Снегоочиститель плужный ДЭ-218

Плуг Снегоочистителя спец.dwg

Белорусско-Российский
Плуг. Сборочный четеж
Ножевая пластина ГОСТ 7338-90

Гидросхема Снегоочистителя.dwg

Снегоочиститель плужный
схема гидравлическая принципиальная
Фильтр 1.1.2540 ОСТ 22-883-75
Гидрораспределитель Р32.16-20-4x01-30
Гидроцилиндры ОСТ 22-1417

Общий вид Снегоочистителя спец.dwg

Белорусско-Российский
Снегоочистиетль плужный
Навесное оборудование в сборе
Гидроцилиндры ОСТ 22-1417

Деталировка Снегоочистителя.dwg

Белорусско-Российский
Сталь 40Х ГОСТ 4543-71
Остальные технические требования по СТБ 1014-96
Остальные технические требования по СТБ 1014-95
Сталь 20Х ГОСТ 4543-71
Остальные требования по СТБ 1014-95

Общий вид Снегоочистителя.dwg

наименьшее занлубление отвала
Вынос отвала в сторону
Высота подъема отвала
Снегоочиститель плужный
Белорусско-Российский
Техническая характеристика

Рабочий орган Снегоочистителя.dwg

Снегоочиститель плужный Курсач по СДМ.docx

Строительное дорожное коммунальное и мелиоративное машиностроение является важной отраслью народного хозяйства страны.
При изучении данного курсового проекта студенты получают основные сведения о технологических процессах изучают классификацию дорожных машин их принципиальные схемы кинематики привода конструктивные решения отечественных и зарубежных машин вопросы теории прочностного расчета методики выбора типа машины для конкретных условий производства и расчета технологических параметров машин с применением ЭВМ а также рационального их использования в конкретных условиях эксплуатации с соблюдением правил техники безопасности.
1 Назначение и область применения машин
Плужные снегоочистители предназначены для очистки дорог и аэродромов от свежевыпавшего и слежавшегося снега путем перемещения его отвалом установленным под углом к направлению движения машины в боковой вал или баллистическим отбрасыванием под действием инерционных сил.
Классификация плужных снегоочистителей приведена на рис. 1.2. Плужные снегоочистители сдвигающие снег по ширине захвата в виде снежного вала используют при расчистке дорог после снегопада. Для патрульной очистки дорог во время снегопада от свежевыпавшего снега применяют плужно-щеточные снегоочистители оборудованные помимо переднего отвала цилиндрической щеткой установленной под углом 60° к направлению движения машины для зачистки слоя снега толщиной 1-2 см после прохода отвала а также скоростные плужные снегоочистители отбрасывающие снег на расстояние до 10-15 м (рис. 1.1.).
Плужные снегоочистители сдвигающего действия базируются на гусеничных и колесных тракторах и тягачах автомобилях и автогрейдерах и обеспечивают разработку снега толщиной 03 - 04 м со скоростью до 2-3 мс в колесном варианте и толщиной до 1-15 м со скоростью до 1 мс в гусеничном варианте.
Рис 1.1 Схемы плужных снегоочистителей
а- одноотвальный на автомобиле или колесном тракторе; б-одноотвальный скоростной с дополнительным открылком; в- плужно-щеточный; г -двухотвальный тракторный
Рис.1.2 Классификация плужных снегоочистителей
2 Общее устройство машины
Плужно-щеточные снегоочистители в основном базируются на колесных тракторах автогрейдерах и автомобилях и разрабатывают свежевыпавший снег толщиной 02-04 м со скоростью 25-55 мс. Скоростные плужные снегоочистители базируются на автомобилях и разрабатывают свежевыпавший снег толщиной 02-04 м со скоростью более 7 мс. Скоростные снегоочистители в основном применяют на загородных дорогах для отбрасывания снега за один проход за обочину дороги и в придорожный кювет.
По типу рабочего органа плужно-щеточные и скоростные снегоочистители бывают одноотвальные а снегоочистители сдвигающего действия - как одноотвальные так и с двумя симметрично установленными углами перед отвалами. Отвалы снегоочистителей могут иметь жесткое крепление или возможность изменения угла установки в плане - с определенным шагом с помощью жестких фиксаторов или бесступенчато с помощью гидроцилиндров управления. В качестве дополнительного оборудования применяют дополнительные боковые открылки» увеличивающие ширину захвата снегоочистителя опорные устройства в виде стальной лыжи или опорных колес позволяющих отвалу копировать рельеф дороги при плавающем положении гидроцилиндров подъема механизм изменения углов резания и наклона отвала в вертикальной плоскости в соответствии с изменением прочности и плотности снега а также предохранительное устройство которое уменьшает динамическую нагрузку на рабочее оборудование снегоочистителя при наезде отвалом на непреодолимое препятствие (бордюрный камень крышку канализационного люка и др.).
