Траншейно-цепной экскаватор ЭТЦ-160

MTZ-82.П.dwg

Технические характеристики
Базовый трактор МТЗ-82.П
Транспортная скорость
Глубина траншеи (максимальная)
Шнек трнспортирующий

Шнек.dwg

Записка ЭТЦ-160.doc

Обзор и анализ конструкций6
Выбор основных параметров16
Расчет механизмов управления21
СПИСОК ИСПОЛЬЗУЕМЫХ ИСТОЧНИКОВ25
Выполнение больших и возрастающих с каждым годом масштабов строительства обеспечивается применением высокопроизводительных строительных и дорожных машин комплексной механизации и автоматизации строительного производства. В настоящее время создано большое количество разнообразных строительных и дорожных машин которые систематически пополняется новыми более совершенными машинами.
Для выполнения земляных работ созданы универсальные и специализированные строительные машины - экскаваторы скреперы бульдозеры грейдеры автогрейдеры с облегченным управлением и удобными кабинами. В данной работе подробнее рассмотрим экскаватор траншейный цепной.
Цепной экскаватор непрерывного действия на базе трактора МТЗ-82.П является наиболее распространенным среди данного класса строительных машин в нашей стране. Цепные экскаваторы широко применяются в коммунальном хозяйстве при прокладке труб газопроводов и водопроводов при протяжке электрических кабелей и линий связи. Экскаватор на базе МТЗ-82.П отличается невысокой стоимостью. Главным его достоинством является высокая производительность. Кроме того данному экскаватору присущи надежность и высокая ремонтопригодность в том числе и в полевых условиях.
В данной курсовой работе мы определим основные параметры рабочего оборудования экскаватора траншейного цепного. Сделаем тяговый расчет. А также будут рассчитаны усилие механизма управления.
Выполнено по заданию кафедры "Техника для строительства и сервиса нефтегазовых комплексов и инфраструктур".
Спроектировать многоковшовый цепной траншейный экскаватор с гидроприводом рабочих органов на базе трактора МТЗ-82П.
Непрерывная подача и напорное усилие на рабочем органе создаются поступательным движением тягача–базы. Трансмиссия рабочих органов выполнена гидромеханической. Привод отвального транспортера и рабочего органа осуществлен с помощью гидронасосов и гидромоторов. Регулирование скорости механизмов имеющих гидропривод осуществляется бесступенчато дросселированием в системе маслопровода.
Экскаватор предназначен для разработки суглинок.
Глубина траншеи – 16 м
Ширина траншеи – 03 м.
Обзор и анализ конструкций
Экскаваторы являются основным типом землеройных погрузочно-разгрузочных машин предназначенных главным образом для разработки мягких горных пород в массиве или скальных в раздробленном состоянии. Основной рабочий орган экскаватора – ковш но благодаря широкой номенклатуре навесного оборудования (грейферы погрузочные ковши гидромолоты гидроножницы и др.) экскаватор становится машиной универсальной. Различают одноковшовые (механическая лопата драглайн и др.) и многоковшовые (цепные и роторные) экскаваторы. Кроме того экскаваторы классифицируются по типу основного двигателя (дизельные или электрические) по типу способа перемещения (сухопутные и плавучие). Также различают колёсные и гусеничные экскаваторы.
Экскаваторы непрерывного действия классифицируются по типу рабочего оборудования по направлению движения рабочего органа и по емкости ковшей. По типу рабочего оборудования экскаваторы разделяются на цепные роторные и экскаваторы с рабочими органами специального назначения (например фрезерные).
В зависимости от направления движения рабочего органа различают экскаваторы продольного и поперечного копания. У экскаваторов продольного копания направление движения рабочего органа (ковшовой цепи или ротора) совпадает с направлением движения экскаватора. У экскаваторов поперечного копания рабочие органы движутся перпендикулярно к направлению движения экскаватора. Кроме перечисленных групп экскаваторов существуют поворотные экскаваторы у которых рабочий орган (ковшовая цепь или ротор) может поворачиваться относительно экскаватора.
