Универсальный погрузчик УП-66

Рабочее оборудование _ КР.033.200.00 СБ.dwg

Спираль левая средняя
Спираль левая боковая
Спираль правая боковая
Спираль правая средняя
Болт М12х35 ГОСТ 7808-70
Гайка М12 ГОСТ 2524-70
Подшипник 418 ГОСТ 8338-75
Шайба 1265Г ГОСТ 6402-70

Общий вид.dwg

Рабочий орган (питатель фреза)
Механизм подъема транспортера
Базовый автомобиль ГАЗ 66
Механизм подъема рабочего органа
Гидроцилиндры подъема и опускания рабочего органа
Универсальный погрузчик
Техническая характеристика
Транспортная скорость машины
Производительность при погрузке снега

Пояснительная записка.doc

Министерство науки и высшего образования РФ
Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение
высшего образования
«Сибирский государственный автомобильно-дорожный
университет (СибАДИ)»
Кафедра «Техника для строительства и сервиса нефтегазовых
комплексов и инфраструктур (ТНКИ)»
ПОЯСНИТЕЛЬНАЯ ЗАПИСКА
КР-02068982-23.05.01-033-20 ПЗ
По дисциплине «Конструкция и теория наземных транспортно-технологических машин. Машины для ремонта и содержания дорог»
Тема работы: «Универсальный погрузчик УП-66»
Лунина Милана Викторовна
Вебер Виталий Викторович
Обоснование выбора исследуемой машины6
1 Обзор и анализ существующих конструкций снегопогрузчиков6
2 Назначение и технология производства работ16
3 Патент на изобретение фрезерного питателя роторного снегоочистителя19
1 Расчет геометрических параметров рабочего органа20
2 Выбор и расчет гидроцилиндра механизма подъема транспортера20
1 Расчет мощности привода23
2 Затраты энергии при транспортировке снега.25
3 Расчет мощности снегопогрузчика27
4 Расчет тягового усилия28
Определение производительности машины29
Расчёт на прочность узлов и деталей30
Список использованных источников37
По теории снег составляет в среднем 26-30% годового количества осадков. Физико-механические свойства снега зависят от различных факторов и существенно влияют на эффективность работы снегоочистителей. Наиболее важными свойствами снега являются плотность сопротивление резанию углы естественного откоса внутреннего и внешнего трения твердость влажность коэффициенты сцепления и сопротивления перекатыванию колёсного и гусеничного движителей.
Снегопогрузчики предназначены для погрузки снега предварительно собранного в валы и кучи в транспортные средства. Снегопогрузчик смонтирован на самоходном пневмоколесном шасси состоит из питателя конвейера двигателя и трансмиссии с приводом на колесный ход. От ведущего вала коробки передач крутящий момент карданным валом передается на два конических редуктора и на ленточный скребковый конвейер. Снегопогрузчиками управляют из кабины. Питатель можно поднимать и опускать независимо при помощи гидроцилиндров.
Промышленность выпускает снегопогрузчики лаповые шнековые и фрезерные. Последние называют универсальными так как они кроме погрузки снега в транспортные средства могут быть использованы для погрузки песка в пескоразбрасыватели или транспортные средства на пескобазах.
Роторные снегоочистители предназначены для очистки дорог и аэродромов от снега путем роторного разгона и перемещения по баллистической траектории за пределы очищаемой поверхности или через направляющий аппарат в кузов транспортного средства. Главным параметром роторных снегоочистителей является производительность по которой их разделяют на лёгкие (до 200тч) средние (до 1000тч) и тяжелые (более 1000 тч); средняя ширина захвата роторных снегоочистителей 2.5-3.2 м; толщина разрабатываемого снежного покрова до 1.2-2 м; дальность отбрасывания снега дорожных снегоочистителей 18-20 м аэродромных до 50-60 м; рабочая скорость снегоочистителей 0.3-5 кмч.
По типу трансмиссии снегоочистители изготавливают с однодвигательным приводом когда двигатель базово машины или специальной машины установленный на грузовой платформе базового автомобиля используют одновременно для движения машины и привода рабочего органа а также с двухдвигательным приводом раздельно ходового устройства и рабочего органа.
