Скрепер самоходный

палец на А3.cdw

ковш.cdw

КП МЗР 190205 13 08 02 000
Сварные швы №1 ГОСТ 11534-75-У2-
№2 ГОСТ 14806-80-Т5-Рн3-
Допускается сварка в среде защитных газов сварочной
проволокой Св-08Г2С ГОСТ 2246-70.

Спецификация на ковш.cdw

КП МЗР 190205 13 08 00 000 СП
КП МЗР 190205 13 08 02 000 СБ
КП МЗР 190205 13 08 00 000 ПЗ
Пояснительная записка
Гидроцилиндр управления
Гидроцилиндр подъёма

Спецификация на ковш.dwg

КП МЗР 190205 13 08 00 000 СП
КП МЗР 190205 13 08 02 000 СБ
КП МЗР 190205 13 08 00 000 ПЗ
Пояснительная записка
Гидроцилиндр управления
Гидроцилиндр подъёма

Скрепер 25м3.dwg

Техническая характеристика
Геометрическая емкость ковша
Тип базовой машины Спец. оноос. шасси
Мощность силовой установки
машины эксплуатационная
Максимальная глубина резания
КП МЗР 190205 13 08 00 000 ВО

Спецификация на скрепер.dwg

КП МЗР 190205 13 08 00 000 СП
КП МЗР 190205 13 08 00 000 ВО
КП МЗР 190205 13 08 00 000 ПЗ
Пояснительная записка
Рабочее оборудование
Гидроцилиндр подъёма
Гидроцилиндр рулевого
Гидроцилиндр подъема
опускания заслонки ковша
Гидроцилиндр управления

ковш.dwg

КП МЗР 190205 13 08 02 000 СБ
Сварные швы №1 ГОСТ 11534-75-У2-
№2 ГОСТ 14806-80-Т5-Рн3-
Допускается сварка в среде защитных газов сварочной
проволокой Св-08Г2С ГОСТ 2246-70.

Нож режущий на А3.cdw

Спецификация на скрепер.cdw

КП МЗР 190205 13 08 00 000 СП
КП МЗР 190205 13 08 00 000 ВО
КП МЗР 190205 13 08 00 000 ПЗ
Пояснительная записка
Рабочее оборудование
Гидроцилиндр подъёма
Гидроцилиндр рулевого
Гидроцилиндр подъема
опускания заслонки ковша
Гидроцилиндр управления

Скрепер 25м3.cdw

Техническая характеристика
Геометрическая емкость ковша
Тип базовой машины Спец. оноос. шасси
Мощность силовой установки
машины эксплуатационная
Максимальная глубина резания
КП МЗР 190205 13 08 00 000

проушина на А3..cdw

Проушина на А3.cdw

Титульник готовый на мзр1.doc

Министерство образования и науки Российской Федерации
федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего профессионального образования
«Забайкальский государственный университет»
Факультет технологии транспорта и связи
Кафедра «Строительных и Дорожных Машин»
ПОЯСНИТЕЛЬНАЯ ЗАПИСКА
на тему: «Скрепер самоходный»
Руководитель работы
Вараница Елена Николаевна

