Автогрейдер ДЗ-125

3 Рабочее оборудование.dwg

2 Общий вид.dwg

Автогрейдер Чертеж общего вида
кг 13900 Длина грейдерного отвала
мм 3744 Высота грейдерного отвала
град 30-70 Угол срезаемого откоса
град 0-90 Вынос грейдерного отвала
мм 800 Заглубление отвала
мм 400 Длина бульдозерного отвала
мм 2500 Высота бульдозерного отвала
мм 840 Ширина рыхлителя
мм 1366 Заглубление рыхлителя
мм 260 Двигатель Cummins Мощность
кВт 100 Скорость макс.
кмч 42 Габаритные размеры 10010х2500х3620
Техническая характеристика
* Размеры для справок

3 Вид сверху.dwg

Автогрейдер Чертеж общего вида
СХЕМА ГИДРАВЛИЧЕСКАЯ
ПРИНЦИПИАЛЬНАЯ АВТОГРЕЕДЕРА
Бак масляный Pи=0.005 МПа
Клапан потока Т30-3405170Б
Клапан замедлительный
Гидрозамок У2237-4581.020
Клапан предохранительный
Гидромотор ТУ22-3444-75
Манометр МТ-1-160-БС-Д-П
Насос-дозатор ХУ-85-101
Секция 346 тип НУS B2B1A3
Секция концевая 346 KK3
Гидрораспределитель ТУ22
Гидрораспределитель тормозов
Гидроцилиндр 9.10.0У
ОСТ 22-1417-79: 80х50х1120
Гидроцилиндр 2.6.1У.125х80х220
Гидроцилиндр 6.16.0У.80х50х1400
Гидроцилиндр 2.16.1У.125х80х220
Гидроцилиндр 1.16.1У.125х80х220
Гидроцилиндр 1.16.0У.80х50х160
Гидроцилиндр 6.16.0У.80х50х710
кг 13900 Длина грейдерного отвала
мм 3744 Высота грейдерного отвала
град 30-70 Угол срезаемого откоса
град 0-90 Вынос грейдерного отвала
мм 800 Заглубление отвала
мм 400 Длина бульдозерного отвала
мм 2500 Высота бульдозерного отвала
мм 840 Ширина рыхлителя
мм 1366 Заглубление рыхлителя
мм 260 Двигатель Cummins Мощность
кВт 100 Скорость макс.
кмч 42 Габаритные размеры 10010х2500х3620
Техническая характеристика
* Размеры для справок
Автогрейдер Вид сверху
КП 73.2913.00.000 ВО
схема гидравлическая

5 ОТВАЛ.dwg

Расчёт металлоконструкций.doc

3 Расчет металлоконструкций
Задача расчета на прочность заключается в проверке на прочность ползунов и направляющих по напряжениям возникающим в их сечениях от действия различных нагрузок.
Материал Сталь 35 ХГСА
Максимальная реакция грунта приложенная на конце отвала R кН 36
Угол резания d град 58
Допустимое напряжение стали [s] МПа 500
Схема сил приведена на рисунке 3.1
Рисунок 3.1–Схема сил для расчета рабочего органа.
За расчетную схему принята консольная статически определимая балка защемленная одним концом. Действие внешних сил приводит к сложному напряженному состоянию (изгиб с кручением стержня).
Действие результирующей внешней силы для расчета представлено горизонтальной и вертикальной составляющими.
Вертикальная составляющая равна
Горизонтальная составляющая равна
Крутящий момент определяется как
Эпюры моментов и представлены на рисунке 3.2
Рисунок 3.2–Эпюры моментов и перерезывающих сил для расчета рабочего органа.
Анализ эпюр внутренних сил показывает что опасное сечение находится в защемление.
Для дальнейших расчетов определим геометрические характеристики опасного сечения (рисунок 3.3)
Рисунок 3.3–Схема для определения центра тяжести.
Согласно рекомендациям трапециидальное сечение заменяется на прямоугольное (рисунок 3.4).
Рисунок 3.4–Схема замены сечения.
Расчетное эквивалентное сечение принято следующих размеров (рисунок 3.5)
Рисунок 3.5–Геометрические параметры сечения.
Так как сечение находится в сложном напряженном состоянии то для определения опасной точки рассмотрим несколько точек (Рисунок 3.6)
Рисунок 3.6–Схема для определения опасной точки.
Напряжение в точке В определяем по формуле
где WZ WY–моменты сопротивлений см3.
Напряжение в точке L определяется по формуле
В результате расчета определено что напряжение в опасной точке L меньше допустимого напряжения (1339 МПа500МПа). Таким образом геометрические параметры направляющих и ползунов удовлетворяют условиям прочности.
Для обеспечения прочности отвала переменной длины в рабочем положении в качестве упоров ограничивающих вылет боковых секций приняты уголки равнобокие №2 ГОСТ 8509–75. Геометрические параметры упоров и схемы их зацепления приведены на (Рисунке 3.7).
Рисунок 3.7–Геометрические параметры и схемы зацепления упоров.

