V масла в гидробаке следующей зависимостью:
Коэффициент теплопередачи от гидробака к воздуху определяется по формуле
где а1 — коэффициент теплопередачи от рабочей жидкости к стенке гидробака;
—толщина стенки гидробака в м;
λ — коэффициент теплопроводности стенки гидробака;
а2 — коэффициент теплопередачи от стенки гидробака к воздуху.
Значения коэффициентов а1 и а2 изменяются б широком диапазоне в зависимости от вида рабочей жидкости характера и скорости движения ее в гидробаке а также от температуры рабочей жидкости стенок гидробака и окружающего его воздуха. Коэффициент X также изменяется в зависимости от температуры стенок гидробака.
Установившаяся температура рабочей жидкости определяется из формулы (3.68) при t
Из формулы (4.29) можно определить требуемый объем рабочей жидкости в гидробаке в л:
При охлаждении рабочей жидкости в гидробаках теплообменниками уравнение теплопередачи при установившейся температуре запишется в виде:
Q – kFТдоп = k1F1T(4.73)
где Тдоп — допустимая температура нагревания рабочей жидкости в гидробаке;
F1 — расчетная площадь поверхности теплообменника в м2;
k1 — коэффициент теплопередачи от рабочей жидкости к воде в теплообменнике.
Точный подсчет коэффициента k1 затруднителен так как величины -входящие в формулу для его определения зависят от ряда причин и изменяются в широких пределах.
Средний температурный напор (средняя разность температур масла и воды) Т в °С определяется по формуле
где Тм - установившаяся температура рабочей жидкости;
То.в — начальная температура охлаждающей воды;
Т1в — конечная температура охлаждающей воды.
Уравнение теплового баланса для гидробаков с теплообменниками при установившейся температура рабочей жидкости имеет вид:
Q – kFТдоп = свρвVв(Т1в–То.в)(4.75)
где св — теплоемкость воды;
рв — плотность воды;
VB — часовой расход воды в теплообменнике.
Из уравнения (4.75) находится часовой расход воды в теплообменнике
Температура нагревания рабочей жидкости в зависимости от количества выделяемого в гидросистеме тепла и часового расхода воды в теплообменнике определяется по формуле
Необходимая площадь поверхности теплообменника находится по формуле
Представленный расчет гидросистемы полностью удовлетворяет условия работы подметальной машины оборудованной лотковой щеткой. Сама гидросистема машины представлена на рис. 4.1.
Рисунок 4.1. Гидравлическая схема подметальной машины
Гидравлическая система машины служит для вращения подъема и опускания в рабочее положение щеток запирания задней крышки бункера а также для управления отвалом. Масляный насос установлен на коробке отбора мощности. На холостом ходу масло от насоса поступает к гидрораспределителю и через фильтр сливается в маслобак. Золотники распределителя при этом находятся в среднем нейтральном положении. Маслобак крепится на станине вентилятора. В заливной горловине маслобака установлен фильтр.
Золотники гидрораспределителя имеют четыре положения одно из которых («плавающее») при работе не используется. Крайние положения золотников фиксируются шариковыми устройствами. Каждый золотник имеет автоматическое устройство возвращающее его в «нейтральное» положение при нагрузке на рабочем органе 100—110 кгссм2. Золотник включения щеток и подъема бункера имеет на рукоятке включения дополнительный фиксатор обеспечивающий надежную фиксацию золотника при работе щеток в нижнем положении. Два других золотника предназначены для управления гидроцилиндрами замка задней крышки и механизма подъема и опускания щеток.
Щетки в транспортном положении фиксируются гидравлическим замком установленным на гидроцилиндре механизма подъема. Подъем бункера ограничивает управляемый обратный клапан. Основными рабочими органами машины являются центральная и лотковая торцевая щетки. Опорами вала центральной щетки служат вал гидромотора и шариковый сферический подшипник в корпусе. Крутящий момент от вала гидромотора на вал щетки передается через шариковую муфту установленную на валу гидромотора. При работе только лотковой щеткой центральная щетка фиксируется в транспортном положении фиксатором расположенным на правом лонжероне шасси. Правая часть щетки закрыта кожухом уменьшающим запыленность при работе машины. Усилие прижима щетки к дорожному покрытию регулируется пружинами на которых вывешена щетка.