МЗР Курсовой.docx

ПЗ-33стр; илл.-5; табл.-1; библ.-9 наим.
СКРЕПЕР МОЩНОСТЬ КОВШ РАМА ПРОИЗВОДИТЕЛЬНОСТЬ ПРОЧНОСТЬ ТЯГОВОЕ УСИЛИЕ ОБОРУДОВАНИЕ СЕБЕСТОИМОСТЬ ЗАТРАТЫ.
Целью курсового проекта является расчет скрепера со следующими исходными данными:
- Вместимость ковша – 25 м3.
При выполнении курсового проекта были решены следующие основные рычаги:
- выбор основных параметров скрепера;
- расчет на прочность деталей;
- определение основных технико-экономических показателей.
В графической части проекта выполнены следующие чертежи:
-чертеж общего вида машины;
-чертеж скреперного оборудования;
- деталировочный чертеж.
Конструкторская часть 7
1. Выбор прототипа ..7
2. Расчет основных параметров ковша скрепера ..8
3. Тяговый расчет скрепера 9
4. Расчет мощности привода базовой машины 12
5. Проверка скрепера на устойчивость .13
6. Расчет производительности скрепера ..16
7. Расчет на прочность 18
Экономические расчеты .22
1. Определение капитальных вложений ..22
2. Определение эксплуатационной производительности ..23
3. Определение удельных капитальных вложений .24
4. Определение удельного расхода энергоресурсов 25
5. Определение удельной металлоемкости .26
6. Определение себестоимости машино-смены 27
7. Определение себестоимости продукции ..29
8. Годовой экономический эффект от внедрения проектируемой
Специальная часть .31
Список использованных источников 33
Скрепер является землеройно-транспортной машиной цикличного действия предназначенной для послойного резания грунта транспортирования его к месту укладки и разгрузки в сооружение или в отвал. Рациональная дальность продольного перемещения грунта для прицепных скреперов до 500 м и для самоходных — до 2—3 км и в отдельных случаях — до 5 км.
Скреперы используются при производстве земляных работ по возведению насыпей устройству выемок планировке больших площадей.
Скрепер представляет собой ковш с передней режущей кромкой укрепленной на раме с пневмоколесным ходом. Дышлом скрепер присоединяется к гусеничному трактору или пневмоколесному тягачу.
При опускании ковш передней режущей кромкой врезается в грунт. При движении скрепер непрерывно срезает слой грунта. Заполненный ковш закрывается передней заслонкой.
Конструкторская часть
Выбираем параметры прототипа по массе базовой машины [3 стр. 106] и эти параметры заносим в таблицу 1.
Таблица 1 - Технические характеристики скрепера
Специальное одноосное шасси
Вместимость ковша м3
Габаритные размеры мм:
Предназначен для послойной разработки грунтов не содержащих каменистых включений размером более 350 мм. Набор грунта производится с помощью трактора-толкача тягового класса 25 35 оборудованного отвалом бульдозера или толкающим устройством.
2 Расчет основных параметров скрепера
Главным параметром скреперов является вместимость ковша qК. К основным параметрам ковша относят также его ширину ВК высоту НК и длину LК (рисунок 1). С уменьшением высоты и длины ковша увеличением ширины сопротивление грунта снижается. У скреперов с большой вместимостью ковша увеличивать ширину его невозможно по транспортным соображениям. Наиболее приемлемыми для определения внутренних размеров ковшей вместимостью 10 qК > 25 м3 являются размеры определяемые по формулам подобия:
- длина ковша поверху.
Рисунок 1- Основные параметры ковша скрепера.
3 Тяговый расчет скрепера
Тяговый расчет скрепера производится при транспортном и тяговом режимах работы скрепера при этом определяются сопротивления возникающие в конце процесса наполнения ковша.
где WД- сопротивление движению скрепера кН;
WР- сопротивление резанью кН;
WН- сопротивление наполнению ковша скрепера кН;
WП- сопротивление перемещению грунта или призмы волочения кН.
Сопротивление движению скрепера
где - вес скрепера кН
f – коэффициент перемещения f =01 [8стр 10].
где m – эксплуатационная масса скрепера т
где γ - объемная масса грунта γ=16 тм3 [4стр 29];
кН – коэффициент наполнения кН =1 [4стр 29]; кР - удельное сопротивление резаньи грунта [6стр 6].
Сопротивление резанью
где к1 - удельное сопротивление резанью грунта к1=180 кНм2 [8стр 9];