Динамическую нагрузку (Н) определяют из условия реализации максимальной силы тяги машины по сцеплению вследствие кратковременного буксования движителя при наезде на препятствие:
Таким образом динамическая нагрузка снижается при установке в металлоконструкции предохранительных элементов уменьшенной жесткости - пружинных или гидропневматических амортизаторов подпружиненных ножевых секций отвала с возможностью их плоскопараллельного рычажного смещения вверх и в стороны в плоскости отвала или поворота этих секций в продольной или поперечной плоскостях отвала. Кроме того амортизирующее действие оказывает упругий нож отвала выполняемый из листовой резины толщиной 40-50 мм.
Ножи (рис. 1.1) и отвалы (рис. 1.2) обеспечиваются устройствами предотвращающими поломки снегоочистительного оборудования при наезде на препятствие.
Расчет плужного снегоочистителя включает в себя определение рациональных параметров процесса взаимодействия рабочего органа со снегом и геометрических параметров рабочего органа нагрузок на оси колесной машины или гусеничное ходовое оборудование и баланса мощности прочностной расчет рабочего органа по напряжениям возникающим в элементах конструкции при действии динамической нагрузки тягово-динамические расчеты расчеты продольной поперечной и курсавой устойчивости и систем управления определение производительности и др.
Рис. 1.3 Ножевое оборудование отвалов предотвращающее поломку при наезде на
а - ножи из износостойкой резиновой полосы; б-комбинированное оборудование (стальной нож на износостойкой резиновой полосе); - резиновая полоса; 2 - возвратная Пружина; 3 - отвал; опорная лыжа
Рис1.3 Отвал с подвижными секциями
Секция отвала; 2- возвратная пружина; 3- соединительное звено; 4-стальной нож; 5-резиновая полоса; 6-опорная лыжа; а- встреча с препятствием; б- преодоление препятствия.
Таблица 1. Техническая характеристика отечественных плужных снегоочистителей.
В результате проведенного патентного поиска и анализа существующих конструкций для работы с курсовым проектом были выбраны следующие наиболее прогрессивные и передовые технологии патенты и изобретения:
Изобретение относится к машинам для уборки дорог от снега. Целью изобретения является повышение надежности работы. Плужный снегоочиститель содержит базовое шасси 1 на котором посредством толкающей рамы 2 шарнирно закреплен с возможностью поворота в вертикальной плоскости отвал 3 подпружиненный в плоскости поворота пружиной 5. На раме 2 установлен концевой выключатель 12 электрически соединенный с дополнительным гидрораспределителем подключенным к гидроцилиндру 6. При наезде на препятствие отвал 3 поворачивается что приводит к размыканию контактов выключателя 12 который обесточивает электропривод дополнительного гидрораспределителя. В результате этого включается гидроцилиндр 6 и отвал 3 поднимается обходя препятствие. После этого пружина 5 поворачивает отвал 3 и он опускается вниз в исходное положение.
Изобретение относится к машинам для уборки дорог от снега.
Цель изобретения - повышение надежности работы.
На рис. 1 показан снегоочиститель вид сбоку; на рис. 2 - то же при преодолении препятствия; на рис. 3 - гидравлическая схема устройства; на рис. 4 - электрическая схема устройства.
Плужный снегоочиститель содержит базовое шасси 1 на котором закреплена толкающая рама 2. К последней шарнирно присоединен с возможностью поворота в вертикальной плоскости отвал 3. Верхнее звено лапы 4 выполнено с пружиной 5 которая установлена в плоскости поворота отвала 3. К базовому шасси 1 и раме 2 присоединен гидроцилиндр 6 подъема отвала 3 сообщенный с гидросистемой включающей в себя насос 7 и маслобак 8 через основной гидрораспределитель 9 между последним и гидроцилиндром 6 подключен дополнительный трехлинейный двухпозиционный гидрораспределитель 10 с электромагнитным приводом 11. Напорная и сливная линии гидрораспределителя 10 сообщены с линиями управления гидрораспределителя 9. Одна полость гидроцилиндра 6 соединена с лентой управления гидрораспределителя 10 а другая полость - с его напорной линией.
