Механизм подъема балансира автогрейдера

изготовление поршня(утолщенные линии).dwg

Нарезать резьбу в отверстии
выдерживая размеры 1-2.
Расточить отверстие и выточку
выдерживая размеры 1-10.
Сверлить отверстие напроход
выдерживая размеры 1 и 2.
Станок отрезной 8А631
Сталь 45 ГОСТ 1050-88
Остальные ТТ по СТБ 1014-95.
Операция 010 -Токарная: переход 1
Операция 025 - Фрезерная
Операция 015 - Токарная
Операция 010 - Токарная: переход 2
выдерживая размер 1 .
Операция 005 - Отрезная

Кронштейны.cdw

Сварные соединения II класса по СТБ 1016-96.
*Размеры для справок.
Остальные ТТ по СТБ 1022-96.

Кронштейны.dwg

Сварные соединения II класса по СТБ 1016-96.
*Размеры для справок.
Остальные ТТ по СТБ 1022-96.

Механизм подъема балансира.cdw

Размеры для справок.
Нормы затяжки резьбовых соединений по ОСТ
Подвижные соединения смазать смазкой ВНИИ
НП-207 ГОСТ 19774-74
Остальные ТТ по СТБ 1022-96.

Механизм подъема балансира.dwg

Размеры для справок.
Нормы затяжки резьбовых соединений по ОСТ
Подвижные соединения смазать смазкой ВНИИ
НП-207 ГОСТ 19774-74
Остальные ТТ по СТБ 1022-96.

Общий вид.cdw

Вынос отвала в сторону
Высота подъема отвала
Кинематическая схема работы
механизма подъема балансира
Гидроцилиндр подъема (опускания)
бульдозерного отвала
Гидроцилиндр подъема (опускания)
Гидроцилиндр выноса отвала в сторону
Гидроцилиндр поворота балансира
Гидромотор поворота отвала
Шарнир крепления тяговой рамы
Техническая характеристика.
Технические требования
Размеры для справок.

Общий вид.dwg

Вынос отвала в сторону
Высота подъема отвала
Кинематическая схема работы
механизма подъема балансира
Гидроцилиндр подъема (опускания)
бульдозерного отвала
Гидроцилиндр подъема (опускания)
Гидроцилиндр выноса отвала в сторону
Гидроцилиндр поворота балансира
Гидромотор поворота отвала
Шарнир крепления тяговой рамы
Техническая характеристика.
Технические требования
Размеры для справок.

Установка кронштейнов.cdw

Обозначение сварного шва
Установка кронштейнов
Сварное соединение II класса по СТБ 1016-96.
*Размеры для справок.
грунтовка ВЛ-02 ГОСТ 12707-77
эмаль АС-182 желтая ГОСТ 19024-79.
Посадочные отверстия от покрытия и
сварочных брызг предохранить.

Установка кронштейнов.dwg

Обозначение сварного шва
Установка кронштейнов
Сварное соединение II класса по СТБ 1016-96.
*Размеры для справок.
грунтовка ВЛ-02 ГОСТ 12707-77
эмаль АС-182 желтая ГОСТ 19024-79.
Посадочные отверстия от покрытия и
сварочных брызг предохранить.

Экономика.dwg

Показатели эффективности
Варианты конструкций
Себестоимость изготовления изделия
в том числе по статьям затрат:
основная заработная плата
аммортизация оборудования и зданий
Налоги не включаемые в себестоимость
Прибыль на одно изделие
Эффект на одно изделие в производстве
Текущие затраты на одно изделие
Экономический эффект у потребителя
Сумарный эффект в народном хозяйстве на одно изделие
Показатели экономической эффективности производства и эксплуатации автогрейдера
Автогрейдер Показатели экономической эффективности.