В качестве дополнительного оборудования роторных снегоочистителей применяют направляющий аппарат выброса снега для погрузки его в городских условиях в транспортное средства регуляторы окружных скоростей питателя и метательного аппарата устройства для обрушения верхнего свода снежного забоя при большой толщине снежного покрова и лидерного разрушения снежного забоя при повышенной прочности снега.
ОБОСНОВАНИЕ ВЫБОРА ИССЛЕДУЕМОЙ МАШИНЫ
1 Обзор и анализ существующих конструкций снегопогрузчиков
Снегопогрузчики предназначены для погрузки снега из валов и куч в транспортное средство. Кроме этого некоторыми из изготавливаемых в настоящее время машин можно грузить различные сыпучие материалы (песок хлориды и др.). Они применяются при уборке дорожных покрытий.
В связи с этим современные снегопогрузочные машины делят на снегопогрузчики которыми можно грузить только снег и снегопогрузчики универсального типа устройство которых позволяет грузить не только снег но также различные сыпучие материалы. Классификация этих машин приведена на схеме.
Совершенствование конструкции снегопогрузочных машин может идти по пути повышения качества их работ. Это может быть достигнуто следующим образом:
Обеспечением полного отделения погружаемого вала от поверхности дорожного покрытия. Современные погрузчики обычно после погрузки оставляют небольшой слой как правило несколько уплотненного снега который затем приходится убирать вручную. Для устранения этого недостатка необходимо повышение эффективности работы подрезающего ножа что может быть достигнуто путем сообщения ножу колебательного движения с малой амплитудой и большой частотой. С той же целью целесообразно предусмотреть такую подвеску питателя которая обеспечивала бы надежное копирование неровностей и поперечных уклонов дорожного покрытия.
Уплотнением снега при его погрузке в кузове автомобиля. Это может быть достигнуто с помощью специальных уплотнителей агрегатируемых с погрузчиком. Кроме того наиболее простым средством уплотнения является повышение скорости сбрасывания снега с транспортера в кузов автомобиля.
У снегопогрузчиков изготавливаемых в настоящее время одинаковая принципиальная схема рабочего органа и всей машины в целом. Эти машины снабжены питателями лапового типа устанавливаемыми перед машинами на лопате.
Снег отделенный из вала лапами питателя подается на скребковый конвейер который перемещает его в транспортные средства. Питатель состоит из диска балансира и лапы. На диске эксцентрично расположена ось балансира. Последний своим П - образным пазом входит в направляющий сухарь закрепленный на лопате. Балансир при вращении диска совершает колебательные а лапа питателя захватывающие движения.
Механизм питателя выполнен таким образом что рабочее движение лапы при котором отделяется некоторый объем снега от убираемого вала осуществляется сравнительно медленно и холостой ход во время которого лапа перемещается в исходное рабочее положение происходит ускоренно. Машина снабжается двумя питателями лапы которых делают поочередное загребательное движение.
Снегопогрузчик универсального типа для обеспечения разработки любых сыпучих материалов снабжается питателем фрезерного типа который перемещает отделяемый из вала снег или различные материалы к конвейеру. Этот питатель состоит из двух расположенных симметрично относительно оси машины фрез ленточного типа. Каждая из фрез двухзаходная с правым и левым направлением спирали. Благодаря этому срезаемый лопастями фрезы снег подается с правой и левой стороны вала к центру машины на конвейер ленточного типа.
Снегопогрузочные машины смонтированы на специальных шасси изготовленных из узлов и агрегатов автомобилей или на шасси автомобилей конструкцию которых видоизменяют чтобы наилучшим образом разместить специальное оборудование погрузчика. Специальное оборудование и механизмы привода ведущих колес приводятся в движении от одного двигателя.
В настоящее время серийно изготавливают тип снегопогрузчиков – Д – 566 КО – 206М2 С – 4 и один тип универсального погрузчика УП – 66.
Снегопогрузчик Д – 566.
Рис. 1. Общий вид снегопогрузчика Д – 566
Специальное оборудование его смонтировано на самоходном шасси изготовленном с использованием автомобильных и тракторных узлов и агрегатов. Специальное оборудование машины состоит из лопаты с двумя питателями стрелы конвейера механизмов привода рабочих органов гидросистемы и системы управления машиной. Самоходное шасси в свою очередь состоит из рамы моторной установки переднего и заднего мостов механизмов привода включающих коробку передач раздаточной коробки ходоуменьшителя тормозной системы системы управления и кабины водителя. В качестве двигательной установки использован двигатель Д – 50 с системами охлаждения питания и муфтой сцепления. Коробка передач трехскоростная; имеет два вала отбора мощности; для привода рабочих органов и раздаточной коробки. Средний вал коробки соединяется с ходоуменьшителем.