4 Рабочее оборудование.dwg

7гидросхема.dwg

Автогрейдер Чертеж общего вида
СХЕМА ГИДРАВЛИЧЕСКАЯ
ПРИНЦИПИАЛЬНАЯ АВТОГРЕЕДЕРА
Бак масляный Pи=0.005 МПа
Клапан потока Т30-3405170Б
Клапан замедлительный
Гидрозамок У2237-4581.020
Клапан предохранительный
Гидромотор ТУ22-3444-75
Манометр МТ-1-160-БС-Д-П
Насос-дозатор ХУ-85-101
Секция 346 тип НУS B2B1A3
Секция концевая 346 KK3
Гидрораспределитель ТУ22
Гидрораспределитель тормозов
Гидроцилиндр 9.10.0У
ОСТ 22-1417-79: 80х50х1120
Гидроцилиндр 2.6.1У.125х80х220
Гидроцилиндр 6.16.0У.80х50х1400
Гидроцилиндр 2.16.1У.125х80х220
Гидроцилиндр 1.16.1У.125х80х220
Гидроцилиндр 1.16.0У.80х50х160
Гидроцилиндр 6.16.0У.80х50х710
Схема гидравлическая
КП 73.2913.00.000 ВО
схема гидравлическая

6 Рама.dwg

4 ОТВАЛ.dwg

* Размеры для справок.
Обозначение и изображение шва
Чертеж общего вида .