Экскаваторы продольного копания выполняют с цепными роторными и двухроторными рабочими органами. У экскаваторов продольного копания плоскости перемещения рабочего органа и движения ковшей или скребков –
совпадают. Цепные экскаваторы продольного копания и роторные экскаваторы
имеют основное исполнение - траншейное и видоизменения его с дополнительным оборудованием для укладки дрен и прокладки каналов или кюветов. Экскаваторы продольного копания предназначены для рытья каналов применяются для отрывки траншей под кабели трубопроводы и другие коммуникации с небольшим объемом работ в грунтах первой группы без каменных включений. После срезки ковшами грунт поднимается наверх откуда скребками шнеками и отвальным устройством сдвигается в сторону от траншеи.
Рисунок 1 – Экскаватор траншейный цепной ЭТЦ-2086.
В комплект навесного оборудования ЭТЦ-2086 входит
прорезки траншей для укладки линий связи и электросиловых кабелей трубопроводов и прочих коммуникаций малого и среднего диаметра;
работ по резке известняков песчаников или льда;
разрыхления мерзлых и твердых грунтов для проведения дальнейших земляных работ.
) Гидроходоуменьшитель ГХУ позволяющий при нарезке грунта регулировать скорость трактора в диапазоне скоростей от 0 до 189 кмч.
) Бульдозерное оборудование - неповоротный или гидроповоротный отвал позволяющий планировать местность засыпать траншеи чистить дороги и т.п.
) Погрузочное оборудование – погрузчик с высотой погрузки 32 м для уборки и погрузки сыпучих материалов. Может комплектоваться быстросменным неповоротным бульдозерным отвалом.
Таблица 1 - Технические характеристики ЭТЦ-2086.
Скорость движения режущей цепи (при частоте вращения вала отбора мощности N=540 об.мин) мс
Диапазон регулирования скорости движения трактора с включенным ходоуменьшителем кмч
Ширина прорезаемой траншеи мм
Глубина прорезаемой траншеи не более мм
Рабочее давление гидросистемы МПа
Габаритные размеры мм
Геометрическая (номинальная) емкость погрузчика куб.м
Наибольшая высота выгрузки погрузчика м
Эксплуатационная масса кг
Цепные экскаваторы поперечного копания могут работать с верхним и нижним копанием и устанавливаются на колесно-рельсовом или на гусеничном ходовом оборудовании.
Цепные экскаваторы поперечного копания выполняют поворотными или неповоротными. Полноповоротные машины применяют для отработки тупиковых забоев и разработки с одного уступа попеременно верхнего и нижнего забоев.
Экскаваторы с боковой выгрузкой и весом до 150 т изготовляют главным образом на двухрельсовом ходу однопортальные модели массой до 350 т — на трехрельсовом двухпортальные массой более 350 г— на трех- и четырехрельсовом.
Экскаваторы малой мощности весом до 100 т обычно имеют двухгусеничное ходовое оборудование. Для экскаваторов средней и большой мощности в зависимости от веса модели применяют ходовые устройства состоящие из трех шести и двенадцати гусениц. Эти экскаваторы оборудуются гидравлическим выравнивающим устройством.
Глубина копания у цепных экскаваторов поперечного копания составляет: от 4 до 8 м для малых моделей 10—20 м для средних и 20—60 м для мощных моделей. Высота разрабатываемого забоя меньше его глубины на 20—30%- Высота копания роторных экскаваторов достигает 50 м глубина — 20 м.
Модели малой мощности применяют в карьерах строительных материалов в дорожном строительстве и других строительных работах. Модели средней мощности применяют в крупных строительных работах и в карьерах средней мощности. Модели большой мощности применяют в основном в открытых горных работах.
Экскаватор ЭМ-302имеет емкость ковша 30л; техническая производительность 54м3ч; мощность установленных электродвигателей 515кВт; масса экскаватора с бункером противовесом и транспортером - 25т.
Экскаватор ЭМ-302 состоит из ходовой тележки на однореберных колесах на которой установлена съемная рама несущая на себе бункер ферму противовеса турасный вал с предохранительной муфтой и верхнюю часть
ковшовой рамы а также кабину и силовую установку с трансмиссией; нижней
ковшовой рамы с двумя планирующими звеньями несущей на себе цепь с
ковшами (конструкция основной хвостовой рамы с шарнирной подвеской позволяет обрабатывать забой как при верхнем так и при нижнем черпании); укосины поддерживающей систему канатов с блочной подвеской; электрооборудования и осветительных приборов.
