Роторно-фрезерный снегоочиститель на базе гусеничного трактора производительностью 80 т/ч

петров 2013.dwg

Описание.docx

Курсовой проект. Содержит РПЗ и чертежи:
Описание из заключение или главная мысль
Содержание пояснительной записки
Компас AutoCAD Word cdw dwg docx
AutoCAD Word dwg docx

Курсовая петров.docx

МИНИСТЕРСТВО НАУКИ И ВЫСШЕГО ОБРАЗОВАНИЯ РОССИЙСКОЙ ФЕДЕРАЦИИ
ФЕДЕРАЛЬНОЕ ГОСУДАРСТВЕННОЕ БЮДЖЕТНОЕ ОБРАЗОВАТЕЛЬНОЕ УЧРЕЖДЕНИЕ ВЫСШЕГО ОБРАЗОВАНИЯ
ТЮМЕНСКИЙ ИНДУСТРИАЛЬНЫЙ УНИВЕРСИТЕТ
Кафедра «Транспортные и технические средства»
по дисциплине «Машины для строительства и содержания дорог»
на тему: « Роторно-фрезерный снегоочиститель на базе гусеничного трактора производительностью 80 тч»
Устройство фрезерно-роторного снегоочистителя5
Расчет основных параметров фрезерно-роторного снегоочистителя7
1. Расчет параметров питателя7
2. Расчет параметров метателя8
Определение рабочих скоростей снегоочистителя10
Уравнения тягово-динамического баланса снегоочистителя13
Производительность роторно-фрезерного снегоочистителя16
Список используемой литературы18
Для обеспечения нормальных условий работы и безопасности движения автотранспортных средств и пешеходов в зимний период предусматривается проведение работ по снегоочистке проезжей и пешеходной части дорог бульваров и тротуаров по уборке валов и удалению снежно-ледяных образований а также устранению гололеда. Указанные виды работ выполняют распределителями технологических материалов плужно-щеточными и роторными снегоочистителями а также автогрейдерами легкого и среднего типов льдоскалывателями и снегопогрузчиками.
Шнекороторные снегоочистители легко справляются с работой по очистке от снега аэродромов автомобильных дорог и других территорий отбрасыванию снежных валов образованных другими снегоочистителями а также погрузке снега в транспортные средства с помощью погрузочного желоба.
Фрезерные снегопогрузчики обеспечивают быструю погрузку снега в транспортные средства. При необходимости осуществляют перекидку снега или укладку его в валы.
Согласно заданию указанному в методическом указании к курсовому проектированию выбираем прототип исследуемой машины.
Ближе всего к основным рабочим характеристикам и режиму работы является фрезерно-роторный снегоочиститель на базе гусеничного трактора Morooka MS-40V производительностью 80 тч.
Morooka MS-40V трактор на гусеничном ходу производства компании Morooka. Штаб-квартира компании находится в городе Рюгасаки преф. Ибараки Япония. Основные характеристики данной снегоуборочной техники представлены в таблице 1.
Таблица 1. Технические характеристики снегоуборщика Morooka MS-40V
Эксплуатационная масса кг
Мощность двигателя кВт
Производительность тч
Роторные снегоочистители основной рабочей частью которых является метательный аппарат для отбрасывания снега в сторону предназначены для очистки дорог и аэродромов от больших и сравнительно плотных снежных масс при нерегулярной снегоочистке расчистки горных участков дорог от выпавшего наметенного и лавинного снега а также для уборки снега с городских улиц и площадей и погрузки его в транспортные средства.
Устройство фрезерно-роторного снегоочистителя
Фрезерно-роторные снегоочистители с рабочим органом представляющим собой комбинацию фрезерного питателя и одного или двух роторов-метателей могут разрабатывать снег плотностью до 07 гсм3.
Винтовая ленточная фреза (рис. 1.) предназначена для вырезания снега массива и транспортирования к ротору. Для улучшения режущей способности питателя наружные края ленты частично снабжаются насечками. Фреза состоит из узких ножей установленных на спицах что обеспечивает свободный проход основной массы снега через фрезу непосредственно к ротору без излишнего уплотнения.
Рис. 1. Фрезерный питатель
– торцовая фреза; 2 – вал фрезы; 3 - фреза
Фрезерный питатель обычно состоит из двух фрез правой и левой навивки на одной горизонтальной оси что обеспечивает при вращении перемещение снега к центру органа.
Привод рабочего органа и ходовой части роторных снегоочистителей осуществляется по различным кинематическим схемам: с одним общим двигателем (одномоторная) или с двумя двигателями (двумоторная).