2_Констр часть.doc

2 Расчетно-конструкторская часть
Автогрейдер ДЗ-125 массой 13.9т предназначен для земляных работ по постройке земляного полотна грунтовых дорог возведению насыпей планировке площадей устройству корыт а также для смешивания грунтов с добавками и вяжущими материалами на полотне дороги ремонта и содержания дорог обочин а также для очистки дорог от снега.
1 Задание на проектирование:
Проектируемый автогрейдер среднего класса.
Масса эксплуатационная т
Номинальная мощность кВт (л.с.)
Длина грейдерного отвала м
Высота грейдерного отвала м
2 Обзор конструкций аналогов
Аналогами данного автогрейдера являются следующие машины.
Технические характеристики автогрейдеров-аналогов представлены в таблице 2.1.
Таблица 2.1 – Техническая характеристика автогрейдеров-аналогов.
Габаритные размеры мм
Масса эксплуатационная кг
Мощность двигателя кВт
Колея передних и задних колес мм
Боковой вынос отвала в обе стороны мм
Макс. высота подъема лезвия мм
Макс. глубина копания мм
Рисунок 2.1 – Автогрейдер ДЗ-122Б
Рисунок 2.2 – Автогрейдер ГС-14.02
Рисунок 2.3 – Автогрейдер Dressta RD-165C
Рисунок 2.4 – Автогрейдер Changlin PY165H
3 Тяговый расчет автогрейдера
Тяговый расчет заключается в определении силы тяги на валу ведущих колес и площади поперечного сечения срезаемой стружки грунта исходя из свободной силы тяги автогрейдера ДЗ-125 равной φсцGсц
Рисунок 2.5 – Схема усилий к тяговому расчету автогрейдера
Исходные данные для расчета
Сила тяжести автогрейдера G кН 139
Режим работы установившийся
Категория разрабатываемого грунта III
Удельное сопротивление грунта резанию к кНм2 140
Коэффициент внутреннего трения грунта f 073
Коэффициент трения грунта об отвал f1 075
Максимальная глубина резания h м 004
Угол захвата ножа α град. 90
Угол резания ножа град. 45
Тяговый расчет автогрейдера производится при следующих условиях: перемещение автогрейдера происходит по участку земляного полотна не имеющего продольного уклона при установившемся режиме работы. Грейдерный отвал всей длиной погружен на глубину резания h. Силы инерции в расчете не учитываем.
Далее приведем тяговый расчет автогрейдера.
Для нормальной работы автогрейдера необходимо соблюдение следующего условия
где Pк – сила тяги на ведущих колесах кН;
Wраб – общее сопротивление при установившемся рабочем режиме кН;
φсц – коэффициент сцепления ведущих колес с грунтом φсц=075;
Gсц – сцепной вес автогрейдера кН.
Общее сопротивление при установившемся рабочем режиме складывается из следующих составляющих
где Wр – сопротивление грунта резанию ножом кН;
Wп – сопротивление поступательному перемещению перед отвалом
призмы волочения грунта кН;
Wв – сопротивление грунта при движении его вверх по отвалу кН;
Wт – сопротивление перекатыванию колес кН;
Определим сопротивление Wр
где к – удельное сопротивление грунта резанию кНм2;
F – площадь поперечного сечения вырезаемой стружки м2.
где – коэффициент использования сцепного веса автогрейдера;
G – сила тяжести автогрейдера кН;
кк – удельное сопротивление грунта копанию кНм2;
m – коэффициент учитывающий неравномерность сечения стружки при проходах.
= 045 ; кк = 240 кНм2 ; m = 135
Определим сопротивление Wп
где Qгр – вес призмы грунта перед отвалом кН;
f – коэффициент внутреннего трения грунта.
где Vф – объем призмы волочения перед отвалом м3 ;
λ – насыпной вес призмы волочения кНм3 .
где Н – высота отвала м;
hср – среднее значение глубины резания м;
кз – коэффициент заполнения отвала;
φ – угол естественного откоса грунта град.
Н = 063 м; кз = 093 ; φ = 35 град.
Определяем сопротивление Wв
где – угол резания ножа град. ;
f1 – коэффициент трения грунта об отвал.
Определяем сопротивление Wт
где – коэффициент сопротивления качению колес по грунту; = 016 ;
Таким образом общее сопротивление равно
Максимальная сила тяги автогрейдера определяемая по сцепному весу автогрейдера равна
где φсц – коэффициент сцепления ведущих колес с грунтом;
Значит условие выполняется то есть Wраб φсц × Gсц
Определяем величину тяговой силы
где Me – максимальный крутящий момент на валу двигателя Нм;
м – коэффициент полезного действия трансмиссии;
rc – силовой радиус колеса м.
Me = 590 Нм; м = 097.
где rст – статический радиус колеса rст = 06 м;
Следовательно условие ( 2.1 ) выполняется то есть Рк > Wраб.
Таким образом в тяговом расчете были определены: площадь поперечного сечения вырезаемой стружки грунта F = 014 м2; общее сопротивление при установившемся рабочем режиме автогрейдера Wраб = 58.6 кН; а также величина силы тяги колес Рк = 92 кН.
4 Расчет тяговой рамы на прочность
Задачей расчета является проверка работоспособности тяговой рамы при использовании дополнительного оборудования в рассматриваемом расчетном положении.
Сила тяжести автогрейдера приходящаяся на его передний мост G1 кН 360
Сила тяжести автогрейдера приходящаяся на его задний мост G2 кН 1010
Сила тяжести тяговой рамы Gтр кН 140