Механизм подъема балансира.cdw

Механизм подъема балансира.dwg

Спецификация кронштейн 1.cdw

Спецификация кронштейн 1.dwg

Спецификация кронштейн 2.cdw

Спецификация кронштейн 2.dwg

Установка кронштейнов.cdw

Установка кронштейнов.dwg

Записка.DOC

АНАЛИЗ НАУЧНО-ТЕХНИЧЕСКОЙ И ПАТЕНТНОЙ ЛИТЕРАТУРЫ ПО ТЕМЕ ДИПЛОМНОГО ПРОЕКТА 10
ВЫБОР БАЗОВОЙ МАШИНЫ И ВЫБОР СХЕМЫ
ХОДОВОГО ОБОРУДОВАНИЯ 44
РАСЧЕТ МЕХАНИЗМА ПОДЪЕМА БАЛАНСИРА
1 ОПРЕДЕЛЕНИЕ УСИЛИЙ В МЕХАНИЗМЕ И ВЫБОР ГИДРОАППАРАТУРЫ .48
2 РАСЧЕТ НА ПРОЧНОСТЬ ЭЛЕМЕНТОВ
МЕХАНИЗМА ПОВОРОТА БАЛАНСИРА. .. 48
ТЯГОВЫЙ РАСЧЕТ АВТОГРЕЙДЕРА .. 58
РАСЧЕТ ПРОИЗВОДИТЕЛЬНОСТИ АВТОГРЕЙДЕРА .64
ОПРЕДЕЛЕНИЕ ПАРАМЕТРОВ МАНЕВРЕННОСТИ 68
РАЗРАБОТКА ТЕХНОЛОГИЧЕСКОГО ПРОЦЕССА ИЗГОТОВЛЕНИЯ ПОРШНЯ ГИДРОЦИЛИНДРА
1 РАЗРАБОТКА МАРШРУТА ОБРАБОТКИ 73
2 РАСЧЕТ РЕЖИМОВ РЕЗАНИЯ .. 74
РАСЧЕТ ЭКОНОМИЧЕСКОЙ ЭФФЕКТИВНОСТИ
1 РАСЧЕТ ЗАТРАТ ПО СРАВНИВАЕМЫМ ВАРИАНТАМ
ТЕХНИЧЕСКИХ РЕШЕНИЙ 90
2 РАСЧЕТ СУММАРНОГО ЭКОНОМИЧЕСКОГО ЭФФЕКТА 94
1 ОПАСНЫЕ ВРЕДНЫЕ ФАКТОРЫ ВОЗНИКАЮЩИХ ПРИ РАБОТЕ АВТОГРЕЙДЕРА 98
2 ОБЩИЕ ТРЕБОВАНИЯ БЕЗОПАСНОСТИ 101
СПИСОК ИСПОЛЬЗОВАННЫХ ИСТОЧНИКОВ 109
Современное строительство включает возведение автомобильных дорог аэродромов мостов путепроводов тоннелей и других инженерных сооружений значение которых для жизни цивилизованного общества трудно переоценить. Его концепция предусматривает выполнение обширного перечня операций в качестве обязательных составляющих технологического процесса. Сюда входят очистка территорий от растительности и почвенного слоя разработка перемещение и укладка больших объемов нескального и скального грунта добыча переработка сортировка перевозка и укладка строительных материалов природного происхождения а также изготовление искусственных строительных материалов. Любая из перечисленных операций из-за грандиозного объема работ не может быть выполнена в короткие сроки без привлечения соответствующих машин и механизмов. Таким образом существование и совершенствование развитого многофункционального парка строительных и дорожных машин каждая из которых занимает определенное место в сложной технологической цепочке объективно необходимо. Все вместе эти машины входят в организационно-техническую систему обеспечивающую развитие благоустройство и эксплуатацию транспортных энергетических и коммуникационных сетей без которых невозможно нормальное функционирование государства. В централизованной экономике регулирование отношений заказчика и подрядчика осуществляют органы государственного надзора исходящие из так называемых «государственных» интересов. В рыночной экономике обычно предложения услуг (в том числе и строительных) превышает спрос на них что заставляет подрядчика выполнять требования заказчика повышая свою прибыль главным образом за счет снижения собственных издержек. Чтобы добиться такого результата подрядчик должен во-первых иметь выбор техники соответствующего назначения а во-вторых суметь оценить экономические последствия предполагаемого выбора. Квалифицированный выбор невозможен без информации о наличии машин доступных для приобретения их сертификации органами государственного надзора конструктивных особенностях специфике применения (в том числе и с учетом климата) надежности ценах комплектности условиях поставки возможности и стоимости подготовки персонала доступности и стоимости расходных материалов условиях и стоимости гарантийного и послегарантийного технического обслуживания. Сбор такой информации предшествует собственно комплектации или обновлению парка машин и формированию сопутствующих ему организационных структур. Источником ее на первых этапах обычно служат специализированные отраслевые и рекламно-коммерческие периодические издания а затем - информация фирм - производителей техники как общедоступная представляемая на выставках в рекламных проспектах и сайтах интернета так и эксклюзивная получаемая в ходе деловых встреч и переговоров с представителями фирм и торговых компаний.