Коробка передач может попеременно вращаться двигателем при транспортных переездах или ходоуменьшителем во время погрузки снега. Для предотвращения одновременной передачи крутящего момента двигателем и ходоуменьшителем коробка передач снабжена блокировкой.
Раздаточная коробка передает вращение с помощью карданных валов на передний и задний мосты шасси. В качестве переднего моста использован передний управляемый мост автомобиля ЗИЛ – 157.
Ходоуменьшитель состоит из гидромотора закрепленного на одноступенчатом редукторе. Крутящий момент от редуктора через карданный вал передается коробке передач и далее раздаточной коробке и ведущим мостам шасси. Шасси снабжено независимо действующими ручным и ножным тормозами. Агрегатами шасси и специальным оборудованием управляют из одноместной кабины водителя расположенной с левой стороны машины.
Лопата снегопогрузчика сварной конструкции состоит из рамы и облицовки. В передней части лопаты закреплен нож из четырех сменных секций. На лопате смонтировано два питателя лапового типа конструкция которых описана выше. К лопате так же прикреплены редукторы двигателя питателей. Задняя часть лопаты переходит в желоб конвейера на конце которого установлены шарниры подвески лопаты. Продолжением желоба лопаты является стрела конвейера которая соей передней частью вместе с лопатой закреплена на общей оси на специальном кронштейне рамы шасси. Стрела конвейера в транспортном положении лежит на специальной опорной раме.
Скребковый конвейер смонтированный в желобе лопаты и стрелы состоит из ролико-втулочной цепи и закрепленных на ней штампованных скребков. Крутящий момент привода рабочих органов передается от коробки передач через карданный вал редуктору отбора мощности. Для предохранения трансмиссии рабочих органов от перегрузки редуктор снабжен дисковой муфтой предельного момента. Редуктор отбора мощности приводит в действие гидронасос а также передает крутящий момент карданным валом на левый главный редуктор. Этот редуктор имеет две пары конических шестерен и служит для привода диска левого питателя и передачи крутящего момента ведущей звездочки скребкового конвейера и редуктору привода правого питателя. Последний редуктор имеет одну пару конических шестерен.
Гидросхема машины состоит из масляного бака насоса гидромотора силовых цилиндров распределителя дросселя с регулятором обратных клапанов арматуры и маслопроводов. С помощью гидросистемы обеспечивается перемещение машины вовремя работы т. е. на пониженных скоростях а также поднимание и опускание лопаты и стрелы конвейера.
В результате наличия дросселя с регулятором регулируется количество масла поступающего в гидромотор ходоуменьшителя и плавно бесступенчато изменяется скорость при погрузке снега.
Задний ход при работе с ходоуменьшителем достигается изменением положения рычага распределителя.
Снегопогрузчик С – 4.
Рис. 2. Общий вид снегопогрузчика С – 4
Шасси его специальное собранное преимущественно из агрегатов автомобиля ГАЗ – 51. Используется двигательная установка коробка передач передний и задние мосты и др. Агрегаты закреплены на раме двигатель расположен в задней части. Одноместная кабина водителя расположена с правой стороны машины.
Для снижения поступательной скорости при погрузке снега в силовую передачу встроен демультипликатор снабженный вторым сцеплением которое служит для включения силовой передачи. Это дает возможность при включенном основном сцеплении и действующем рабочем органе при погрузке снега из большого вала останавливать машину для переработки излишнего снега.
Специальное оборудование машины состоит из лопаты с питателем лапового типа стрелы скребкового конвейера механизмов привода рабочего органа гидросистемы и системы управления. Устройство лопаты лаповых питателей и скребкового конвейера аналогично соответствующим узлом машины Д – 566.
Приводятся в действие рабочие органы – лаповые питатели и скребковый конвейер от двигателя погрузчика с помощью коробки отбора мощности которая крепится к коробке передач с левой стороны по ходу движения машины.
Коробка отбора мощности приводит в действие масляный насос закрепленный на ней а также с помощью двух карданных валов и промежуточной опоры – фрикционной муфты – промежуточный редуктор. Промежуточный редуктор снабжен конической и цилиндрической парами служит для привода конвейера и конических редукторов питателей. Конические редукторы правого и левого питателя одинаковой конструкции имеют пару конических шестерен.
