Отвал

Рама рабочего оборудования Д1.cdw

Предел выносливости при растяжение
Максимальное значение
Остаточная деформация
Предельное значение
Сталь 50Г2 ГОСТ 4543-71
Эквивалентное напряжение по Мизесу

Рабочее оборудование СБ .cdw

При сборке все сопряженные поверхности пальцев и отверстий
смазать солидолом в соответствии c ГОСТ 4366-76. Масленки
прошприцевать графитной смазкой.
Момент затяжки болтов и гаек не менее 200 Нм
Все сварые соединения выполнены по ГОСТ 5264-80
Рабочее оборудование
Технические требования.

Пояснительная записка.docx

Министерство науки и высшего образования
Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение
«Сибирский государственный автомобильно-дорожный университет»
Кафедра «Техника для строительства и сервиса нефтегазовых комплексов и инфраструктур» (ТНКИ)
По дисциплине: Конструкция и эксплуатация машин для ремонта и содержания дорог
Тема: «Аэродромная уборочная машина»
Студент группы НТС-16Т1
Консультант: ст. преподаватель кафедры ТНКИ
Руководитель: профессор кафедры ТНКИ
к.т.н. Демиденко А.И.
Техническая характеристика5
Обзор и анализ конструкции6
Расчет основных параметров18
Кинематическая схема КАМАЗ22
Тяговый расчет снегоочистителя при патрульной снегоочистке23
Определение мощности двигателя необходимой для работы машины28
Расчет на прочность29
Список используемых источников36
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.
При разработке данного проекта руководствуемся компетенцией ПК-2 целью которой является - освоение готовности к участию в составе коллектива исполнителей к разработке проектно-конструкторской документации по созданию и модернизации систем и средств эксплуатации ТТМ и оборудования.
Техническая характеристика
Таблица 1.1 - Технические характеристики УРАЛ-4320
Снаряженная масса кг
Наружный радиус поворота м
Максимальная скорость кмч
Мощность двигателя кВт
Таблица 1.2 - Параметры отвала
Угол захвата снежного плуга а0
Угол резания снежного плуга 0
Обзор и анализ конструкции
Машина для распределения антигололедных реагентов
Рисунок 2.1 - Машины для разбрызгивания антигололедных материалов KLCZS-4500
Описание аэропортовой машины для разбрызгивания антигололедных материалов KLCZS-4500
Машина KLCZS-4500 предназначена для распределения (разбрызгивания) жидкого антигололедного реагента (АГР) и другого материала.
Обычно оборудованная разбрызгивателем антигололедного реагента машина KLCZS-4500 используется как наземная техника для борьбы с наледью на поверхности территорий аэропортов взлетно-посадочных полос аэродромов и городских улиц.
Отличительными особенностями машины для разбрызгивания антигололедных реагентов KLCZS-4500 является большая ширина распределения жидкостей и значительная дистанция разбрызгивания реагента.
При использовании данного оборудования в городских условиях в летний период коммунальщики могут использовать ее не по прямому назначению а например для полива зеленых насаждений парков садов газонов обработки их средствами борьбы с вредными насекомыми или полива улиц водой для борьбы с пылью.
Технические характеристики распределения АГР для аэропортов
Модель машины разбрызгивания АГРKLCZS-4500
Емкость бака машины30-220 куб. метра
Ширина распределения АГР30-450 м
Дистанция разбрызгивания АГР300 м
Рекомендуемая скорость работы60 кмчас
Снегометатель Karey KLPX-50
Рисунок 2.2 – Снегометатель Harbin Karey Heavy Industries Ltd
Снегометатели китайской компании Harbin Karey Heavy Industries Ltd пользуются высоким спросом как в Китае так и в России.
Основные функции снегометателей – очистка дорожных поверхностей от снежного покрова перемещение снежных масс с шоссейных и городских дорог на обочину операции по погрузке снега на транспортные средства.