Далее необходимо произвести расчет основных элементов конструкции лотковой щетки.
3. Расчет элементов конструкции лотковой щетки
Расчет болтового соединения.
Расчет болта крепящего редуктор привода лотковой щетки к раме. Данный болт крепит корпус редуктора к раме (рис. 4.2). В конструкции редуктора предусмотрена установки 4 болтов то на него действует сдвигающая нагрузка относительно горизонтальной плоскости равная по величине усилию перемещения лотковой щетки.
Рисунок 4.2. Схема крепления редуктора привода щетки к раме
Так как болт жестко соединяет редуктор с рамой тогда для нахождения диаметра болтов проведем расчет на срез.
где d – диаметр болта мм;
Р – нагрузка действующая на болт Н;
[t] – допустимое напряжение на срез Нмм2.
Допустимое напряжение на срез определим как
где sт – предел текучести Нмм2.
Так как данный болт сделан из стали 35 то ее предел текучести равен sт=280 Нмм2 тогда
Так как нагрузка действующая на болт равна силе сопротивления перемещению щетки тогда Р=13 кН (см. глава 3). Однако редуктор крепится с помощью 4-х болтов тогда усилие действующее на один болт будет равно Р=138=016 кН. Искомый диаметр болта выразим из зависимости (4.79) тогда получим
Подставляя значения получим
Принимая запас прочности болтов равным к=186 и подбирая диаметр болта по ГОСТ 10235-72 искомый диаметр болта равен d=12 мм с резьбой М12х40 [19].
Расчет шарнирного соединения
Рассчитаем шарнирное соединение крепления лотковой щетки к раме конструкции. Расчет производим при максимальном усилии перемещения.
Изгибающий момент будет определяться как
где Рт – усилие на пальце кН;
l2 – плечо данного усилия м.
Так как вес конструкции составляет 80 кг тогда усилие действующее на палец шарнирного соединения будет равно Рт=785 Н. Длина пальца равна l=007 м то l2=0035 м тогда
Мизг=785.0035=275 Нм.
Для подбора сечения стержня определяем требуемый момент сопротивления [19]
где М - изгибающий момент кН.м;
[s] - допустимое напряжение МПа.
Так как палец изготовлен из стали 3 то допустимое напряжение равно [s]=350 МПа тогда
Диаметр пальца определим по формуле
Как показали расчеты диаметр пальца равен 90 мм.
Расчет сварного соединения крепления привода лотковой щетки
Произведем расчет сварного соединения крепления привода лотковой щетки к раме конструкции. На данный узел действует максимальный крутящий момент и продольная сила следовательно расчетное напряжение шва определится из уравнения
где М – изгибающий момент Нм;
W – момент сопротивления шва;
Р – продольная сила Н;
Момент сопротивления шва определяется по формуле
где l и b – соответственно ширина и длина шва м.
Изгибающий момент равен
Задаваясь шириной шва равной 05 см определим его длину используя формулу (4.85) и зная что проушина изготовлена из стали 3 то допустимое напряжение равно [s]=360 МПа тогда
Для обеспечения необходимой жесткости сварного соединения необходимо чтобы длина сварного шва была не менее 14 см.
Расчет тяги крепления лотковой щетки
Из конструкторских соображений рабочий орган будет состоять из трубы без шва выбор которой проведем по ГОСТу 8732-70 с помощью таблицы 4.1.
Таблица 4.1 - Трубы стальные бесшовные горячекатаные ГОСТ 8732-70
Наружный диаметр d мм
Принимаем трубу с наружным диаметром d=80 мм и толщиной стенки h=5 мм. Следовательно внутренний диаметр равен d0=70 мм.
Проведем расчет трубы на скручивание. Значение крутящего момента Мк определим по формуле
где Мк – крутящий момент щетки Нм;
N – мощность передаваемая щеткой Вт;
n – число оборотов вала щетки обс.
Мк =2640314×167=503 Нм
Проверим трубу на жесткость. Условия жесткости выглядит следующим образом:
[ ] – допускаемый относительный угол закручивания от 015 до 2 на один метр длины.
Рассчитаем относительный угол закручивания по формуле
где Мк – максимальный крутящий момент Нм;
G – модуль упругости G=8·10 –4 МПа.
Jр – полярный момент инерции кольцевого сечения м –4.