Гидросистема машины состоит из масляного бака шестеренного насоса гидроцилиндров переключателя редукторного клапана и трубопроводов с арматурой. С помощью гидросистемы поднимаются и опускаются лопата и стрела погрузчика.
Снегопогрузчик КО-206М2
Рис. 3. Общий вид снегопогрузчика КО-206М2
Столь широкое признание машина получила благодаря высоким эксплуатационным характеристикам и надежной конструкции. Лаповый снегопогрузчик вотличие от дорожных машин с отвалом и шнекороторных снегоочистителей убирает снежные валы на обочинах дорог с твердым покрытием и не сужает дорогу а значит не мешает движению автотранспорта в час пик. За эти качества данную модель называют «золотыми ручками».
Лаповый снегопогрузчик КО-206М2 – незаменимое оборудование для уборки собранного на дорогах скола снега уплотненного снега льда и вывоза с городских улиц. Машина сохраняет работоспособность даже при температуре –30 °С и рассчитана на уборку слоя снега высотой 110 см при ширине рабочей зоне 260 см. Производительность снегопогрузчика – 350 м3ч что является лучшим показателем для лаповых снегопогрузчиков отечественного производства он легко справляется со стандартным сменным заданием 1500 т или 300 самосвалов.
На самоходном шасси высокой проходимости КО-206М2 сдвумя ведущими мостами установлено снегоуборочное оборудование – лаповый питатель конвейер и механизмы привода рабочих узлов. Полноприводное шасси обеспечивает уверенную работу на подъемах и спусках. Модернизированная модель легко преодолевает обледенелые участки дороги и крутые подъемы тяговое усилие техники для работы в тяжелых дорожных условиях увеличено вполтора раза. Новая модель КО-206М2 оснащена дополнительным желобом стрелы для удобства погрузки снега в кузов самосвала через кабину что позволяет работать с20-тонными самосвалами передним ходом. Дополнительный желоб равномерно распределяет снег в кузове. При этом исключается деформация кабины и козырька кузова от падения снега. Доступны два варианта исполнения комфортной и эргономичной кабины: «стандарт» с цельнометаллической кабиной повышенной обзорности (модификация КО-206М2-03) и «комфорт» с каркасной кабиной с пластиковыми панелями и дополнительными фонарями освещения под козырьком (модификация КО-206М2-01) которые позволяют поддерживать необходимую освещенность рабочей зоны в темное время суток. Подрессоренное сиденье водителя регулируется по высоте и наклону спинки.
Конструкторы увеличив базу полноприводного шасси с 2500 до 2700 мм переместили двигатель ближе к центру тяжести машины и расположили его над картером заднего моста. Это существенно улучшило устойчивость снегопогрузчика что особенно важно для модификаций с удлиненной стрелой когда дополнительная нагрузка приходится на задний мост. Теперь даже при движении снегопогрузчика задним ходом можно не беспокоиться о его устойчивости. Двигатель Д-245.7Е3 соответствует требованиям экологической нормы Euro 3 по сравнению с ранее используемым Д-243 экологического класса 0. Выбросы вредных веществ в атмосферу у него значительно снижены. КО-206М2 является самым экологичным снегопогрузчиком в России.
Рулевое управление с гидроусилителем (ГУР). Рабочая тормозная система пневмогидравлическая стояночная – трансмиссионный тормоз. Все тормозные механизмы барабанного типа.
Изменена компоновка трансмиссии: двигатель агрегатируется с коробкой передач при этом отпала необходимость установки одного кардана и промежуточных элементов между двигателем и КП. В целом это снижает шум и вибрации упрощает ремонт и обслуживание агрегата.
Значительно легче стало переключение передач с внедрением электропневмопривода переключения передач (ЭПП).
Принцип работы машины следующий. На диске расположена ось балансира входящая в установленный на лопате направляющий сухарь своим П-образным пазом. Вращающийся диск приводит в колебательное движение балансир в то время как лапы совершают захватывающие движения. В последних конструкциях машин применяют лаповые питатели у которых балансир шарнирно соединен с качающимся рычагом. Лапы движущегося вперед снегопогрузчика отделяют из вала снег который затем поступает на скребковый конвейер и загружается в кузов следующего за снегопогрузчиком.
