Разработка рабочего оборудования катка для уплотнения гравия

rrsrrrrr.ssrrr.dwg

Каток. Технологическая схема
КПСДМ 620721 00.00.000 С3
каф.ПТМиО гр. 620721

r-rrrsrr-rrrs.dwg

КПСДМ 620721 00.00.000 ВО
каф.ПТМиО гр. 620721
Каток. Рабочее оборудование
КПСДМ 620721 00.00.000 СБ

rrsrrye.doc

Расчет основных эксплуатационных и технических показателей 9
Мощность на привод 11
Наибольшие возможные скорости перемещения 12
Долговечность гидроагрегатов 15
Проверка прочности основного сечения 17
Список литературы 18
Катки являются распространенным типом машин для уплотнения грунта. Они представляют собой наиболее простые и производительные машины. Стоимость уплотнения единицы объема грунта катками несколько ниже чем при использовании других средств уплотнения.
Однако при их работе толщина уплотняемых слоев грунта получается значительно меньше чем при трамбовании и вибрировании. Ниже приведена классификация катков по принципу уплотняющего воздействия и типу рабочего органа.
Рабочая поверхность катка.
Гладкие жесткие вальцы.
Негладкие вальцы – кулачковые
Решетчатые и с башмаками.
Пневматические шины.
Статические в сочетании с виб-
Разработать оборудование для уплотнения гравия.
Катки на пневматических шинах при условии правильного выбора их параметров
пригодны для уплотнения как связных так и несвязных грунтов. Оптимальные толщины уплотняемых слоев здесь больше чем при уплотнении гладкими и кулачковыми катками. Кроме того для доведения грунтов до одной и той же плотности требуется меньшее число проходов что повышает производительность катков.
Наибольшее распространение получили катки с независимой подвеской отдельных колес что обеспечивает равномерное уплотнение грунта а при неровной поверхности предохраняет шины от перегрузки. Ось каждого колеса жестко снизана с балластным контейнером передняя часть которого шарнирно подвешена к траверсе рамы машины.
Самоходный каток (рис. 1) состоит из рамы 1 двигателя 2 трансмиссии заднего 17 и переднего 12 мостов с пневматическими колесами кабины 6 рулевого привода 8 тормозного привода электрооборудования пневмосистемы изменения давления воздуха в шинах органов управления.
Рама катка сварной конструкции и состоит из лонжеронов и поперечных балок . К внутренней стороне лонжеронов приварены кронштейны для установки двигателя кронштейн коробки передач опоры заднего моста опоры кабины кронштейны шаровых пальцев для крепления гидроцилиндров рулевого привода. Между опорами двигателя и коробки передач расположен кронштейн крепления раздаточного редуктора.
В передней части рамы приварена опора на которой монтируют управляемый передний мост.
С обеих сторон рамы установлены по два бункера для песчаного балласта закрываемых сверху крышками. Опора переднего моста закрыта сверху кожухом который крепят к раме болтами.
В задней части рамы с левой стороны между лонжеронами и облицовкой установлен ящик для аккумуляторов а с правой — ящик для инструментов. К задней поперечной балке приварен кронштейн для крепления запасного колеса.
Передние поворотные колеса объединены в передний мост катка. Передний мост состоит из балки на которой по обеим ее сторонам установлены на общей оси по одному колесу ; коромысла с третьим колесом и арки имеющей в верхней части поворотный шкворень . Балка и коромысло соединены между собой продольными шарнирами и образуют замкнутый контур внутри которого размещено одно из колес установленных на балке. Арка шарнирно соединена с коромыслом так что ось шарнира совпадает с вертикальной продольной плоскостью катка и совмещается с плоскостью внутреннего колеса. Ступицы колес закреплены на осях с помощью роликовых конических подшипников. Шарнирное крепление арки на коромысле обеспечивает качание коромысла в пределах 10° от горизонтального положения.
Задними мостами катка служат две пары ведущих колес расположенных с левой и правой сторон под рамой катка.
Колеса катков располагают таким образом чтобы материал равномерно уплотнялся по ширине полосы укатки и глубине слоя.