Привод двигателя при одномоторной схеме от коробки отбора мощности разделяется на привод рабочего органа и ходовой части. Затраты мощности регулируются механически или автоматически при помощи гидротрансформатора. Механическое регулирование привода ходовой части осуществляется через многоступенчатую коробку передач. К недостаткам привода по одномоторной схеме следует отнести нерациональное использование мощности двигателя при транспортном пробеге так как на привод ходовой части снегоочистителя потребляется небольшая мощность по сравнению с мощностью расходуемой на привод рабочего органа а недогрузка двигателя отрицательно сказывается на его моторесурсе и надежности.
При двухмоторной схеме привода рабочего органа и ходовой части каждый двигатель работает независимо на оптимальном режиме. При помощи специального шасси удается осуществить наиболее рациональные схемы компоновки снегоочистителя. Недостатком конструкции в которых привод навесного рабочего органа осуществляется от отдельного двигателя является большое число дополнительных деталей (коробки передач цепных и конических передач карданных валов и т.д.) увеличение расходов на монтаж и демонтаж повышение вероятности возникновения поломок и нарушений в работе органов снегоочистителя.
Принцип работы снегоочистителя следующий. Когда трактор начинает движение фрезы крутятся а их винтовые лопасти подбрасывают снег к середине. Ножи фрез одновременно крошат его. Лопатки подхватывают полученную массу которая устремляется по горловине вверх достигая раструба метателя. Затем снежная масса отбрасывается влево или вправо по траектории полученной с помощью регулировки метателя и его козырька.
Расчет основных параметров фрезерно-роторного снегоочистителя
1. Расчет параметров питателя
1.1. Диаметр фрезы снегоочистителя можно определить по зависимости
где ширина захвата рабочего органа снегоочистителя.
1.2. Ширину летны фрезы (м) определяют с учетом образующейся призмы волочения по зависимости
где - угол подъема винтовой линии наружной кромки фрезы ;
– коэффициент внутреннего трения снега ;
- подача на лопасть за один оборот фрезы (толщина вырезаемой стружки) м
1.3. Толщина срезаемой стружки м
где – поступательная скорость снегоочистителя мч;
- частота вращения фрезы мин-1
- число заходов фрезы Z = 2
2. Расчет параметров метателя
Размеры метателя снега зависят от технологической производительности снегоочистителя.
2.1. Радиус вращения ротора м
где – техническая производительность тч;
- плотность снега кгм3;
- коэффициент наполнения ротора снега 025 05;
- окружная скорость ротора мс;
- ширина лопасти ротора= 02 м;
K1–коэффициент K1 22 25.
2.2. Длина лопасти ротора м
2.3. Ширина лопасти метателя м
где - коэффициент ширины ротора ;
2.4. Частоста вращения ротора мин-1
Определение рабочих скоростей снегоочистителя
1. Для определения потребности в ходоуменьшителе необходимого количества передач и величин передаточного отношения устанавливают минимальное значение рабочей скорости снегоочистителя
где – наибольшая высота разрабатываемого снежного слоя в м;
– наибольшее значение средней плотности снега в кгм3 в забоев высотой и шириной В м.
2. Наибольшую работу скорость снегоочистителя определяют по формуле:
где – минимальные значения ширины захвата высоты снежного слоя и плотности снега соответственно.
Уравнение баланса мощности роторно-фрезерного снегоочистителя
1. Установочная мощность двигателя базовой машины кВт
Где мощность привода лопастного ротора;
мощность привода питателя;
мощность затрачиваемая на перемещение машины;
затраты мощности на привод вспомогательного оборудования (насоса гидросистемы воздуходувки и др.).
2. Мощность привода лопастного ротора метательного аппарата кВт
где К – эмпирический коэффициент К = 1;
q – фактическое количество транспортируемого снега тч.
3. Мощность затрачиваемая на привод питателя определяется по формуле:
где – окружная скорость фрезы или шнеков мс;
– КПД механизма привода питателя.
4. Мощность затрачиваемая на передвижение фрезерно и шнеко роторного снегоочистителя определяется по формул:
Здесь вес снегоочистителя кг;
скорость снегоочистителя мч;
частота вращения фрезы или шнека обмин;
коэффициент сопротивления резанию основной массы снега МПа;
коэффициент сопротивления резанию снега в нижней части забоя где снег обладает большими прочностными свойствами в МПа;
высота снежного слоя срезаемого зачистным ножом в м;
коэффициент сопротивления передвижению снегоочистителя
КПД механизма передвижения снегоочистителя;