Универсальный погрузчик УП – 66
Рис. 4. Общий вид универсального погрузчика УП – 66
Специальное оборудование его смонтировано на шасси автомобилей ГАЗ – 66 которое подвергается некоторой доработке. Двигатель автомобиля переносится в заднюю часть шасси и устанавливается в направлении противоположном своему обычному положению. В связи с этим переносится на новое место коробка передач изменяется силовая передача. В нижней части кабины водителя прорезан проход для ленточного конвейера механизмов привода рабочих органов гидросистемы и системы управления.
Фрезерный питатель состоит из двух половин. Каждая из них представляет собой двухзаходную ленточную фрезу с правым и левым направлением спирали. Для повышения долговечности питателей на внешней стороне ленты фрезы закреплены съемные износоустойчивые накладки с зубцами. Лента фрезы с помощью радиально расположенных кронштейнов закреплена на зубчатом валу который соединен с цапфами опирающимися на шарикоподшипники установленные в боковых щеках кожуха фрезы. Эти щеки позволяют регулировать установку фрезы относительно кожуха.
Кожух в нижней части снабжен лыжами которыми рабочий орган опирается на дорожное покрытие. Положение лыж относительно кожуха может изменяться в результате чего регулируется высота фрезы по отношению к дорожному покрытию. Задняя стенка кожуха в виде образующей цилиндра имеет отверстие с раструбом для прохода материала от питателя к конвейеру. Правая боковая стенка кожуха выполнена в виде сварного картера в котором размещена цепная передача привода фрезы.
Рама ленточного конвейера состоит из двух частей соединенных шарнирно. Нижняя часть рамы соединена с кожухом фрезы. Верхняя часть нижней рамы имеет проушины. Которыми она также как и верхняя часть рамы шарнирно закреплена на кронштейне установленном на лонжеронах шасси.
Верхняя ветвь конвейера опирается на поддерживающие катки установленные наклонно. В результате этого лента конвейера образует вогнутую поверхность для лучшего размещения погружаемых материалов. Верхняя часть конвейера снабжена приводной и натяжной станциями. Причем проводной барабан является одновременно и натяжным барабаном.
В рабочем положении нижняя часть рамы конвейера вместе с фрезерным питателем опускается а верхняя часть конвейера поднимается вверх в результате чего лента конвейера во время работы не имеет перегибов.
Для необходимого при погрузке снижения рабочей скорости машины и передачи крутящего момента рабочим органом между сцеплением двигателя и коробкой передач установлен ходоуменьшитель. С помощью верхних двух валов крутящий момент передается коробке передач и затем демультипликатору раздаточному редуктору автомобиля и наконец на передний и задний мосты шасси.
Четвертый вал служит для привода через карданный вал конического редуктора от которого крутящий момент передается на трансмиссию привода фрезы питателя и на два конических редуктора привода конвейера. Трансмиссия привода фрезы снабжена предохранительной муфтой.
Демультипликатор имеет второе сцепление и по своей конструкции аналогичен демультипликатору снегопогрузчика С – 4.
Пятый вал ходоуменьшителя служит для привода гидронасоса.
Гидросистема машины состоит из гидронасоса маслобака трубопровода гидрораспределителя с редукторным клапаном и двух гидроцилиндров. С помощью гидросистемы опускается и поднимается рабочий орган нижняя и верхняя рамы конвейера.
Для упрощения машины имеется вариант оборудования предусматривающий привод конвейера с помощью гидромотора.
Управление движением погрузчика и его рабочими органами сосредоточено в кабине водителя которая отапливается в зимнее время.
Из представленных конструкций для выполнения курсовой работы был выбран универсальный погрузчик УП-66.
2 Патент на изобретение фрезерного питателя роторного снегоочистителя
Авторское свидетельство №742524 классификационный индекс E01H509.
Фрезерный питатель роторного снегоочистителя.
Изобретение относится к снегоуборочным машинам для очистки дорожных покрытий.
Известен фрезерный питатель роторного снегоочистителя содержащий полый вал с приваренными к нему опорными стойками на концах которых закреплены режущие элементы.
Недостаток такого питателя состоит в том что при разработке снежных заносов с инородными включениями не исключены поломки режущих элементов вследствие невозможности погасить значительную кинетическую энергию рабочего органа с помощью муфты предельного момента.