На раме 2 для взаимодействия с отвалом 3 закреплен концевой выключатель 12 последовательно подключенный к источнику 13 питания электромагниту привода 11 и кнопке 14 включения. При очистке дорог от снега основной гидрораспределитель 9 находится в положении. «Подъем» и включена кнопка 14. При этом электрическая цепь привода 11 замкнута и питание к нему подводится от источника 13. В результате дополнительный распределитель находится в позиции а перекрывая сливную магистраль и соединяя обе полости цилиндра 6 что позволяет рабочей жидкости свободно перетекать из одной полости в другую. Отвал 3 в этом случае находится в «плавающем» положении что позволяет копировать рельеф трассы. При встрече с препятствием базовое шасси 1 через толкающую раму 2 продолжает воздействовать на отвал 3 который поворачиваясь растягивает пружину 5. При этом гасится динамический удар от столкновения и размыкается контакт концевого выключателя 12 что приводит к отключению питания от привода 11. При этом дополнительный распределитель 10 переходит в позицию б соединяя надпоршневую полость цилиндра 6 со сливным трубопроводом и отвал 3 снегоочистителя поднимается гидроцилиндром на высоту препятствия после этого выйдя из закрепления с препятствием отвал 3 возвращается в исходное положение под действием пружины 5 и замыкается контакт который включает питание привода 11 и переводит дополнительный распределитель 10 в позицию а. Отвал 3 опускается под собственным весом обходя препятствие.
Для отключения системы автоматического преодоления препятствий достаточно разомкнуть контакты кнопки 14. При преодолении препятствия отвал 3 поворачивается на небольшой угол близкий к оптимальному углу резания и снижаются динамические нагрузки на толкающую раму 2.
Плужный снегоочиститель содержащий базовое шасси с толкающей рамой шарнирно закрепленный на ней с возможностью поворота в вертикальной плоскости отвал подпружиненный в плоскости поворота относительно рамы гидроцилиндр подъема отвала связанный с толкающей рамой и сообщенный с гидросистемой через основной гидрораспределитель отличающийся тем что с целью повышения надежности работы он снабжен дополнительным трехлинейным двухпозиционным гидрораспределйтелем с электромагнитным приводом напорная и сливная линии которого сообщены с линиями управления основного гидрораспределителя а к линии управления подсоединен одной полостью гидроцилиндр связанный другой полостью с напорной линией дополнительного гидрораспределителя и концевым выключателем электрически связанным с электромагнитом привода дополнительного гидрораспределителя и установленным на толкающей раме для взаимодействия с отвалом.
1 Определение основных параметров плужного снегоочистителя.
К основным параметрам плужного снегоочистителя относятся:
- мощность двигателя N;
- производительность П;
- дальность отбрасывания снега .
- угол захвата угол резания
Основные параметры базовой машины:
- мощность двигателя кВт 80
- угол захвата снежного плуга60
- угол резания снежного плуга30
- Max рабочая скорость кмч 50
Рассчитаем действительную дальность отбрасывания снега отвалом плужного снегоочистителя:
где - относительная скорость мс;
- направляющий угол ;
- высота снимаемого отвалом слоя снега м;
- плотность снега гсм3 (411)[2]
В – ширина захвата плуга.
Техническая производительность (тч) плужного снегоочистителя:
где В - ширина захвата отвала м;
vm - рабочая скорость снегоочистителя мс;
рси- плотность снега кгм3
Уравнение тягового баланса плужного снегоочистителя:
где W1 - сопротивление снега резанию Н
где К0 - удельное сопротивление снега резанию(04 3 );
В - ширина вырезаемой стружки м;
W2 – сопротивление возникающее при отбрасывании снега Н
где - коэффициент зависящий от плотности снега и угла наклона отвала()
W3 - сопротивление перемещению базовой машины Н;
где mпл- масса плуга опирающегося на дорогу
f1- коэффициент трения металла о снег = 01
fкач- коэффициент сопротивления перекатыванию = 015
Суммарное сопротивление преодолеваемое снегоочистителем при работе:
w=6200+1420 +750 7690 Н
Определим силу тяги по сцеплению снегоочистителя:
Следовательно условие выполняется.
2 Определение усилий в гидроцилиндрах
Рисунок 2.1 – Схема нагружения плуга.
Рисунок 2.2 – Расчетная схема для определения усилия в гидроцилиндре при подъеме плуга.