Непрерывный рост интенсивности движения автомобильного транспорта а так же возрастающая необходимость в возведении новых промышленных и транспортных объектов требует повышения производительности в строительстве и улучшения эксплуатационных характеристик автомобильных дорог и прочих насыпей инженерного назначения. Высокие значения этих показателей для таких сооружений во многом определяются тщательностью планировочных работ при послойном их возведении а так же производительностью профилирующих машин. От этого зависят показатели «ровности» одежд и покрытий автомобильных дорог аэродромов и верхнего строения железнодорожных насыпей. Поэтому операция профилирования конструктивных слоёв в общем технологическом процессе строительства является достаточно важной и ответственной. Поэтому необходимо стремится к улучшению конструкций профилирующих и планирующих машин в частности - автогрейдеров.[1]
Целью дипломного проекта является ходового оборудования автогрейдера для снижения затрат времени на поворот машины при работе в стесненных условиям и тем самым повышая производительность за счет снижения времени цикла.
АНАЛИЗ НАУЧНО-ТЕХНИЧЕСКОЙ И ПАТЕНТНОЙ ЛИТЕРАТУРЫ ПО ТЕМЕ ДИПЛОМНОГО ПРОЕКТА
Целью данного анализа является изучение конструкций автогрейдеров их ходового и рабочего оборудования которые будут являться базами для проектирования.
При отделке земляного полотна дороги требуется произвести вырезание кюветов и профилирование поверхности и боковых откосов насыпи и выемок для придания этим элементам дорожного полотна необходимых поперечных и продольных уклонов. Эти работы выполняют автогрейдеры.
Автогрейдер - самоходная землеройно-транспортная колесная дорожно-строительная машина. Мощные автогрейдеры могут быть использованы и для возведения земляного полотна в нулевых отметках. Автогрейдеры применяют также на планировочных и вспомогательных работах и в других отраслях строительства - при сооружении площадок профильных выемок и насыпей. В зимнее время автогрейдером очищают дороги от уплотненного снега.
Автогрейдер обладает большой маневренностью и возможностью изменения углов установки отвала в горизонтальной и вертикальной плоскостях а также может осуществлять вынос отвала в сторону.
Кроме основного рабочего органа - отвала и имеющегося на многих автогрейдерах кирковщика эта машина может работать также с различными видами сменного навесного рабочего оборудования: грейдер-элеваторного снегоочистительного и другого будучи дешевле специализированных машин. В силу этих причин выпуск прицепных грейдеров продолжается главным образом с целью сезонного использования тракторов но этот тип машин не является перспективным и не развивается.
Автогрейдеры можно классифицировать по следующим основным признакам:
а) повесу машины: легкие весом до 9 т средние весом 10-12 т тяжелые весом 13-15 т и особотяжелые весом 17-23 т;
б) по устройству ходового оборудования: двухосные - с одной или двумя ведущими осями и трехосные - с двумя или тремя ведущими осями;
в) по системе управления рабочими органами:
с механическим (редукторным) или гидравлическим управлением.[1]
Легкие автогрейдеры используют для содержания и мелкого ремонта дорог и для постройки грунтовых дорог в нулевых отметках.
Средние автогрейдеры используют для возведения земляного полотна при небольших отметках насыпи и выемки в грунтах оптимальной влажности и для среднего ремонта дорог.
Автогрейдеры тяжелые и особотяжелые целесообразно использовать