m – количество шнеков (для фрезерного питателя m = 1).
Уравнения тягово-динамического баланса снегоочистителя
1. Сопротивление преодолеваемое снегоочистителя в рабочем режиме
где сопротивление врезанию в снежный массив горизонтальных и вертикальных ножей рабочего органа Н;
сопротивление скольжению рабочего органа по поверхности дороги Н;
сопротивление перемещению базовой машины и скольжению рабочего органа Н;
сопротивление лобового взаимодействия винтовой лопасти питателя со снежным забоем Н.
2. Сопротивление врезанию в снежный массив горизонтальных и вертикальных ножей рабочего органа МПа
удельное сопротивление снега резанию МПа;
площадь проекции ножей на вертикальную плоскость перпендикулярную оси движения м2.
3. Сопротивление скольжению рабочего органа по поверхности дороги Н
где – вес рабочего органа Н;
- угол внешнего трения.
4. Сопротивление перемещению базовой машины и скольжению рабочего органа
где gmм – вес машины Н;
gmр.о - часть веса рабочего органа (Н) приходящаяся на дорогу.
5. Сопротивление лобового взаимодействия винтовой лопасти питателя со снежным забоем Н
где в радиальной плоскости вращения питателя тангенциальная составляющая сил резания снега винтовой лопастью полностью зависит от взаимодействия со снежным забоем.
6. Тангенциальная составляющая сил резания снега винтовой лопастью кН
7. Тангенциальная составляющая сила перемещения снега винтовой лопастью вдоль поверхности снежного забоя для фрезерного питателя кН
Где мощности резания снега питателем кВт;
мощности на перемещение снега питателем кВт.
8. Мощность резания снега питателем кВт
где радиус окружности вращения питателя м;
угол внешнего трения снега;
суммарная сила сопротивления снега резанию винтовой лопастью питателя.
9. Для фрезерного питателя вследствие того что со стороны снежного забоя происходит трение снега по снегу а со стороны кожуха фрезы – трение снега по металлу кВт
10. Суммарная сила кН
где число винтовых рабочих органов питателя для фрез = 1;
шаг винтовой лопасти питателя м.
Производительность роторно-фрезерного снегоочистителя
1. Техническая производительность ротора (метательноо аппарата) ровна тч
2. Дальность отбрасывания снега без учета аэродинамического сопративления м
Где V – начальная скорость выброса снега V = 8 мс;
Q - начальный угол выброса снега относительно горизонта Q = 45;
– высота над дорогой патрубка метателя м;
8. При работе снегоочистителя обязательно должно соблюдаться соотношение (в противном случае снег будет застревать в рабочем оборудовании снегоочистителя)
9. Техническая производительность снегоочистителя тч
Где - толщина снежного покрова м.
В настоящее время широко развивается градостроительство и вследствие чего строительство автомобильных дорог и магистралей. При содержании автомобильных дорог в зимний период времени необходимо обеспечить безопасность движения по ним как автомобильного транспорта так и пешеходов что невозможно без использования специализированных машин для содержания автомобильных дорог в зимний период т.е. снегоочистителей.
В данной курсовой работе было рассмотрено устройство и принцип работы роторного снегоочистителя на базе малогабаритного тягача Morooka MS-40V. Рабочим органом данного снегоочистителя является фреза т.е. снегоочиститель относится к фрезерно-роторным. Также был произведен расчет на определение основных параметров роторна и фрезы снегоочистителя скорости движения и мощности.
Список используемой литературы
Абрамов Н.Н. Курсовое и дипломное проектирование по дорожно-строительным машинам. –М.: Высшая школа 1972 120 с.
Баловнев В.И. Ермилов А.Б. и др. «Строительно-дорожные машины и комплексы». - М.: Машиностроение 1988 384 с.
Васильев А.А. Дорожные машины. –М.: Машиностроение 1987 416 с.
Волков Д.П. Николаев С.Н. Повышение качеств строительных машин. М.: Стройиздат 1984 168 с.
Живов М.А. Справочник мастера по механизированной уборке городских территорий. –М.: Стройиздат. 1978 187 с.
Панкратов С.А. и Ряхин В.А. «Основы расчета и проектирования металлических конструкций строительных и дорожных машин». – М.: Машиностроение 1967. 275 с.
Справочник конструктора дорожных машин.Под ред. И.П. Бородачева – М.: Машиностроение 1973 504 с.
Эксплуатация специальных автомобилей для содержания и ремонт городских дорог.Баловнев В.И. Засов И.Г. и др. –М.: Машиностроение 1983 344 с.