h – толщина стружки м h=0.15 [9 стр 45].
Сопротивление наполнению ковша скрепера
где WH – сопротивление силы тяжести грунта поступающего в ковш кН
WH – сопротивление трению грунта в ковш кН
где – коэффициент учитывающий внутреннее трение =04 [9стр 51].
Сопротивление перемещению грунта или призмы волочения
где у - коэффициент объема призмы волочения перед заслонкой y=027 [4стр 29].
– коэффициент трения грунта 2=06 [9стр 52].
Для самоходного скрепера при работе без толкача необходимо чтобы окружная сила на ведущих колесах была равна или несколько превышала суммарное сопротивление
Вывод: Для данного типа машины окружная сила на ведущих колесах достаточна для преодоления сопротивлений которые возникают в процессе работы.
4 Расчет мощности привода базовой машины
Мощность привода базовой машины N можно рассчитать по суммарным сопротивлениям
где v- скорость движения машины кмч;
- механический КПД машины =08..09 [8стр 10].
Мощность двигателя необходимая для преодоления сопротивления при работе Nдв=366 кВт а мощность двигателя базовой машины Nдв=407 кВт следовательно условие Nдв≥N выполнено. Мощностной баланс соблюден для данных условий работы.
5 Проверка скрепера на устойчивость
В значительной степени безопасность скрепера зависит от его устойчивости. Скрепер при работе испытывает ассиметрично приложенные нагрузки преодолевает значительные и поперечные уклоны работает в тяжелых грунтовых условиях. Действие перечисленных факторов может привести к опрокидыванию скрепера либо к его остановке из-за недостаточного сцепления ведущих колес с грунтом ввиду перераспределения нагрузок между осями. С увеличением угла α (рис. 2) уменьшается нагрузка на ведущие колеса. Максимальное тяговое усилие Тmax при движении на подъем характеризуется углом φСЦ при условии сохранения сцепления ведущих колес с грунтом:
где R – реакция грунта на ведущих колесах
где LM – база скрепера
Необходимое для движения скрепера тяговое усилие
где f – коэффициент сопротивления передвижению скрепера [9стр 233].
Предельный угол подъема определяем следующим образом:
Предельный угол подъема αМАХ=15
Где L=10000мм; 1=4775мм;h=1850мм;
Рисунок 2-Схема для определения устойчивости по сцеплению.
Устойчивость на повороте проверяется при движении по косогору (рис. 3). Появляющаяся в этом случае сила инерции способствует опрокидыванию скрепера:
где rп – радиус поворота rп=11м м [9стр 233];
– скорость движения скрепера vр=32 мс [4стр 32].
Уравнение моментов относительно точки А
Из этого уравнения можно найти предельное значение либо угла при известной скорости либо скорости при заданном косогоре на которых устойчивость не теряется
где h=1.85м;Bo=2.6м;
Рисунок 3- Схема для определения поперечной устойчивости.
6 Расчет производительности скрепера
Длина участка заполнения ковша:
где kH – коэффициент наполнения ковша kH =1 [4стр 29];
kПР – коэффициент учитывающий наличие призмы волочения
kP – коэффициент разрыхления грунта kP=1 [4стр 29].
Время затрачиваемое на заполнение ковша:
где kg - коэффициент учитывающий время движения скрепера без копания
Продолжительность движения груженого и порожнего скрепера:
где - длина участка
ky – коэффициент условий работы ky= 107 [9стр 250].
Требуемое тяговое усилие:
Длина участка разгрузки зависит от толщины отсыпаемого слоя грунта:
где H – толщина отсыпаемого слоя H =07м [4стр 29].
где Р – скорость движения при разгрузке vp=32мc [4стр 32].
Продолжительность рабочего цикла:
где tпов – время затрачиваемое на повороты tпов=50 с [4стр 31].
Сменная эксплуатационная производительность:
где ТСМ – время смены ТСМ=82 ч [8стр 31].
7 Расчет на прочность
Определение внешних сил и расчет на прочность узлов и деталей проводят для положений скрепера соответствующих наибольшей нагрузке при нормальной эксплуатации.
Анализ работы скрепера позволяет установить основные расчетные положения для транспортного режима груженого скрепера и для режима копания.
Конец заполнения и начало подъема ковша. При расчете скрепера в таком положении конца резания грунта и наполнения ковша принято что скрепер движется равномерно по горизонтальной поверхности. При этом коэффициент динамики kд=1. На рис. 4 показана схема сил действующих на скрепер со всеми ведущими колесами.