при наличии больших объемов работ и в тяжелых грунтовые условиях.
Обычно у автогрейдеров управляемыми (поворотными) являются колеса передней оси; некоторые типы автогрейдеров имеют управляемыми колеса передней и задней оси что обеспечивает им возможность поворота со значительно меньшим радиусом и позволяет осуществлять поступательное движение при котором колеса задней оси не движутся по окончательно отделанной поверхности дороги.
Для удобства обозначения количества ведущих осей и осей имеющих управляемые колеса в технической литературе часто приводятся условные обозначения:
А - число осей с управляемыми колесами;
Б - число ведущих осей;
В - общее число осей машины.
Пользуясь таким способом обозначения для двухосного автогрейдера с двумя ведущими осями и всеми управляемыми колесами колесная схема будет обозначаться 2х2х2; для автогрейдера трехосного с двумя ведущими и одной управляемой осью колесная схема будет иметь вид.
Машины трехосные с двумя ведущими и одной управляемой осью (1 х 2 х 3) обладают по сравнению с другими автогрейдерами лучшей планирующей способностью достаточно хорошими тяговыми качествами и способностью сохранять устойчивость заданного прямолинейного движения при наличии боковой нагрузки например когда отвал работает будучи вынесенным в сторону. Такую схему ходового оборудования имеет подавляющее большинство мирового парка автогрейдеров.
Автогрейдеры со всеми ведущими колесами значительно дороже и сложнее в эксплуатации поэтому их применяют лишь в тех случаях когда от машины требуются высокие тяговые качества в трудных грунтовых условиях.
Поперечная устойчивость автогрейдеров при боковых нагрузках достигается за счет наклона ведомых колес при помощи специального механизма.
Основным рабочим органом автогрейдера является отвал с ножом; отвал имеет постоянный радиус кривизны. Практикой установлены следующие пределы изменения углов установки отвала автогрейдера: угол резании б = 30-г----80° с интервалами перестановки в 3-5°; угол захвата (р = 0-180°). Применение полноповоротного механизма установки отвала в плане дает возможность работать при любом угле захвата.
Рабочее оборудование автогрейдера состоит из отвала укрепленного на тяговой раме и кирковщика. Все механизмы управления рабочим оборудованием приводятся карданными валами от коробки управления установленной на колонке независимого отбора мощности. Все четыре колеса этого автогрейдера являются ведущими и управляемыми.
Система управления колесами позволяет например повернуть передние и задние колеса в противоположные стороны; при этом машина будет перемещаться по дуге круга; если же передние и задние колеса повернуть в одну сторону то машина будет двигаться поступательно под некоторые углом к своей продольной оси.
Рисунок 1.1 - Схема движения автогрейдера:
а — при планировании поверхности; б — при преодолении неровностей
Автогрейдеры благодаря трехосной компоновке с отвалом размещенным в базе между передними и задними колесами а также балансир-ной подвеске обеспечивают более высокую точность планировочных работ по сравнению с другими машинами например двухосными бульдозерами и скреперами. Отвал автогрейдера при проезде на вершину (рисунок 1.1 а) срезает грунт выступа. При этом отвал находится на линии колес и заглублять его не требуется. При переезде впадины отвал не режет грунт а срезанный на выступе грунт ссыпается во впадину. Таким образом значительно упрощается управление автогрейдером при выполнении планировочных работ. Благодаря большой колесной базе и балансирной подвеске задних колес неровности поверхности при планировании автогрейдером сказываются незначительно. Это объясняется тем что отвал находящийся в базе машины например при подъеме одного из колес на неровность опорной поверхности поднимется не больше чем на половину высоты этой неровности (рисунок 1.1 б).