Длинная дистанция метания и ширина захвата снега позволяет выполнять работы с высокой эффективностью без необходимости повторных проходов снегометателя.
Благодаря хорошей производительности снегометатели Karey обеспечивают высокую скорость очистки поверхности от снега.
Ротор снегометателя полностью выполнен из нержавеющей стали что обеспечивает длительность срока эксплуатации.
Технические характеристики снегометателя
Модель снегометателяKLPX-50
Максимальное расстояние снегометания245 м
Ширина захвата снега30 м
Угол вращения ротораболее 300 градусов
Вес снегометателя48 тонн
Мощность двигателя176-276 кВт
Разбрасыватель антигололедных материалов KLCZS-3000
Рисунок 2.3 - Разбрасыватель антигололедных материалов Karey
Разбрасыватель антигололедных материалов Karey отлично подходит для нанесения различных типов материалов таких как песок соль химические реагенты для снеготаяния и тому подобных материалов для борьбы со снежным накатом обледенением поверхности шоссейных автомобильных дорог и создания комфортных условий для дорожного движения в городских условиях в зимний период.
Преимущество разбрасывателей компании Harbin Karey Heavy Industries является широкий радиус пескометания равномерность покрытия поверхности надежность работы и оптимальное соотношение цены и качества.
Отличительной особенностью разбрасывателя песка производимого китайской компанией Кэри является его независимость от работы несущего шасси что позволяет экономить горюче-смазочные материалы и при необходимости без проблем переносить его с одного транспортного средства на другое.
Технические характеристики разбрасывателя песка
Модель пескоразбрасывателяKLCZS-3000
Скорость в процессе разбрасывания песка20-60 кмчас
Радиус разбрасывания (пескометания)12-300 м
Емкость бункера с реагентами3-20 м3
Скалыватель льда Karey KL 300 ZPB
Рисунок 2.4 - Ледоскалыватель KL 300 ZPB
Скалыватель льда Karey KL 300 ZPB предназначен для удаления ледяного покрова и снежного наката с асфальта бетона и других видов дорожных покрытий в аэропортах на взлетно-посадочных полосах аэродромов скоростных магистралях федерального и местного значения а также в городских условиях.
В качестве шасси для ледоскалывателя KL 300 ZPB может использоваться любой погрузчик грузоподъемностью от 3 до 5 тонн.
Основными преимуществами данного вида снегоуборочной техники является эффективная борьба с наиболее твердыми снежными образованиями без причинения вреда дорожному покрытию оперативное удаление льда и слежавшегося снега как на больших пространствах так и в ограниченных по площадям условиях.
Способность ледоскалывателя KL 300 ZPB к эффективной работе при непростых метеоусловиях проверена в суровых условиях российской зимы в регионах Сибири и Дальнего Востока и получили высокую оценку потребителя.
Технические характеристики скалывателя льда Karey
Модель ледоскалывателяKL 300 ZPB
Тип погрузчика для установки30-50 (грузоподъемностью 3-5 тонн)
Толщина удаляемого льда02-80 мм
Принцип воздействия рабочего агрегата вибрационный ударный
Отвал для уборки снега Karey KLCB-3300
Рисунок 2.5 - Снегоуборочный отвал KLCB-3300
Отвал для уборки снега KLCB-3300 успешно эксплуатируется в различных погодных условиях как на ровной дорожной поверхности так на скосах и уклонах.
При этом качество уборки снега не страдает благодаря применению устройств горизонтального регулирования уровня и системы автоматического распознавания и преодоления препятствий установленной на всех видах отвалов Karey.
Управление работой отвала такие операции как изменение угла атаки подъем и опускание отвала осуществляется непосредственно из кабины водителя что существенно облегчает работы по уборке снега.
Процессы определения зазора с дорожной поверхностью и преодоления препятствий и неровностей дороги при уборке снега проходят в автоматическом режиме не требуют участия водителя что значительно снижает трудозатраты уменьшает время выполнения операций уборки снега позволяет избегать повреждения поверхности дорожного покрытия и предотвращает преждевременный износ ножа отвала.