Рисунок 2 – Экскаватор ЭМ-302.
Роторные траншейные экскаваторы предназначены для отрывки траншей в грунтах I - III групп под инженерные коммуникации нефте- и
газопроводы дренаж. Они могут использоваться для оконтуривания
котлованов выемок и на других работах. Эти экскаваторы преимущественно применяют на линейно протяженных объектах с большим объемом земляных работ когда не требуется частых передислокаций.
Роторные траншейные экскаваторы имеют некоторые преимущества перед цепными. Рабочий процесс отличается меньшей энергоемкостью ввиду
отсутствия цепей работающих в абразивной среде. У них более высокая производительность благодаря повышенному числу ссыпок обеспечиваемому равномерностью вращения ротора и лучшими условиями разгрузки ковшей.
Основными направлениями дальнейшего совершенствования экскаваторов непрерывного действия является повышение их эксплуатационных характеристик (производительности и надежности) расширение универсальности и области применения.
База-Специальная с использованием тракторов Т-170 и К-703М
Двигатель ЯМЗ-8481-10
Мощность двигателя кВт (л.с.) 257 (350)
Техническая производительность в грунтах I-II категорий м3ч 1200
Максимальная глубина траншеи м25
Ширина траншеи м 18 - 38 (поверху)
Расположении ковшей двухрядное со смещением рядов на полшага
Диаметр ротора (по кромкам зубьев) мм4410
Скорость резания мс174
Транспортер ленточный двухсекционный
Скорость ленты транспортера мс50
Ширина ленты конвейера мм 1200
Механизм подъема транспортера гидравлический
Ширина башмаков гусениц мм600
Допустимый угол бокового наклона при работе на косогорах град. 5
Допустимый угол преодолеваемого подъема и спуска град.10
Рабочая скорость мч 122 - 1210
Транспортная скорость кмч 04 - 576
Габаритные размеры (в транспортном положении) мм:
- ширина с опущенным транспортером 4610
- ширина без транспортера 3200
- высота максимальная 4770
Экскаватор траншейный роторный ЭТР-254А предназначен для разработки траншей под магистральные нефте- и газопроводы большого диаметра (1220 1420 1620 мм) в грунтах I-IV категорий с сезонным промерзанием. Может эксплуатироваться при температурах до -40С.
Рисунок 3 – Экскаватор траншейный роторный ЭТР-254А.
Экскаваторы карьерные роторныепредставляют собой самоходные
выемочно-погрузочные машины непрерывного действия. Они могут быть на гусеничном или шагающе-рельсовом ходу. Данная техника укомплектовывается либо выдвижной либо невыдвижной стрелой и выбирает горные породы ковшами которые укреплены на роторном колесе.
Применяются роторные экскаваторы для добычных или вскрышных
работ нижним или верхним черпанием для погрузки пород в автотранспортные средства или для удаления горной массы в отвал а также для разработки каналов. Машины используются на углях и породах средней и малой крепости – до 4 категории взрывом без предшествующего рыхления на более крепких взрывом после рыхления.
Роторный карьерный экскаватор может иметь вместимость ковша до 125 тысяч литров производительность до 10000 м.кубчас и способность копать в глубину до 25 м. Благодаря своей конструкции карьерный роторный экскаватор решает широкий спектр строительных задач.
Рисунок 4 – Экскаватор роторный ЭР-1250.
Экскаватор приспособлен для круглогодичных работ в интервале температур от -40 до +35 ° С.
Таблица 2 – Технические характеристики.
) Производительность по разрыхленной горной массе теоретическая м3ч :
- расчетная при заданном удельном усилии копания:
) Производительность по массе транспортируемого материала расчетная тч
) Удельное усилие копания при максимальной теоретической производительности Нсм2
) Глубина компания м
) Ширина заходки при заданной высоте копания максимальная м
) Радиус максимальный м
) Мощность привода ротора кВт
) Число режущих элементов шт.
) Расчётный объём ковша л
) Максимальная скорость поворота верхнего строения на максимальном радиусе ммин
) Максимальная скорость подъёма (опускания) стрелы ротора по оси ротора ммин
) Кабелеёмкость барабана м
) Ширина ленты конвейера м
) Скорость ленты конвейера мс:
) Скорость передвижения мч
) Допустимый уклон рабочей площадки град:
) Среднее удельное давление на грунт МПа
) Габаритные размеры мм:
. Расчёт основных параметров цепного экскаватора
Теоретическая производительность траншейных экскаваторов со скребковыми рабочими органами определяется по формуле
где - ширина скребка в м ;
- высота скребка в м ;
- скорость движения ковшовой цепи в . [1]
Техническая производительность экскаватора определяется объемом плотного грунта разработанного за 1ч непрерывной работы
где - коэффициент наполнения ковшей ; [1]
- коэффициент разрыхления грунта при его разработке . [1]
Скорость рабочего хода экскаватора определяется по формуле
где B – ширина траншеи в м В=03 ;
Н – высота забоя в м Н=015.
Мощность двигателя экскаватора расходуется на привод ковшовой цепи и на передвижение экскаватора. Мощность расходуемая на копание (4)
где - удельное сопротивление грунта копанию в ; [1]
- техническая производительность в ;
- К.П.Д. ковшовой цепи . [1]
Мощность расходуемая на подъем грунта
где γ — объемный вес грунта кГм2 γ=2100; [1]
Н - глубина траншеи м Н=16;
Н0 - высота подъема грунта от поверхности земли до уровня разгрузки м Н0 =0;
- коэффициент трения грунта о грунт ; [1]
- угол наклона забоя к горизонту . [1]
Общая мощность двигателя необходимая для привода ковшовой цепи
где - общий механический к. п. д. привода ковшовой цепи =07. [1]
Мощность расходуемая на передвижение экскаватора при копании грунта
где Wk — горизонтальная составляющая сопротивления грунта копанию Н;
- сопротивление движению экскаватора Н;
- сопротивление движению экскаватора на уклон Н;
- общий к. п. д. трансмиссии привода двигателя экскаватора =075. [1]
- скорость рабочего хода экскаватора мс.
Суммарная горизонтальная составляющая сопротивления грунта копанию
Первая горизонтальная составляющая сопротивления грунта копанию
где - общая мощность двигателя необходимая для привода ковшовой цепи в Вт;
- скорость движения ковшовой цепи в ; [1]
- угол наклона забоя к горизонту ; [1]
Вторая горизонтальная составляющая сопротивления грунта копанию
где - техническая производительность в ;
γ — объемный вес грунта кГм2 γ=2100; [1]
Сопротивление движению экскаватора
где G — полный вес экскаватора кг G=4350;
f - коэффициент сопротивления движению ходового оборудования
- удельное сопротивление грунта копанию в . [1]
Сопротивление движению экскаватора на уклон:
где i - подъем в долях единицы i=005 .
Суммарная требуемая мощность двигателя экскаватора
где Nтр - мощность затрачиваемая на привод шнека кВт Nтр=45;
NH - мощность затрачиваемая на привод гидронасосов питающих цилиндры подъема рабочего органа кВт NH=5.
В качестве базовой машины трактор МТЗ-82.П с мощностью двигателя кВт подходит так как .
Расчет механизмов управления
Рассмотрим 1-й случай (рабочий орган находится в горизонтальном положении):
Рисунок 5 – горизонтальное положение.
Находим момент относительно т.О
Так как работает штоковая полость гидроцилиндра находим по уравнению диаметр гидроцилиндра:
где - номинальное давление в гидроцилиндре МПа .
Рассмотрим 2-й случай (рабочий орган в рабочем положении):
Рисунок 6 – Рабочее положение(а=65).
Так как работает штоковая полость гидроцилиндра находим по уравнению диаметр гидроцилиндра (24)
Диаметр выбираю из 1-го случаю с учетом коэффициента запаса принимаем .
Спроектированный экскаватор траншейный цепной удовлетворяет условию мощности то есть возможность выбора базовой машины не менее найденной мощности на двигатель экскаватора равной 4016 кВт. Для базовой машины МТЗ-82.П найден диаметр гидроцилиндра для рабочего оборудования с учетом коэффициента запаса .
Список используемой литературы
Артемьев К.А. Алексеева Т.В. Машины для земляных работ. М.: Машиностроение 1972 . – 504 с.
Алексеева Т.В. Гидропривод и гидроавтоматика землеройных машин.
- М.: Машиностроение 1966 . – 325 с.
Артемьев К.А. Определение сопротивления грунта отвалу бульдозера. – Омск.: Изд-во СибАДИ 1969 .

Рабочий орган.dwg

Технические неуказанности
После подготовки замыкания цепи
прилегающие гайки заварить.
После произвести натяжение цепи с усилием 30-50кН.