Рассмотрим конструкции некоторых моделей автогрейдеров.
К основным параметрам и размерам грейдера (рисунок 1.2) относятся: масса; длина L и высота отвала (по хорде); боковой вынос отвала угол резания ножа Р; углы захвата ос и наклона Y отвала: колесная база колея передних и задних колес Вп; В- габариты Ах В хД. Кроме того прицепные и полуприцепные грейдеры характеризуются параметрами базовой машины а для автогрейдера — мощностью двигателя скоростью колесной схемой.[1]
Массу грейдера делят на конструктивную эксплуатационную и отгрузочную.
Конструктивная не учитывает массу заправочных материалов запасных частей инструмента и дополнительного оборудования.
Рисунок 1.2 - Основные параметры грейдеров: а — автогрейдера;
б — полуприцепного грейдера
Автогрейдер ДЗ-99-1-4 (рисунок 1.3) состоит из двигателя с системами питания запуска выпуска газа и охлаждения; трансмиссии включающей в себя сцепление коробку передач 11 карданную передачу и задний мост 12; ходовой части состоящей из основной рамы 4 передней оси 7 ступиц колес 13 с шинами; механизмов управления включающих в себя рулевое управление 5 и тормоза; гидросистемы 3; системы электрооборудования; приборов; кабины 2 с облицовкой 1; рабочего оборудования состоящего из тяговой рамы 8 с поворотным кругом отвалом 9 и кирковщиком 10 и бульдозерного оборудования 6.
Рисунок 1.3- Автогрейдер ДЗ-99-1-4:
– облицовка; 2 – кабина; 3 – гидросистема; 4 – основная рама; 5 – рулевое управление; 6 – бульдозерное оборудование; 7 – передняя ось; 8 – тяговая рама; 9 – отвал; 10 – кирковщик; 11 – коробка передач; 12 – задний мост; 13 – колесо с шиной.
Автогрейдер среднего типа ДЗ-31-1 с задними ведущими и передними управляемыми колесами оборудован особыми рабочими органами – отвалом и кирковщиком. Передние управляемые колеса могут наклоняться в обе стороны.
Автогрейдер (рисунок 1.4) состоит из двигателя с системами питания запуска выпуска газа и охлаждения; трансмиссии включающей в себя сцепление коробку передач 3 карданную передачу и задний мост 2; ходовой части состоящей из основной рамы 9 передней оси 6 ступиц колес колес 1 с шинами; механизмов управления включающих в себя рулевое управление 8 и тормоза; гидросистемы 10; системы электрооборудования; приборов; кабины 11 с облицовкой 12 и оперением; рабочего оборудования состоящего из тяговой рамы 5 с поворотным кругом отвалом 4 и кирковщика 7. [1]
Рулевое управление включает в себя рулевое колесо карданную передачу рулевой механизм с гидроусилителем и системой рычагов и тяг механизма поворота передних управляемых колес.
Кабина автогрейдера двухместная закрытая оборудована регулируемыми сиденьями контрольно-измерительными приборами вентиляцией и отоплением. Высота кабины позволяет работать оператору как сидя так и стоя.
Рисунок 1.4- Автогрейдер ДЗ-31-1:
– колесо с шиной; 2 – задний мост; 3 – коробка передач; 4 – отвал; 5 9 – тяговая и основная рамы; 6 – передняя ось; 7 – кирковщик; 8 – рулевое управление; 10 – гидросистема; 11 – кабина; 12 – облицовка.
Отвал автогрейдера – с нижними и боковыми ножами рабочие поверхности которых наплавлены износостойким твердым сплавом. В зависимости от выполняемых работ отвал может занимать различные положения (поворот в плане на 360° подъем и опускание наклон в обе стороны в вертикальных плоскостях вынос в обе стороны с наклоном к горизонту от 0 до 90°). Отвал можно устанавливать под различными углами резания что достигается изменением положения зубчатых гребенок которые крепят верхнюю часть отвала к поворотному кругу. Отвал поворачивают в плане с помощью механизма поворота состоящего из гидромотора и червячного редуктора. Рабочим оборудованием и наклоном передних управляемых колес управляют из кабины машиниста автогрейдера с помощью гидропривода.