Известен также фрезерный питатель роторного снегоочистителя содержащий барабан опорные стойки жестко прикрепленные к барабану и режущие элементы закрепленные на стойках. Этот питатель является наиболее близким техническим решением к предлагаемому.
В конструкции этого питателя устранен недостаток известных питателей заключающийся в жесткости ленточной фрезы с помощью упругих вкладышей на концах режущих элементов. Однако вследствие значительной длины пролета режущих элементов происходит их изгиб с остаточной деформацией при ударе о препятствие кроме того податливость вкладышей приводит к появлению люфтов и нестабильности угла атаки плоскостей элементов при взаимодействии со снегом.
Цель изобретения — повышение эффективности фрезерного питателя роторного снегоочистителя.
Указанная цель достигается тем что опорные стойки выполнены упругими а каждый режущий элемент состоит по меньшей мере из двух частей и закреплен на стойках жестко.
Рис. 5. Общий вид фрезерного питателя
Фрезерный питатель на рисунке 5 содержит барабан 1 на котором жестко закреплены опорные стойки 2 выполненные в виде плоских пружин. Между барабаном 1 и ведущим валом 3 установлена пневматическая муфта 4. Режущая лопасть выполнена из двух и более режущих сегментов 5. Каждый режущий сегмент 5 закреплен на двух соседних опорных стойках 2 с помощью болтов 6.
Рабочий орган роторного снегоочистителя работает следующим образом. При вращении барабана 1 режущие сегменты 5 вырезают снег и подают его в метатель. При встрече режущего сегмента 5 с неподвижным препятствием энергия удара гасится за счет упругой деформации опорных стоек 2 и передается на ведомый барабан 1 после чего срабатывает муфта 4 которая отключает ведущий вал 3 и фрезерный питатель останавливается.
Изобретение позволит упростить конструкцию рабочего органа снегоочистителя и повысить его эффективность путем повышения долговечности.
Формула изобретения: фрезерный питатель роторного снегоочистителя содержащий барабан опорные стойки жестко прикрепленные к барабану и режущие элементы закрепленные на стойках отличающийся тем что с целью повышения его эффективности опорные стойки выполнены упругими а каждый режущий элемент состоит по меньшей мере из двух частей и закреплен на стоках жестко.
Рис. 6. Разрез А – А фрезерного питателя
Как источник базовой информации в моей курсовой работе был выбран патент МПК E01H509 №742524.
3 Назначение и технология производства работ
Снегопогрузчик универсального типа для обеспечения разработки любых сыпучих материалов снабжается питателем фрезерного типа который перемещает отделяемый из вала снег или различные материалы к конвейеру. Этот питатель состоит из двух расположенных симметрично относительно оси машины фрез ленточного типа. Каждая из фрез двухзаходная с правым и левым направлением спирали. Благодаря этому срезаемый лопастями фрезы снег подается с правой и левой стороны вала к центру машины на конвейер ленточного типа а пройдя через конвейер снег и различные материалы попадают в транспортное средство. [1]
Рис. 7. Технология производства работ
1. Расчет геометрических параметров рабочего органа
Рабочий орган представляет собой 2-х заходную фрезу с углом подъема винтовой линии 25 – 30о. Диаметр фрезы определяют в зависимости от ширины захвата В из выражения (2). [5]
Ширину ленты фрезы рекомендуется определять с учетом образуемой призмы волочения по формуле :
где - подача на ленту за один оборот фрезы в см;
рабочая скорость снегоочистителя
число оборотов фрезы
угол подъема винтовой линии наружной кромки ленты (принимаем )
коэффициент внутреннего трения снега принимаем для плотного слежавшегося снега
2. Выбор и расчет гидроцилиндра механизма подъема транспортера
Для осуществления подъема конвейера необходим гидроцилиндр общей длинной: с ходом штока [6]
Пользуясь данными таблицы выбираем гидроцилиндр двухстороннего действия со следующими размерами.
Усилия развиваемые гидроцилиндром при подаче рабочей жидкости в поршневую или штоковую полости:
где номинальное давление гидронасоса
Толщина стенок стального гидроцилиндра определяется по формуле:
где допускаемое напряжение на растяжение для стали
коэффициент Пуассона для стали
1 Расчет мощности привода
Во время работы фрезерного питателя возникают следующие наиболее значительные сопротивления. Сопротивление срезания снега лопастями фрезы .Каждая лопасть фрезы вырезает некоторый объем снега переменного сечения.