Полярный момент инерции кольцевого сечения определяется по формуле
Jр=(d4–d 04)32(4.92)
где d – наружный диаметр трубы м;
d0 – внутренний диаметр трубы м.
Jp=314(008 4–0074)32=166×10 –6 м4
Подставляя все данные в формулу (4.91) получим
=5038·10 4·166·10 –6=0075×10-2 радм
следовательно =0075·10 –2 радм = 00004 градм
Данный результат расчётов удовлетворяет условию жесткости.
= 00004 градм []= 015 градм.
Проверим трубу на прочность она должна выполнять условие прочности:
[] – допустимое напряжение []=20–40 МПа.
Наибольшее касательное напряжение определим по формуле
где Wp – полярный момент сопротивления кольцевого сечения м 3.
Полярный момент сопротивления кольцевого сечения найдём по формуле
где Jр – полярный момент инерции кольцевого сечения м –4;
d – наружный диаметр трубы м.
Wp=166·10–6·2008=415·10 –6 м 3
Подставим данные получим
max=503415·10 –6=012 МПа
Результаты расчётов удовлетворяют условию
max=012 МПа[]=40 МПа
По произведённым расчётам можно сделать вывод что выбранная нами труба данного диаметра вполне подходит для разрабатываемого оборудования.
где – нормальное напряжение МПа;
[ ] – допускаемое нормальное напряжение [ ] = 200 МПа.
Нормальное напряжение рассчитывается по формуле
где Миз – изгибающий момент Н;
W – полярный момент сопротивления кольцевого сечения м3.
Изгибающий момент Миз находим по формуле
где F – действующая сила Н;
l - расстояние от опоры до точки действия силы м.
Миз=80×981·06=471 Нм.
=471415·10–6=1134 МПа
Проверим условие прогиба.
=1134 МПа[]=200 МПа.
Выбранная нами труба удовлетворяет и условию прогиба.
4. Технология изготовления шарнира
В качестве примера рассмотрим технологический процесс изготовления шарнира с помощью которого происходит фиксация колен рамы лотковой щетки. Геометрические параметры щарнира представлены на рис. 4.3.
Рисунок 4.3. Геометрические размеры шарнира
Для изготовления данного шарнира разработаем технологический маршрут изготовления который имеет вид:
5 – токарно-винторезная
5 – вертикально-сверлильная
0 – консервация и транспортировка
Расчеты режимов при изготовлении и норм времени для выбранного технологического маршрута по каждой его операции будем производить в программном продукте фирмы «Аскон» Компас-Автопроект.
Разработанная технология в виде маршрутных карт представлена в приложении.
В данном разделе представлены расчеты привода лотковой щетки. На основании расчетов были обоснованы геометрические параметры цилиндрического одноступенчатого редуктора.
Представлен расчет гидросистемы предлагаемой конструкции щеточного оборудования с выбором гидромотора привода лотковой щетки.
С целью определения геометрических параметров конструкции лотковой щетки были сделаны расчеты на прочность отдельных ее элементов конструкции. Для шарнирного соединения проведен расчет технологии изготовления.

введение.doc

В настоящий период в городе Саратове складывается неблагоприятная экологическая обстановка. В связи с тем что город плохо убирается вовремя не вывозится бытовой мусор концентрация пыли в воздухе превышает все нормативные показатели. Усугубляет данный процесс постоянно дующие ветра которые приносят все новое количество пыли с гор особенно в весенний период.
Весной в городе проходят песчаные бури. Постоянно движущийся автотранспорт поднимает клубни пыли в воздух. При этом пыль осаждается на зданиях дорожных ограждениях и заборах. В этот период город становится грязным и страшным.
На сегодняшний день осуществляется уборка только дорожного полотна от пыли. Однако пыль находящаяся на тротуарах бордюрах заборах и ограждениях после дождя вновь попадает на дорогу и процесс возобновляется снова.
Проблема очистки тротуаров и бордюров на сегодняшний день является актуальной проблемой.
Кроме этого необходимо отметить отсутствия специальных машин на предприятиях осуществляющих уборку города Саратов по очистке дорожного полотна одновременно с бордюрами.
В связи с этим целью дипломного проекта является создание нового щеточного рабочего оборудования способного производить работы связанные с очисткой дорожного полотна и бордюров.