Модификация автогрейдера среднего типа выпускается на базе основной модели автогрейдера ДЗ-31-1.
Гидромеханическая трансмиссия позволяет автоматически плавно регулировать скорость движения автогрейдера в зависимости от сопротивления движению что создает оптимальные условия работы автогрейдера улучшает его динамические свойства и повышает проходимость.
Кроме того гидротрансформатор уменьшает динамические нагрузки в трансмиссии повышая при этом долговечность двигателя трансмиссии.
Автогрейдер тяжелого типа ДЗ-98 со всеми ведущими колесами (передними и задними) из которых передние – управляемые оборудован основными рабочими органами – отвалом и кирковщиком.
Автогрейдер ДЗ-98 (рисунок 1.5) состоит из двигателей с системами питания запуска предпускового подогрева двигателя выпуска газа и охлаждения; трансмиссии включающей в себя промежуточный редуктор сцепление коробку передач раздаточную коробку (промежуточный редуктор сцепление коробка передач и раздаточная коробка выполнены в одном блоке); карданной передачи 10; привода переднего 7 среднего 11 и заднего 13 мостов; ходовой части состоящей из основной рамы 5 балансирной подвески 12 среднего и заднего мостов ступиц колес колес 14 с шинами; механизмов управления включающих в себя рулевое управление 3 и тормоза; гидросистемы 4; системы электрооборудования приборов; кабины 2 с облицовкой 1 и оперением; рабочего оборудования состоящего из тяговой рамы 8 с поворотным кругом отвала 9 и кирковщика 6.
Рисунок 1.5 - Автогрейдер ДЗ-98:
– облицовка; 2 – кабина; 3 – рулевое управление; 4 – гидросистема; 5 – основная рама; 6 – кирковщик; 7 11 13 – передний средний и задний мосты; 8 – тяговая рама; 9 – отвал; 10 – карданная передача привода переднего моста; 12 – балансирная подвеска среднего и заднего мостов;
Автогрейдеры имеют три вида рабочего оборудования: отвал рыхлитель-кирковщик бульдозер. Помимо перечисленных видов рабочего оборудования автогрейдеры могут оснащаться откосником кюветоочистителем снегоочистителем.
Основным рабочим органом автогрейдера является отвал (рисунок 1.6) который состоит из трех сборочных единиц: тяговой рамы поворотного круга непосредственно отвала. Тяговая рама имеет треугольную форму. В ее передней части имеется шарнир с крышкой для соединения с головкой основной рамы. Снизу к раме приварены плиты для крепления поворотного круга. На передней плите крепится редуктор поворота отвала. Поворотный круг состоит из кольца с приваренными лапами зубчатого венца прикрепленного к кольцу болтами. Такое устройство поворотного круга позволяет изменять положение венца относительно круга при неравномерном износе зубьев. К тяговой раме поворотный круг крепится накладками с регулировочными болтами. [2]
Рисунок 1.6 - Отвал (а) и удлинитель отвала (б):
— шарнир гидравлический; 2 — водило; 3 — накладка регулировочная; 4 — контргайка; 5 — болт регулировочный; 6 10 — прокладки регулировочные; 7 — накладка опорная; 8 — шкворень; 9 — крышка; 11 — рама тяговая; 12 – круг поворотный; 13 – гидроцилиндр изменения угла резания; 14 20 — отвал; 15 — кронштейн изменения угла резания; 16 — нож основной; 17 — нож боковой; 18 — удлинитель с уширителем; 19 — детали крепления.