Размер характеризующий это сечение можно определить по следующей формуле:
где подача питателя за один его оборот если фреза многозаходная
рабочая скорость машины
число заходов фрезы.
угол определяющий высоту разрабатываемого слоя угол можно определить из рисунка.
Сопротивление срезания снега определяется по формуле [6]:
где ширина полосы вырезаемой лопастью фрезы в . Обычно принимают что ;
коэффициент сопротивления резанию согласно данным [7]
коэффициент сопротивления при соответствующей температуре и плотности снега равно 04
Работа силы резания затрачиваемая при повороте лопасти на один оборот определяется по формуле:
Затраты энергии на сообщение отделенному от массива объему снега скорости отбрасывания объема снега вырезанного лопастью фрезы за один оборот получим следующее выражение:
скорость вращения фрезы
коэффициент учитывающий распределение снега по поверхности витка питателя
производительность снегопогрузчика
ширина захвата питателя
2 Затраты энергии при транспортировке снега.
Снег срезается лопастью фрезы по всей её ширине и затем перемещается к середине машины к конвейеру. При определении затрат на транспортировку снега фрезой к конвейеру принимают что снег расположен по захвату машины равномерно.
Работу затрачиваемую при перемещении снега в единицу времени можно выразить так:
Как известно полезная работа зависит от работы которую необходимо затратить т.е.
угол подъема винтовой линии
угол трения снега о металл
коэффициент внешнего трения снега по стали в зависимости от площади и температуры снега принимаем равным 005 тогда
Следовательно необходимая мощность:
где КПД привода питателя.
Кроме того при работе фрезерного питателя имеют место затраты энергии связанные с дроблением отделяемых объемов снега преодолением трения при перемещении снега относительно лопасти фрезы но обычно в связи со сравнительно небольшой величиной и сложностью их оценки эти затраты не увеличиваются. При работе ленточного конвейера возникают следующие сопротивления.
Сопротивление при подаче снега:
скорость движения конвейера
длина ленты конвейера между центром барабанов
Сопротивление при движении ленты конвейера.
где коэффициент сопротивления в роликовых опорах ленточного конвейера
масса ленты транспортера
масса поддерживающих роликов
длина ленты транспортера
3 Расчет мощности снегопогрузчика
Мощность необходимая для привода питателя и конвейера передается от двигателя с помощью соответствующих механизмов и определяется по формуле:
где КПД привода конвейера
Кроме того во время работы машины часть возникающих сопротивлений преодолевается тяговым усилием развиваемым ведущими колесами снегопогрузчика.
Сопротивление перемещению питателя.
где масса питателя приходящегося на дорожное покрытие
коэффициент сопротивления скольжению стальных лыж по снегу
продольный уклон пути работа снегопогрузчика возможна при
Сопротивление перемещению машины
коэффициент сопротивления качению
коэффициент сопротивления качению относящийся к малым скоростям.
- для снежной и ледяной дорог
рабочая скорость машины
Мощность необходимая для привода ведущих колес машины.
Суммарная мощность потребная для обеспечения работы снегопогрузчика
4 Расчет тягового усилия
ОПРЕДЕЛЕНИЕ ПРОИЗВОДИТЕЛЬНОСТИ МАШИНЫ
Техническая производительность имеет место при непрерывной погрузке снега из бесконечного вала и выражается так :
средняя ширина погружаемого вала или ширина захвата машины если она меньше ширины вала в
средняя высота погружаемого вала в
При определении эксплуатационной производительности принимают во внимание конечные размеры снежного вала по длине и перерывы в работе вызываемые необходимостью затраты времени на маневрирование при подъездах и отъездах автомобилей от снегопогрузчика.
Эксплуатационная производительность при полной обеспеченности машинами под погрузку выражается зависимостью :
продолжительность маневрирования автомобилей при подъезде к погрузчику и отъезду с С
количество машины погружаемых в течении 1 часа.
Принимаем что со снегопогрузчиком работают автосамосвалы КАМАЗ грузоподъемностью 8т. или вместимостью 17 иногда за 1 час снегопогрузчик сможет обслужить 18 машин
коэффициент использования снегопогрузчика по времени
РАСЧЕТ НА ПРОЧНОСТЬ УЗЛОВ И ДЕТАЛЕЙ
Используемый материал – сталь.