Рисунок 2.2 – Расчетная схема для определения усилия в гидроцилиндре при повороте плуга.
Усилия действующие на гидроцилиндр отвала при подъеме равно:
где: - количество гидроцилиндров;
- вес отвала =300кг;
Gпл – вес призмы волочения;
Усилия действующие на гидроцилиндр отвала при повороте равно:
где: - сила трения снега об отвал:
где: - коэффициент трения снега о металл =01 (стр.411)[2]
- вес призмы волочения;
kcн- коэффициент учитывающий трение снега о снег (=5);
где: - угол естественного откоса снега в призме волочения (табл.7)[4];
- расчетная высота призмы волочения:
P- плотность снега в разрыхленном состоянии:
где: - плотность снега =500 кгсм3;
- коэффициент разрыхления снега ;
3 Расчет гидросистемы плужного снегоочистителя.
Рис.2.1- Расчетная схема гидросистемы плужного снегоочистителя.
На плужном снегоочистителе используются гидроцилиндры с односторонним штоком. Диаметр гидроцилиндра определяется по формулам:
где: - заданное усилие выталкивания или втягивания гидроцилиндра Н;
- перепад давления на гидроцилиндре принимаем ;
- механический КПД гидроцилиндра ;
- коэффициент мультипликации принимаем
По ГОСТ 12447-80 принимаем
Максимальный расход необходимый для обеспечения заданной скорости движения гидроцилиндров равен:
- объемный КПД гидроцилиндра принимаем ;
- заданная скорость движения гидроцилиндра ;
- число параллельно установленных гидроцилиндров;
Требуемый рабочий объем насоса определяем по формуле:
где:- требуемая подача насоса;
- частота вращения вала насоса принимаем по ГОСТ 12446-80
- объемный КПД насоса ;
- количество насосов.
Принимаем шестеренный насос типа НШ-32У-3 (табл.7.1)[7].
1 Расчет болтов крепления отвала к раме.
Определяем диаметр болтов крепления навесного оборудования к толкающей раме расчет ведем на срез при условии – число болтов равно 4:
Рисунок 7.1 – Расчетная схема
где Fср=5100 Н – усилие срезающее болт (складывается из веса плуга и веса снежной призмы волочения);
m=4 – количество болтов;
[cр]=04т=04300=120МПа – допускаемое напряжение при срезе
Принимаем болты диаметром 40мм
2 Расчет пальца гидроцилиндра на срез.
Условия нагружения пальцев подобно условиям нагружения болтов поставленных без зазора. Поэтому для пальцев остаются справедливыми расчетные формулы которые определяют прочность по напряжениям среза. При расчетах пальцевых соединений нагруженных силой в плоскости стыка допускают что нагрузка распространяется равномерно между всеми пальцами силы трения не учитываются.
Рис. 9 Расчетные положения пальца .
Условия прочности по напряжениям среза:
где Р- внешняя нагрузка
i- число плоскостей среза.
Условие прочности выполняются.
При выполнении курсового проекта по СДМ были закреплены знания полученные за прошедший период обучения в таких дисциплинах как: теоретическая механика сопротивление материалов материаловеденье.
Целью данного проекта является проектирование плужного снегоочистителя который состоит как из стандартных (двигатель болты подшипники и т.д.) деталей так и из деталей форма и размеры которых определяются на основе конструктивных технологических экономических и других нормативов.
В ходе решения поставленная передо мной задач была основана методика выбора элементов гидросистемы получены навыки проектирования позволяющие обеспечить необходимый технический уровень надёжность и долгий срок службы машины.
Опыт и навыки полученные в ходе выполнения курсового проекта будут востребованы при выполнении дипломного проекта.
Список используемых источников
Борисов В. В. Системы удаления снега В. В. Борисов; В. В. Борисов Строительные материалы оборудование технологии XXI века. - 2007. - N 3. - С. 50-51.
Справочник конструктора дорожных машин. Под ред. Бородачева И.П. и др. 2-е изд.- М.: Машиностроение 1973 – 504с.
Баловнев В.И. Ермилов А.Б. Дорожно-строительные машины и комплексы. Учеб. пособие.- Москва 1988-384с.
Орлов П.И. Основы конструирования. Справочно-методическое пособие. В 2-х кн.-3-е изд.- М.: Машиностроение 1988 – 584с.
Хархута Н.Я. Капустин М.И. Семенов В.П. Эвентов И.М. Дорожные машины. Теория конструкция и расчет. Учебник для вузов. Изд. 2-е. М. "Машиностроение" 1976472 с. ил.
Щемелев А.М. Конструкция расчет технология производства работ экономика.- Могилев 2000. (Электронный вариант)
Щемелев А.М. Проектирование гидропривода машин для земляных работ: Учеб. пособие.- Могилев: ММИ 1995 – 322с.