Технические характеристики отвала для уборки снега
Модель отвалаKLCB-3300
Максимальный рабочий угол 36°
Рекомендуемая скорость работы20-60 кмчас
Высота преодолеваемых препятствий210 мм
Передний отвал Karey KLCC-3300
Рисунок 2.6 - Отвал KLCC-3300
Передний отвал китайской компании Кэри модели KLCC-3300 наиболее в силу своих характеристик часто применяется для очистки магистральных шоссейных дорог взлетно-посадочных полос площадей и прилегающих территорий аэропортов широких городских проспектов и жилых массивов с большим пространством между строениями так как именно в этих условиях есть возможность максимально результативно использовать данный тип отвалов.
Отвалы KLCC-3300 могут крепиться к различным типам транспортных средств: тяжелые и средние грузовые автомобили тракторная техника и др.
Благодаря своей конструкции отвалы Karey эффективно применяются как для уборки рыхлого свежевыпавшего снега так и слежавшегося снежного наста и наледи на всех видах дорожной поверхности.
Технические характеристики отвала
Модель отвалаKLCC-3300
Скорость движения ТС20-60 кмчас
Тип отвала по креплению к ТСпередний
Способ крепления отваланавесной
Ширина отвала28-35 м
Захвата очищаемой от снега поверхности25-30 м
Высота преодолеваемых препятствий310 мм
Отвал грейдерный Karey KLCZ-4000
Рисунок 2.7 - Грейдерный отвал KLCZ-4000
Передний отвал Karey KLCZ-4000 благодаря внушительным габаритам и более высокому весу по сравнению с другими моделями отвалов больше подходит для установки на грейдерах и тракторной технике.
Однако иногда этот тип отвалов устанавливают на тяжелые и даже средние грузовые автомобили. Такой тип монтажа предполагает очистку мягкого свежевыпавшего снега при этом заказчику необходимо учитывать мощность автомобиля используемого в качестве шасси к данному виду отвала.
Основными преимуществами передних отвалов модели KLCZ-4000 от компании Кэри несомненного являются его высокая производительность надежность износостойкость большая ширина захвата и сравнительно невысокая цена для отвалов такого класса.
Грейдеры укомплектованные отвалами Karey KLCZ-4000 отлично зарекомендовали себя на различных типах дорожных покрытий в неблагоприятных зимних условиях на территории Китая и России.
Технические характеристики отвала грейдера
Модель отвалаKLCZ-4000
Рекомендуемая скорость20-60 кмчас
Ширина отвала 35-45 метров
Захват рабочей поверхности30-40 метров
Высота преодолеваемого препятствия31 метра
Боковой отвал Кэри KLCY-3360
Рисунок 2.8 - Боковой отвал KLCY-3360
Боковой отвал KLCC-3300 имеет высокую эффективность при чистке наледи на автомобильных дорогах перекрестках обочинах автобусных и автомобильных стоянках откосах и других труднодоступных участках дорог в городах и на междугородних шоссейных дорогах с различными дорожными покрытиями.
Отвалы модели Karey KLCC-3300 благодаря плотному прилеганию к очищаемой от снега и наледи поверхности в процессе ее очистки не только сбрасывают с дороги снежные массы но и удаляют образовавшийся под ними тонкий слой льда что позволяет значительно повысить качество проводимых снегоуборочных работ и повысить степень безопасности движения транспортных средств.
Гидравлическая система в зависимости от конкретных условий работы помогает подобрать правильный угол и зазор между дорожным покрытием и ножом отвала.
Технические характеристики бокового отвала
Модель отвалаKLCY-3360
Тип отвала по креплению к ТСбоковой
Ширина рабочего агрегата отвала336 м
Удаление льда с поверхности шириной26 м
Подметальная машина (щетка) Karey KLCGS-3500
Рисунок 2.9 - Подметальная машина KLCGS-3500
Подметальная машина KLCGS-3500 состоит из высокоскоростной вращающейся щетки гидропривода изменяющего ее положение относительно очищаемой от снега дорожной поверхности и пульта управления расположенного непосредственно в кабине транспортного средства.
