Курсовая скрепер 15 кубов

2 лист ковш новый на А1.cdw

Сварные швы №1 ГОСТ 11534-75-У2-
№2 ГОСТ 14806-80-Т5-Рн3-
КП МЗР 190205 07 09 01 000

палец на А3.cdw

моё полностью готовый.doc

Пз. – 26 стр. илл. – 4 табл. – 1 библ. – 4 наим. прил. – 1.
Скрепер мощность ковш рама производительность прочность тяговое усилие оборудование себестоимость затраты.
Целью курсового проекта является расчет скрепера со следующими исходными данными:
- Вместимость ковша – 15 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 11
5. Проверка скрепера на устойчивость 11
6. Расчет производительности скрепера 14
7. Расчет на прочность 15
Экономические расчеты 19
1. Определение капитальных вложений 19
2. Определение эксплуатационной производительности 19
3. Определение удельных капитальных вложений 20
4. Определение удельного расхода энергоресурсов 20
5. Определение удельной металлоемкости 21
6. Определение себестоимости машино-смены 21
7. Определение себестоимости продукции 23
8. Годовой экономический эффект от внедрения проектируемой
Список использованной литературы 25
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 табл. 1.
Таблица 1 - Технические характеристики скрепера
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 (рис. 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 определяется сопротивления W 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 [2]
где m – эксплуатационная масса скрепера т
где γ - объемная масса грунта γ=16 тм3
кН – коэффициент наполнения кН = 09
кР - удельное сопротивление резанью грунта
Сопротивление резанию
где к1 - удельное сопротивление резанию грунта
h – толщина стружки м
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
Сопротивление перемещению грунта или призмы волочения
где у - коэффициент объема призмы волочения перед заслонкой
– коэффициент трения грунта
Для самоходного скрепера при работе без толкача необходимо чтобы окружная сила на ведущих колесах была равна или несколько превышала суммарное сопротивление
Условие выполняется. Суммарное сопротивление преодолевается тяговым усилием.
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
В нашем тягаче БелАЗ-531 установлен двигатель с мощностью 360 кВт.
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
Предельный угол подъема определяем следующим образом:
Предельный угол подъема αМАХ=15
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 м
– скорость движения скрепера
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
Рисунок 3 - Схема для определения поперечной устойчивости
6 Расчет производительности скрепера
Длина участка заполнения ковша:
где kH – коэффициент наполнения ковша
kПР – коэффициент учитывающий наличие призмы волочения
kP – коэффициент разрыхления грунта
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
Требуемое тяговое усилие:
Длина участка разгрузки зависит от толщины отсыпаемого слоя грунта:
где Р – скорость движения при разгрузке
Продолжительность рабочего цикла:
где tпов – время затрачиваемое на повороты
Сменная эксплуатационная производительность:
где ТСМ – время смены
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 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
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). В схеме принято что усилие в гидроцилиндрах подъема ковша направлено вертикально. Искомые нагрузки:
Проверим на прочность пальцевое соединение в месте крепления гидроцилиндра поднимающего заслонку 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
Пальцевое соединение на смятие прочно.
Экономические расчеты
1.Определение капитальных вложений
Расчетно–балансовая стоимость машины К руб. определяется по формуле:
где Цоп – оптово–отпускная цена1 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 907 м3ч;
tсм – число часов работы машины в смену82 ч;
Кэ – коэффициент перехода от эксплуатационной к сменной производительности075;
Кв – коэффициент перехода от часовой технической производительности к эксплуатационной03.
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.
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 1090 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 413333 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 360 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 34000 кг;
Т - срок службы машины 8 лет;
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;
Стр - стоимость транспортных расходов 1 тонны машины 225000 руб;
Gэ - масса машины 34т;
Кнп - коэффициент учитывающий плановые накопления на монтажных работах 113;
Смон - стоимость монтажа 10000 руб.;
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%.
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 10 руб;
Сменные энергетические затраты Сэн рубм см определяются по формуле:
где Nдв - номинальная мощность двигателя 360 кВт
Свсп - стоимость вспомогательных смазочных и обтирочных материалов принимается 17% от расчетно-балансовой стоимости машины 18530 руб.
Сменные затраты на ТО и ТР принимают в размере 13% от расчетно-балансовой стоимости машины:
Сменные затраты на износ и ремонт сменной оснастки принимаем в размере 5% от расчетно-балансовой стоимости машины:
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 машины1305 рубм3;
Ен - нормативный коэффициент капиталовложений 015;
Кун - удельные капиталовложения машины 2.32 руб годм3.
В данном курсовом проекте спроектирован скрепер с вместимостью ковша 15 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 61442777 рубгод.
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 1997 – 41 с.

Нож режущий на А3.cdw

Спецификация на ковш скрепера 8 версия.cdw

КП МЗР 190205 07 09 05 000 СП
КП МЗР 190205 10 09 01 000 СБ
КП МЗР 190205 10 09 00 000 ПЗ
Пояснительная записка
Гидроцилиндр ГОСТ 1417-79

Приложение на А4.cdw

БЕЛАЗ-531 на А1.cdw

Техническая характеристика
Геометрическая емкость ковша
Тип базовой машины БелАЗ-531
эксплуатационная 34000
Максимальная глубина резания
КП МЗР 190205 07 09 00 000

проушина на А3..cdw

Проушина на А3.cdw

Титульник готовый на мзр.doc

Федеральное агентство по образованию
Государственное образовательное учреждение высшего профессионального образования
Читинский Государственный Университет
Кафедра Строительных и Дорожных Машин
ПОЯСНИТЕЛЬНАЯ ЗАПИСКА
На тему: « Скрепер самоходный »

СПЕЦИФИКАЦИЯ НА скрепер ДЗ-13 8 версия.cdw

КП МЗР 190205 07 09 00 000 СП
КП МЗР 190205 10 09 00 000 ВО
КП МЗР 190205 10 09 00 000 ПЗ
Пояснительная записка
Седельно-сцепное устройство
Гидроцилиндр ГОСТ 1417-79