Рисунок 4 – Схема сил действующих на скрепер в конце заполнения и начале подъема ковша
На машину действуют активные силы – суммарные окружные силы РК1 и РК2 ведущих колес по осям сила G тяжести скрепера с грузом. Реактивными являются вертикальные реакции R1 и R2 грунта на оси и силы Pf1 и Pf2 сопротивления движению передних и задних колес и вертикальная реакция RВ грунта на ноже скрепера.
Для упрощения расчета в конце наполнения ковша толщину стружки принимаем h = 0.
При определении окружных сил на ведущих колесах
где φмах – коэффициент сцепления.
Вертикальная реакция RВ грунта на нож при подъеме груженого ковша действует вниз. Её значение определяют по соотношению
где = 037÷045 [2стр 213].
Из уравнения суммы моментом относительно точки О и суммы проекций сил на оси Х и У а также учитывая что
получим значения вертикальных реакций грунта на оси и сумму сил сопротивления резанию и наполнению ковша:
Нагрузки для расчета отдельных узлов скрепера.
Для определения нагрузок действующих от ковша на гидроцилиндры его подъема и тяговую раму рассмотрим схему сил (рис. 5).
Рисунок 5 – Схема сил действующих на ковш
В схеме принято что усилие в гидроцилиндрах подъема ковша направлено вертикально. Искомые нагрузки:
Проверим на прочность пальцевое соединение в месте крепления гидроцилиндра к проушине.
В пальцевом соединении действуют силы Ro H
Условие прочности на срез:
где - касательное напряжение МПа
i – количество площадей среза
Аср- площадь среза мм2
- допускаемое напряжение на срез
Площадь среза Аср мм2 определяется по формуле; [1]
где d – диаметр пальца мм.
Допускаемое напряжение на срез МПа определяем по формуле
где - предел текучести для стали 45 нормализованной = 409 МПа.
Пальцевое соединение на срез прочно.
Условие прочности на смятие:
где - напряжение смятия МПа
Асм – площадь смятия мм2;
[] - допускаемое напряжение при смятии МПа для стали 45 [ ] =150МПа. [3]
Площадь смятия Асм мм2 определяется по формуле:
где d – диаметр пальца мм
Асм=006×0035=2100 мм2
Пальцевое соединение на смятие прочно.
Экономические расчеты
1.Определение капитальных вложений
Расчетно–балансовая стоимость машины К руб. определяется по формуле:
где Цоп – оптово–отпускная цена3 000 000 руб.;
Кб – коэффициент перехода от оптовой цены к расчетно-балансовой стоимости109.
2 Определение эксплуатационной производительности
Сменная производительность Псмм3см определяется по формуле:
где Пт – техническая производительность 7596 м3ч;
tсм – число часов работы машины в смену 82 ч [8стр31];
Кэ – коэффициент перехода от эксплуатационной к сменной производительности 075 [8стр31];
Кв – коэффициент перехода от часовой технической производительности к эксплуатационной 03 [8стр31];
Определяем годовую эксплуатационную производительность Пэг м3год:
где zсмг - число смен работы машин в году с учетом выходных и праздничных дней продолжительности простоев по метеоусловиям на все виды ремонта и обслуживания.
Тчг- число часов работы в году (годовой фонд времени) 2025 ч. [8стр32];
3 Определение удельных капиталовложений
Удельные капитальные вложения КУ руб.годм3 на единицу продукции или выполняемых работ определяют по расчетно-балансовой стоимости машины и ее годовой производительности при использовании на различных видах работ или операций определяем по формуле
где К - расчетно-балансовая стоимость машины 3 000 000 руб;
Zcмг оп - число смен работы машины на отдельной операции 247;
Zcмг - число смен работы машины в год на всех операциях 247;
Пэг - годовая эксплуатационная производительность машины на отдельных операциях 46930 м3год.
4 Определение удельного расхода энергоресурсов
Данный показатель характеризует экономичность машины по разным видам энергоресурсов или расход энергии на заданный объем работ.
Удельный расход энергоресурсов Эуд кВт ч смм3 определяется по формуле:
где Э - суммарный расход энергоресурсов машиной в смену кВт ч
где Nн - номинальная мощность двигателя 538 кВт.
5. Определение удельной металлоемкости