При помощи подметальной машины Karey KLCGS-3500 коммунальные службы имеют возможность быстро и эффективно очистить значительные площади шоссейных городских дорог взлетно-посадочных полос аэропортов и других обширных пространств от рыхлого или лежащего тонким слоем снега.
Щетка подметальной машины выполнена из высокопрочного не подверженного стиранию полиэтилена что обеспечивает длительный срок эксплуатации и высокую производительность операций по чистке от снега выполняемых подметальной машиной.
Подметальная щетка крепится к транспортному средству при помощи специального фиксирующего устройства благодаря чему можно быстро установить и открепить подметальную машину.
Технические характеристики щетки для уборки снега
Модель подметальной машиныKLCB-3300
Материал исполнения щеткивысокопрочный полиэтилен
Ширина вращающейся щетки30-40 м
Захват поверхности23-33 м
Рекомендуемая скорость работы20-55 кмчас
Расчет основных параметров
Эффективность работы отвала как режущего и транспортирующего рабочего оборудования определяется углами установки отвала в пространстве по отношению к обрабатываемой поверхности размерами и формой отвала. Оптимальные углы установки отвала и бокового крыла: угол захвата α угол резания γ угол резания определяются на основании экспериментальных и аналитических зависимостей по аналогии с теорией резания грунтов ножом автогрейдера.
Величина угла захвата α зависит от физико-механических свойств снега и колеблется в пределах 35—45°. Практически угол захвата если позволяют тяговые качества автомобиля составляет 50—60°.
Угол резания оказывает существенное влияние на сопротивление резанию и практически его величина колеблется в пределах 35—40°. Оптимальными углами резания следует считать углы 25—30°.
Величина угла резания определяется принятой технологией работы и тяговыми возможностями автомобиля или трактора.
Отвалы переднего плуга не имеют угла резания и нижняя кромка ножей лежит в плоскости параллельной поверхности покрытия.
Боковое крыло снегоочистителей имеет различные установки угла резания что необходимо для срезания откосов валов снега при последнем проходе снегоочистителя.
На автомобильных снегоочистителях работающих на больших скоростях форма отвала должна быть подобрана таким образом чтобы снег при движении по поверхности отвала испытывал меньшее сопротивление и приобретал на отвале достаточную скорость обеспечивающую максимальную дальность отбрасывания снега в сторону. Поверхность отвала в нижней части представляет плоскость установленную под углом резания к горизонту. Верхняя часть отвала выполняется в форме изогнутой поверхности. Изгиб в верхней части отвала не позволяет снегу пересыпаться через его верхнюю кромку. Такая поверхность отвала мало деформирует снег и следовательно более рациональна с точки зрения расхода мощности на резание Переход на изогнутую поверхность делают на половине общей высоты отвала с радиусом закругления практически не превышающим 500—600 мм. Для отвалов с цилиндрической поверхностью постоянной кривизны которые эффективны только при низких рабочих скоростях радиус поверхности в первом приближении может быть определен по формуле
где H — наибольшая высота отвала в передней части в м;
γmin — наименьший угол резания в град.
Для отвалов сложной кривизны по этой формуле может быть определена кривизна верхней части отвала. При этом значение H равно высоте только изогнутой части отвала. Величина нижней плоской части отвала в этом случае определяется конструктивно. Поверхность отвала образуемая кривой с несколькими радиусами кривизны наиболее рациональна. Отвалы такой формы сложны в изготовлении. Высота передней части отвала должна быть на 15—20% больше толщины убираемого снежного покрова; у существующих моделей она равна 600—950 мм. Высота задней части отвала автомобильного снегоочистителя в 15—4 раза превышает высоту отвала в передней части. Высота задней части отвала тракторных снегоочистителей как более тихоходных выше передней на 30—40%. Снегоочистители предназначенные только для сдвигания снега имеют отвалы одинаковой высоты 05—1 м по
всей длине. Выбранная высота отвала не должна препятствовать наблюдению за работой плуга из кабины водителя.