Таблица 5.1 Характеристика стали
Предел текучести [МПа]
Модуль упругости нормальный [МПа]
Коэффициент Пуассона
Температурный коэффициент линейного расширения [1С]
Теплопроводность [Вт(м*С)]
Предел прочности при сжатии [МПа]
Предел выносливости при растяжении [МПа]
Предел выносливости при кручении [МПа]
Таблица 5.2 Информация о нагрузках
X = 2879; Y = 2879; Z = 0
Величина: 4071.520846 Н
Рис. 9 Конечно-элементная сетка
Таблица 5.3 Параметры
Максимальная длина стороны элемента [мм]
Максимальный коэффициент сгущения на поверхности
Коэффициент разрежения в объёме
Количество конечных элементов
Таблица 5.4 Инерционные характеристики модели
Центр тяжести модели [м]
Моменты инерции модели относительно центра масс [кг*м2]
Реактивный момент относительно центра масс [Н*м]
Суммарная реакция опор [Н]
Абсолютное значение реакции [Н]
Абсолютное значение момента [Н*м]
Таблица 5.5 Эквивалентное напряжение по Мизесу
Минимальное значение
Максимальное значение
Эквивалентное напряжение по Мизесу
Рис.10 Эквивалентное напряжение по Мизесу
Таблица 5.6. Суммарное линейное перемещение
Суммарное линейное перемещение
Рис. 11. Суммарное линейное перемещение
Таблица 5.7. Коэффициент запаса по текучести
Коэффициент запаса по текучести
Рис. 12. Коэффициент запаса по текучести
Таблица 5.8. Коэффициент запаса по прочности
Рис. 13. Коэффициент запаса по прочности
В данной работе был проведен анализ конструкций снегопогрузчиков предназначенных для погрузки снега предварительно собранного в валы и кучи в транспортные средства. Также осуществлён поиск и отбор наиболее интересных изобретений и патентов из них был выбран патент с помощью которого проводилась модернизация базовой техники в нашем случае это универсальный погрузчик на базе ГАЗ-66. Приведены технические характеристики описание конструкции и принципа действия.
На основании проведенного анализа была разработана конструкция фрезерного питателя. На основании данной конструкции на были проведены конструктивные расчеты основных параметров рабочего органа.
В разделе «Расчёт на прочность узлов и деталей» были произведены прочностные расчёты тех частей и деталей которые входят в разрабатываемые узлы.
В целом при работе над курсовой работой были получены новые определённые навыки которые повысили мой уровень знаний.
СПИСОК ИСПОЛЬЗОВАННЫХ ИСТОЧНИКОВ
Карабан Г. Л. Баловиев В. Н. «Машины для содержания и ремонта автомобильных дорог и аэродромов» М. Машиностроение 1975. -368 с.
Шалман Д. А. «Снегоочистители». Изд. 2-е переработанное. Л. Машиностроение 1973. -216 с.
Бирир И. А. и др. «Расчет на прочность деталей машин» : Спра-вочник И. А. Бирир Б. Ф. Шорр Г. Б. Иосилевич. – 3-е изд. пе-реработ. И доп. – М: Машиностроение 1979. -702 с ил.
«Дорожные машины»: В 2-х частях. ч II. Машины для устройства дорожных покрытий» учебник для вузов по специальности «Стро-ительные и дорожные машины и оборудование» К. А. Аршемьев Т. А. Алексеева В. Г. Белокрылов и др. – М: Машиностроение 1982. -396 с. ил.
Зелинский В. С. «Строительные машины»; примеры расчетов. Учебное пособие для механиков. – 3-е изд. перераб. И доп. - М.: Страйздаш. 1983. -271 с. ил.
Баловиев В. И. Вощинин И. П. и др. «Дорожные машины» атлас конструкций. – М.: Машиностроение. 1969.
Баловнев В.И. Ермилов А.Б. и др. «Дорожно-строительные маши-ны и комплексы» Учебник для вузов. –М.:Машиностроение. 1988

Рабочее оборудование 19.dwg

спец.dwg

Спираль левая средняя
Спираль левая боковая
Спираль правая боковая
Спираль правая средняя
Болт М12х35 ГОСТ 7808-70
Гайка М12 ГОСТ 2524-70
Подшипник 418 ГОСТ 8338-75
Шайба 1265Г ГОСТ 6402-70