Колесная база машины L м 587
Положение кромки отвала l1 м 443
Положение центра тяжести автогрейдера (по продольной оси машины) l2м 19
Положение центра тяжести автогрейдера по вертикали H м 2
Рисунок 2.5 – Схема действия усилий для расчета тяговой рамы.
Расстояние от оси О1О2 ( рисунок 2.5 ) до точки приложения
силы тяжести тяговой рамы a1 м 372
Расстояние от оси О3О4 ( рисунок 2.5 ) до точки приложения
силы тяжести тяговой рамы а2 м 215
Расчет на прочность тяговой рамы производится при следующих условиях: автогрейдер ДЗ-125 движется по горизонтальному участку на первой передаче со скоростью 25 42 кмч. Отвал внезапно уперся в непреодолимое препятствие и произошла остановка автогрейдера до полного буксования. Наиболее неблагоприятные условия при этом складываются когда наезд на препятствие происходит краем выдвинутого в сторону отвала.
Положение автогрейдера и тяговой рамы соответствующее этому случаю изображено на (рисунке 2.5) на котором обозначено:
О – конец режущей кромки ножа отвала;
О1 и О2 – проекции середины балансира на опорную поверхность;
О3 и О4 – точки контакта передних колес автогрейдера с опорной поверхностью;
Са – центр тяжести автогрейдера;
Сm – точка приложения силы тяжести тяговой рамы;
G1 и G2 – силы тяжести автогрейдера приходящиеся на его передний и задний мосты соответственно;
Gтр – сила тяжести тяговой рамы;
Ри – равнодействующая сил инерции приложенная в центре тяжести машины;
Ry – боковое усилие в точке О;
Rz – вертикальное усилие в точке О;
Z1 Z2 Z 3 Z4 – вертикальные реакции;
Y1 Y2 – боковые усилия действующие на переднем и заднем мостах автогрейдера соответственно.
Принимаем что боковая реакция действующая на задний мост (ось О1О2 ) равна нулю то есть все сцепление идет только на создание силы тяги. Боковая реакция действующая на передний мост возникает от эксцентричного приложения сил сопротивления на отвал.
Далее произведем расчеты указанных сопротивлений и усилий.
Определяем вертикальное усилие возникающее на конце режущей кромки ножа отвала
где G2–сила тяжести автогрейдера приходящаяся на его задний мост кН;
φ – коэффициент использования сцепного веса автогрейдера;
Ри – равнодействующая сил инерции кН;
Gтр – сила тяжести тяговой рамы кН;
f1 – коэффициент трения грунта о сталь;
– угол резания ножа отвала град.;
L – колесная база машины м;
l1 – положение кромки отвала м.
где кд – коэффициент динамичности кд = 15.
Определяем горизонтальное усилие возникающее на кромке ножа отвала
Определяем боковое усилие действующее на передний мост автогрейдера
где G1 – сила тяжести автогрейдера приходящаяся на его передний мост кН;
Н – положение центра тяжести автогрейдера по вертикали м;
а1 – расстояние от оси О1О2 до точки приложения силы тяжести тяговой рамы м; φ max – максимальный коэффициент бокового сдвига.
где – коэффициент сопротивления перекатыванию движителя по грунту = 016.
Как уже говорилось ранее боковое усилие действующее на задний мост автогрейдера равно нулю т.е. Y2 = 0.
Определяем боковое усилие действующее на режущей кромке ножа отвала в точке О
Определяем вертикальные реакции грунта действующие на передний и задний мосты
Rz – вертикальное усилие возникающее на конце режущей кромки ножа отвала кН;
а1 – расстояние от оси О1О2 до точки приложения силы тяжести тяговой рамы м;
где а2 – расстояние от оси О3О4 до точки приложения силы тяжести тяговой рамы м;
Определяем усилия в шаровом шарнире тяговой рамы пользуясь схемой на рисунке 3.2.
Заменяем шарнир Ош равновеликой системой сил Xш Yш Zш .
Определяем горизонтальное усилие в шарнире
Rz – вертикальное усилие действующее на конце режущей кромки ножа отвала определенное по формуле ( 2.13 ) кН;
f1 – коэффициент трения грунта о сталь.
Рисунок 2.6 – Схема сил действующих на шаровой шарнир
Усилие Хш в данном случае является преобладающим поэтому рассматриваемое расчетное сечение проверяем на прочность по горизонтальному усилию Хш которое подвергает тяговую раму деформации – растяжение-сжатие.
Необходимо чтобы выполнялось следующее условие
где р – напряжение в расчетном сечении возникающее при растяжении тяговой рамы кНм2 ;
[р] – допускаемое напряжение растяжения кНм2 ;
к – общий запас прочности.
Для стали 3 ГОСТ 380-71 [р] = 9 104 кНм2; к = 13 .
Напряжение в расчетном сечении определяется по формуле
где F – площадь расчетного сечения м2 ;
Хш - горизонтальное усилие в шаровом шарнире тяговой рамы кН.
Тяговая рама представляет собой V – образную сварную конструкцию изготовленную из прокатной угловой равнополочной стали ГОСТ 8509-72 номер проката 14. Таким образом расчетное сечение коробчатого вида имеет площадь
тогда напряжение в расчетном сечении равно
Проверим условие ( 2.24 )
Следовательно условие ( 2.24 ) выполняется.
Таким образом тяговая рама автогрейдера ДЗ-125 удовлетворяет прочностным расчетам и является работоспособной при использовании дополнительного оборудования.