Эффективность работы плужных снегоочистителей по удалению с дорожного покрытия уплотненного и обледеневшего снега толщиной 15—20 см зависит от формы лезвия ножа и возрастает при оборудовании отвала
зубчатым ножом. Зубчатый нож способствует более интенсивному врезанию плуга в снег. При работе с отвалом оснащенным зубчатым ножом угол резания не должен превышать 35—45° а угол захвата должен быть равен
—60°. Ножи изготовляют из стали 70Г и 65Г или из полосовой стали Ст. 5 с наплавкой режущих кромок зубьев износостойким сплавом или чугуном.
Процесс работы снегоочистителя связан с преодолением сопротивлений возникающих главным образом при взаимодействии рабочего органа с убираемым снежным покровом. Определение сил сопротивления позволяет выявить соответствие тяговых качеств автомобиля или трактора заданным условиям работы.
Рассчитаем действительную дальность отбрасывания снега отвалом плужного снегоочистителя:
Где - относительная скорость мс;
- направляющий угол ;
- высота снимаемого отвалом слоя снега м;
- плотность снега гсм3 [2]
В – ширина захвата плуга.
Техническая производительность (тч) плужного снегоочистителя:
Где В - ширина захвата отвала м;
Н- толщина снежного покрова м;
vm - рабочая скорость снегоочистителя мс;
рси- плотность снега кгм3
Кинематическая схема КАМАЗ
Тяговый расчет снегоочистителя при патрульной снегоочистке
Тяговое усилие Тд необходимые для преодоления сопротивления возникающие при работе машины () должны быть меньше силы тяги развиваемой снегоочистителем по сцеплению Тсц т.е.
Сопротивление возникающие при работе снегоочистителя определяется по формуле
Где - сопротивление передвижению базовой машины;
- сопротивление передвижение отвала снегоочистителя.
Полное сопротивление движению отвала определяется по формуле
где – сопротивление трению отвала о дорожное покрытие (при колесной опоре – сопротивление качению колес отвала);
– сопротивление резанию снега;
– сопротивление отбрасыванию снежной массы;
– сопротивление перемещению снега по рабочей поверхности отвала;
– сопротивление подъёму снега по отвалу;
– сопротивление перемещению призмы волочения когда отвал перемещается на небольшой скорости и снег отвалом не отбрасывается а лишь отодвигается в сторону.
Методика расчета тягового усилия и мощности необходимой для передвижения плужного снегоочистителя определяется в основном его скоростной характеристикой.
Проведенные во ВНИИземмаше исследования плужных снегоочистителей показали что подъём снега по поверхности отвала начинается в диапазоне скоростей снегоочистителя 15-20 кмч начало отбрасывания снега с верхней кромки – примерно с 25 кмч и интенсивный отброс – со скорости 30 кмч.
Таким образом критической скоростью при достижении которой срезанный снежный слой начинает приобретать упорядоченное движение по отвалу можно считать скорость 20-25 кмч. В связи с этим тяговый расчет проектируемого снегоочистителя производится для различных условий эксплуатации: при патрульной снегоочистке дорог и аэродромов (кмч) и при прокладке колонных путей и снегозащитных траншей (кмч).
Сила тяги по сцеплению в зависимости от коэффициента сцепления определяется по формуле [1]
В скоростном снегоочистителе при соответствующем выборе профиля рабочей поверхности отвала не успевает образовываться заметная призма волочения так как снег снятый ножом отвала с дорожного покрытия поднимается по рабочей поверхности движущегося отвала и по достижении верхней кромки отбрасывается в сторону. Поэтому при использовании формулы (7) сопротивление призмы волочения не учитывается и полное сопротивление движению снегоочистителя при патрульной снегоочистке определяется по формуле [1]
Сопротивление передвижению базовой машины и отвала определяется из выражения (10). Учитывая что скоростная снегоочистка как правило ведется на снежном слое небольшой высоты при определенных условиях резания для скоростного снегоочистителя следует руководствоваться гиперболической зависимостью от толщины стружки: [1]
где A – постоянная зависящая от физико-механических свойств снега и конструкции режущего органа для снега в естественном состоянии .