Специальные шины на катке обеспечивают перекрытие следов переднего и заднего колес. Если на катке установлены автомобильные шины которые по ширине меньше специальных то перекрытия не получается. Появляющиеся гребешки на уплотняемом материале в этом случае устраняются смещением катка при последующем проходе.
Пневматическое колесо катка состоит из шины и металлического колеса .
Металлическое колесо включает в себя обод диск и ступицу. Ступица с диском соединены шпильками. Отверстие в ступице ведущих колес имеет коническую форму с пазом под шпонку для установки на концах выходных валов задних мостов. В ступице выполнены сверления для подвода воздуха к шине. Воздушный канал ступицы соединяется трубопроводом с запорным краном устанавливаемом на вентиле камеры.
Наружная цилиндрическая поверхность ступицы сопрягается с резиновыми неподвижными уплотнениями головки подвода воздуха.
Диск с ободом соединен сваркой. По сравнению с автомобильными колесами диск на колесах катков смещен в осевом направлении.
Шины устанавливаемые на катках используются от грузовых автомобилей или выполнены специальной конструкции. Последние рассчитаны на давление воздуха до 10 кгссм2 и имеют широкую беговую дорожку (часть шины соприкасающаяся с дорогой).
Камера шины снабжена вентилем для впуска и выпуска воздуха. С наружного конца в вентиль ввинчивают золотник который служит обратным клапаном. При использовании на катке централизованной системы изменения давления воздуха в шинах золотник не устанавливают.
Кабина катка цельнометаллическая одноместная предназначена для работы водителя сидя. С правой стороны от кабины предусмотрена площадка для работы машиниста стоя. В кабине две двери обеспечивающие выход в обе стороны. Каждая дверь фиксируется в открытом положении с помощью защелок. В крыше кабины сделан открывающийся люк 8 для вентиляции.
Кабина установлена на раме с помощью четырех опор. Чтобы исключить вибрацию и шум на рабочем месте кабина опирается на раму через резиновые прокладки.
В кабине предусмотрена рукоятка переключения указателей поворота расположенная под щитом приборов. Кнопка включения звукового сигнала находится на щитке приборов рычаг управления централизованной системой изменения давления воздуха в шинах и рукоятка водяного крана — на передней стенке кабины. Включатель стеклоочистителя расположенный непосредственно на стеклоочистителе имеет три положения: включено медленный ход быстрый ход.
Пневматическая система на самоходных катках служит для подачи воздуха в шины централизованного изменения давления автоматической заправки водой и топливом распыления воды на колеса под давлением. Шины смачивают водой чтобы исключить налипание на них асфальтобетонной смеси в начальный период укатки (когда шины холодные).
Расчет основных эксплуатационных и технических показателей катков
Пневмоколесный каток имеет ведущую ось из 3 пневматиков и поворотную ось из 4 пневмоколес.
Исходные данные и обозначения:
- вес пневмоколесного катка (кН) 200
- допустимая нагрузка на одно пневмоколесо тс(кН) 286
вес которым каток воздействует на уплотняемый материал 4-я пневмоколесами (кН) 1144
наибольший расчетный коэффициент сцепления пневмоколес с грунтом 085
коэффициент сопротивления перекатыванию пневмоколес на рыхлом грунте 015
- радиус качения пневмоколеса м 0525
- количество бортовых передач на катке 2
- наибольший уклон уплотняемой поверхности% 9(угол )
%-ный ресурс катка до первого капитального ремонта (срок службы шестерен и подшипников): пневмоколесного ч. 7000
Бортовой передачей пневмоколесных катков является колесный редуктор.
Каждый редуктор приводит одну пару ппевмололес а на ведущей оси катка установлено две пары таких колес. Вес приходящийся на пару колес:
тогда передаточное число колесного редуктора:
где наибольший расчетный момент на привод пары колес;
кНм -момент развиваемый гидромотором
к.п.д. гидромотора редуктора
где -гидромеханический к.п.д. мотора;
- к.п.д. трехступенчатого редуктора;
Номинальная мощность двигателя:
0400Вт при 1800обмин.
где - мощностъ на перемещение;
- мощность на привод компрессора;
- мощность на привод насоса подпитки гидросистемы;
- мощность на привод насоса рулевого управления
Мощность на привод компрессора с учетом =0;95 составляет
Мощность на привод насоса подпитки НШ-46 принимается
Мощность на перемещение:
Наибольшие возможные скорости перемещения
Наибольшая возможная скорость перемещения определяется:
где мин.-1 –частота вращения колеса;
-объемный к.п.д. привода
В основу расчета положена разбивка всей работы по основным режимам укатки а также примерная разбивка относительно времени работы на этих режимах.
Режим 1. Укатка горизонтальных участков на первых проходах.
Сила сопротивления перемещению катка:
Скорость перемещения в начале участка на горизонтальной поверхности:
Принимаем среднюю скорость укатки горизонтальных участков 7 кмч
Режимы 2 и 3.Укатка участков с 9 %-ым уклоном на первых проходах.
Составляющая сила действующая на каток на наклонной поверхности:
Сила сопротивления в начале укатки:
Скорость перемещения в начале укатки на 9%-ом подъеме:
Принимаем среднюю скорость укатки на 9%-ом подъеме 6кмч на спуске-
Режим 4. Реверсирование.Принимаем что при реверсировании коэффициент сопротивления перекатывания на ведущей оси составляет 82% от коэффициента сцепления на той же осит.е
Сила сопротивления в момент реверсирования 07*1144=80000 Н
Максимальная условная скорость перемещения при реверсировании:
Средняя условная скорость перемещения при реверсировании:
Режим 5. Буксование.
Сила сопротивления при буксовании Н.
Наибольшая условная скорость перемещения при буксовании
Определение эквивалентной нагрузки и эквивалентной скорости
перемещения пневмоколесного катка дано в табл.1
Долговечность гидроагрегатов
Расчет долговечности ведется по формуле:
где - расчетная долговечность ч ;
ч - эталонная долговечность;
мин-1 - нормальная частота вращения гидромашины;
- средняя частота вращения гидромашины; принимаем для расчетов =2000 мин-1; это соответствует частоте вращения насосов и наибольшей возможной частоте вращения гидромоторов; такое допущение завышает фактическое значение гидромоторов и занижает их расчетную долговечность;
МПа - эталонное давление;
- среднее давление соответствующее эквивалентной (средней) нагрузке МПа
где кГс.мМПа - постоянная момента гидромотора.
Средний крутящий момент гидромотора:
где передаточное число конечной передачи (между ведущим рабочим органом и колесным редуктором его валом );
- передаточное число колесного редуктора.
Для пневмоколесного катка:
Этот наибольший момент берем для дальнейшего расчета что завышает и немного завышает расчетную долговечность.
Проверка прочности основного сечения шкворня поворотного колеса
Берется аварийный случай – наезд двумя колесами на непреодолимое препятствие по инерции с включенным сцеплением.
Предполагаем жесткость шины весьма небольшой по сравнению с жесткостью металлических конструкций подвески тогда сила инерции:
где v-средняя рабочая скоростькмч
-жесткость шины кгс.
Реакция на колесе при наезде на препятствие:
Изгибающии момент в сечении X-X действующий на шкворни двух колес:
Момент сопротивления сечения:
Напряжение в сечении:
Материал шкворня - сталь 20Х; допустимое напряжение:
Абрамов Н.Н. Курсовое и дипломное проектирование по дорожно-строительным машинам.–М.: Высшая школа 1972.–120с.
Александров М.П. Подъемно-транспортные машины. Атлас конструкций.–М.: Машиностроение 1987.–122с.
Васильченко В.А. Гидравлическое оборудование мобильных машин. Справочник. М.: Машиностроение 1983.–301с.
Гохберг М.М. Справочник по кранам. Т.12. Ленинград: Машиностроение 1988.
Гоберман Л.А. Степняк К.В. Строительные и дорожные машины. Атлас конструкций.–М.: Машиностроение 1985.–96с.
Войнич Л.К. Прикащиков Р.Г. Справочник молодого машиниста бульдозера скрепера грейдера.–М.: Высшая школа. 1979.–200с.
Забегалов Г.В. Ронинсон Э.Г. Бульдозеры и скреперы.–М.: Высшая школа. 1986.–304с.
Решетов Д.Н. Детали машин.–М.: Машиностроение 1989.–496с.

rrer-rrsrer.dwg