Удельной металлоемкостью называется отношение общего веса машины к ее производительности за весь период службы Муд кгм3 определяется по формуле:
где МВ -масса металла в машине и вспомогательных устройствах 68750 кг;
Т - срок службы машины 8 лет [9стр 255].
6. Определение себестоимости машино-смены
Себестоимость машино-смены руб.м·см рассчитываем по формуле:
где Сед - сменные единовременные затраты рубм·см.
Сам - сменные затраты по амортизационным отчислениям приходящиеся на одну машино-смену рубм·см;
Собс сменные затраты на обслуживающий персонал рубм·см;
Сэн - сменные энергетические затраты рубм·см;
Сосн - сменные затраты на износ и ремонт сменной оснастки рубм·см;
Сто - сменные затраты на ТО и ТР машины рубм·см.
Сменные единовременные затраты определяем Ссд рубм·см по формуле:
где Кзс- коэффициент учитывающий заготовительно-складские расходы 104 [8стр 34];
Стр - стоимость транспортных расходов 1 тонны машины 225000 руб [8стр 34];
Gэ - масса машины 6875 т;
Кнп - коэффициент учитывающий плановые накопления на монтажных работах 113 [8стр 34];
Смон - стоимость монтажа 10000 руб. [8стр 34];
n - число перебазирования машины с объекта на объект в году с монажом и демонтажем 1.
Сменные затраты на амортизационные отчисления Сам рубм см приходящейся на одну машину-смену определяем по формуле:
где 11 -коэффициент учитывающий косвенные расходы;
A - амортизационные отчисления на полное восстановление и капитальный ремонт машин руб.
где а - норма амортизационных отчислений 12% [8стр 34];
Сменные затраты на обслуживающий персонал Собс рубм·см принимаем в соответствии с числом и квалификацией персонала. Эти затраты определяют с учетом косвенных расходов (25%) и премиальных надбавок в размере 125% определяются по формуле:
где 3тч - часовая тарифная ставка 50 руб;
Сменные энергетические затраты Сэн рубм см определяются по формуле:
где Nдв - номинальная мощность двигателей 910 кВт
Свсп - стоимость вспомогательных смазочных и обтирочных материалов принимается 17% от расчетно-балансовой стоимости машины 51000 руб.
Сменные затраты на ТО и ТР принимают в размере 13% от расчетно-балансовой стоимости машины [8стр 35]:
Сменные затраты на износ и ремонт сменной оснастки принимаем в размере 5% от расчетно-балансовой стоимости машины [8стр 35]:
Подставим все найденные значения в формулу (46):
7. Определение себестоимости продукции
Себестоимость единицы продукции определяем по величине ее себестоимости и сменной производительности машины Су рубм3 определяем по формуле:
8. Годовой экономический эффект от внедрения проектируемой машины
Годовой экономический эффект от внедрения проектируемой машины Э рубгод определяем по формуле:
где Сун - себестоимость единицы продукции машины 7584 рубм3;
Ен - нормативный коэффициент капиталовложений 015 [8стр 35];
Кун - удельные капиталовложения машины 2.32 руб годм3.
В данном курсовом проекте спроектирован скрепер ДЗ-107 с вместимостью ковша 25 м3.
В процессе проектирования были определены основные параметры скрепера.
В проекте проведены тяговый расчет и расчет на устойчивость условия этих расчетов выполняются.
В экономической части проекта определяются основные технико–экономические показатели спроектированной машины. Кроме того в результате экономического расчета был определен годовой экономический эффект от внедрения спроектированной машины он составляет 2623321 рубгод.
Список использованных источников
Бородачев И.П. Справочник конструктора дорожных машин – М.: Машиностроение 1973 – 504 с.
Гаркави Н.Г. Аринченков В.И. Карпов В.В. и др. Машины для земляных работ. – М.: Высш.шк.1982.-335.
Полосин М.Д. Машинист дорожных и строительных машин.-М.: Издательский центр «Академия» 2002.-288 с.
Методические указания Машины для земляных работ – Чита: ЧитГТУ 1988 – 40 с.
Методические указания Машины для земляных работ – С.-Петербург: СПбГИЭУ 2007.-88с.
Методические указания к выполнению курсового проекта Машины для земляных работ – Чита: ЧитГТУ 1997 – 41 с.
Холодов А.М. Проектирование машин для земляных работ.-Х.: Издательство при Харьк. ун-те 1986-272 с.