Сопротивление передвижению базовой машины и отвала : [1]
где – эксплуатационный вес снегоочистителя ;
– коэффициент сопротивления перекатыванию колес ; [1]
– уклон местности для расчетов примем ;
Сопротивление отбрасыванию снежной массы определяется по формуле
где – относительная скорость снежной частицы принимаем .
Сопротивление перемещению снега по отвалу определяется по формуле
Сопротивление подъему снега по отвалу определяется по формуле [1]
Сила тяги по сцеплению определяется по формуле (7).
Значение силы тяги по сцеплению превышает возникающие сопротивления при патрульной снегоочистке для данного вида работ рассчитываемый снегоочиститель подходит.
Определение мощности двигателя необходимой для работы машины
Мощность необходимая для работы снегоочистителя равна
где – КПД трансмиссии ;
– суммарное сопротивление возникающее при работе снегоочистителя
Мощность двигателя базовой машины превышает значение требуемой мощности снегоочистителя . Двигатель базовой машины способен обеспечить работу снегоочистителя.
Информация о проекте
Дата создания отчёта
C:UsersAdminDesktopНикитаДеталь.m3d
Информация о материалах
Сталь 50Г2 ГОСТ 4543-71
Название материала:Сталь 50Г2 ГОСТ 4543-71
Предел текучести [МПа]
Модуль упругости нормальный [МПа]
Коэффициент Пуассона
Температурный коэффициент линейного расширения [1C]
Теплопроводность [Вт(м*C)]
Предел прочности при сжатии [МПа]
Предел выносливости при растяжении [МПа]
Предел выносливости при кручении [МПа]
Информация о нагрузках
Распределенная сила: Распределённая сила:1
X = 0; Y = 8338.5; Z = 0
Информация о закреплениях
Закрепление: Закрепление:1
Закрепление: Закрепление:2
Закрепление: Закрепление:3
Конечно-элементная сетка
Параметры и результаты разбиения
Максимальная длина стороны элемента [мм]
Максимальный коэффициент сгущения на поверхности
Коэффициент разрежения в объеме
Количество конечных элементов
Инерционные характеристики модели
Центр тяжести модели [м]
Моменты инерции модели относительно центра масс [кг*м^2]
Реактивный момент относительно центра масс [Н*м]
Суммарная реакция опор [Н]
Абсолютнoе значение реакции [Н]
Абсолютнoе значение момента [Н*м]
Результаты статического расчета
Минимальное значение
Максимальное значение
Эквивалентное напряжение по Мизесу
Суммарное линейное перемещение
Коэффициент запаса по текучести
Коэффициент запаса по прочности
При выполнении данного проекта было спроектировано и рассчитан плужный снегоочиститель одноотвальный. Также при выполнении работы рассмотрены и решены вопросы предусмотренные техническим заданием:
- Произведён анализ научных трудов сделанных в данной области (патентный поиск);
- Проведен обзор и анализ существующих конструкций;
- Произведен расчет основных параметров плужного снегоочистителя;
- Произведен тяговый расчет;
- Рассмотрена кинематическая схема УРАЛ-4320
- Произведен расчет мощности двигателя необходимой для работы машины
- Произведен расчет на прочность.
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.

Спецификация.cdw

Рабочее оборудование
Рабочее оборудоание. Сборочный чертеж
Шплинт 10x71.4 ГОСТ 397-79
Рама рабочего органа
Шайба 20 ГОСТ 6402-70
-8g x 60 ГОСТ 17673-81
Шайба 16 ГОСТ 6402-70
Гидроцилиндр изменения направления отвала
Предохранительное устройство