Отвал крепится к поворотному кругу двумя кронштейнами установленными на штанге поворотного круга. Отвал снащен основными и боковыми ножами реверсивного типа. При износе режущей кромки основных ножей перестановка их произвоодится переворачиванием. Боковые ножи при износе их режущей кромки переставляют выдвижением смещая на одно отверстие вниз или переворачиванием. Изменение угла резания отвала производится гидроцилиндрами этим же гидроцилиндром отвал выносится относительно тяговой рамы в обе стороны. Съемный кронштейн для крепления головки штока гидроцилиндра на отвале может быть передвинут. Поворот отвала в плане осуществляется редуктором цилиндрическая шестерня которого входит в зацепление с зубчатым венцом поворотного круга. Гидравлический шарнир закрепленный на поперечной балке тяговой рамы обеспечивает пропуск рабочей жидкости к гидроцилиндрам изменения угла резания отвала и его выноса.
Редуктор поворота отвала (рисунок 1.7) закреплен на тяговой раме болтами и шпильками. Основными его деталями являются корпус червячное колесо червяк крышки подшипники валы шестерня. Посредством втулки и муфты червяк соединяется с валом гидромотора.
Рыхлитель-кирковщик предназначен для рыхления старых асфальтовых покрытий ремонтируемых булыжных мостовых и разрабатываемых тяжелых грунтов. Рама рыхлителя крепится к балкам основной рамы. Подъем и опускание рабочего органа осуществляются гидроцилиндром. Рыхление производится зубьями при движении автогрейдера вперед. Не рекомендуется движение машины задним ходом при заглубленных зубьях так как при этом могут быть сорваны их наконечники. Старые дорожные покрытия и плотные грунты следует рыхлить одним средним зубом.
Бульдозер (рисунок 1.8) предназначен для продольного перемещения грунта засыпки траншей ии пазух. Подвеска бульдозера выполнена по типу параллелограмма чтобы отвали нож занимали положение параллельно разрабатываемой поверхности основания. Подъем и опускание отвала производитсся гидроцилиндром.
Откосником (рисунок 1.9) срезают и отделывают кюветы. Откосники применяют для профилирования откосов треугольного и трапецеидального профиля. Крепится откосник к отвалу с правой стороны с помощью центрального и фиксирующего болтов и поддерживается цепью закрепленной на раме автогрейдера.
Рисунок 1.7 - Редуктор поворота отвала:
5 11 17 29 — болты; 2 10 16 — уплотнительные прокладки; 3 — гидромотор; 4 — переходник; 6 – муфта; 7 – вал; 8 – червяк; 9 – втулка; 12 18 19 32 — крышки; 13 — подшипник конический; 14 23 – регулировочные прокладки; 15 — корпус; 20 – зубчатое колесо; 21 26 — шайбы; 22 — вал; 24 — колесо; 25 — стакан; 27 33 – гайки; 28 – регулировочный болт; 30 — шарикоподшипник; 31 — уплотнительное кольцо.
Рисунок 1.8 - Бульдозер:
— рама; 2 — гидроцилиндр; 3 — серьга; 4 7 8 10 — штуцер; 5 11 — труба; 6 12 — угольник; 9 — гидрозамок; 13 — отвал бульдозера; 14 — нож
Кюветоочиститель (рисунок 1.10) предназначен для очистки боковых канав от снега. Крепят кюветоочиститель к отвалу. Форма кюветоочистителя соответствует сечению кювета.
К ходовому оборудованию относятся передние оси детали подвески оси и задних мостов механизм наклона передних колес колеса и шины автогрейдера.
Передние оси легких и средних автогрейдеров конструктивно подобны. Поэтому рассмотрим конструкцию передней оси автогрейдера ДЗ-98. [3]
Передняя ось (рисунок 1.11) включает колеса со ступицей ось моста механизм поворота колес и механизм наклона колес. Подвешивается ось к раме автогрейдера на шарнире подвески что обеспечивает качание оси в поперечной плоскости на угол в пределах 15° от горизонтального положения. Ограничивается качание упорами приваренными на раме автогрейдера.
Ось 8 представляет собой сварную балку коробчатого сечения с раскосами. На краях оси приварены проушины с расточками для пальцев обеспечивающих шарнирное соединение шкворней с осью. Наличие таких шарниров обеспечивает наклон шкворней и следовательно колес. Для одновременного наклона двух колес оба шкворня соединены штангой. Наклон осуществляется с помощью гидроцилиндра один конец которого закреплен на балке оси а второй на штанге. Изменением длины гидроцилиндра регулируется наклон колес до 20° от среднего положения.
Рисунок 1.9 - Оборудование откосника:
а — треугольного профиля; б — трапецеидального профиля; 1 — отвал; 2 – тяговая рама; 3 6 — болты; 4 — откосник; 5 — цепь
Рисунок 1.10 - Оборудование кюветоочистителя:
– отвал; 2 – кюветоочиститель
Поворот колес в плане для управления автогрейдером осуществляется вокруг вертикальной оси шкворня с помощью гидравлического механизма (на рисунке не показан) воздействующего на рычаг шкворня через вилки и тяги образующие рулевую трапецию.
В шкворнях на двух бронзовых втулках установлены цапфы являющиеся осями передних колес. Ступица колеса свободно вращается на подшипниках опирающихся на ось цапфы.
В передних ведомых осях автогрейдеров регулируют подшипники ступиц колес а также схождение и наклон передних колес.
Конические роликовые подшипники регулируют регулировочной гайкой для чего предварительно снимают контровую гайку стопорную шайбу и замковую шайбу. При этом регулировочную гайку заворачивают до полного устранения люфта в подшипниках так чтобы вращение ступицы проходило с легким торможением. Затем гайку отпускают на 16 оборота и законтривают. Смазывают ступицы набивкой масла в полость закрытую крышку.
Наклон колес регулируют изменением длины штока гидроцилиндра и проверяют достигнутым равномерным наклоном от среднего положения в обе стороны.
Рисунок 1.11 - Передняя ось автогрейдера
Подвеска задних ведущих мостов автогрейдера ДЗ-98 (рисунок 1.12) состоит из двух балансиров коробчатого сечения с шаровыми опорами в которых фиксируются шаровые пальцы мостов.
Продольные балансиры связаны общей осью относительно которой качаются балансиры с мостами. Колено оси удерживается от проворота с помощью штанги. К основной раме автогрейдера подвеска крепится кронштейнами.
Для восприятия усилий стремящихся повернуть ведущие задние мосты вокруг оси установлены две реактивные штанги с шаровыми наконечниками. Один конец штанги 5 соединен с балкой ведущего моста другой— с рамой автогрейдера.
Рисунок 1.12 - Подвеска задних мостов автогрейдера ДЗ-98: 1 — балансир 2 5 — штанги 3 — ось 4 — кронштейн 6 — гайка 7 8 — подшипники 9 — шаровой палец 10 — сухарь 11 — резьбовая пробка
В подвеске задних мостов автогрейдера ДЗ-98 регулируются шаровые соединения реактивных штанг и шаровые опоры крепления мостов. Люфт в шаровых соединениях реактивных штанг выбирается с помощью регулировочных пробок которые надо сначала затянуть до отказа а затем отпустить до возможности контровки. Люфты в шаровой опоре крепления моста устраняют подбором количества прокладок под крышкой.
Рисунок 1.13 - Колесо в сборе:
— покрышка 2 — камера 3 — ободная лента 4 — обод
Техническое обслуживание узлов передней оси и подвесок заключается главным образом в систематической проверке крепления и при необходимости подтягивания болтов особенно в начальный период эксплуатации автогрейдера; проверке регулировки подшипников ступиц колес схождения и наклона колес а также своевременной смазке подшипников шарниров и шаровых соединений в соответствии с картой смазки.
Пневматические шины применяемые в автогрейдерах оказывают большое влияние на эксплуатационные качества машины (скорость передвижения проходимость).
Определяется это рисунком протектора внутренним давлением в шине ее конструкцией.
В комплект шины (рисунок 1.13) входят покрышка камера обод-ная лента. Покрышка представляет собой резино-тканевую массу. Основой покрышки является корд из хлопковой ткани и искусственного шелка. Сейчас для шин автогрейдеров применяется нейлоновый корд обеспечивающий высокую прочность покрышки. [3]
Ободную ленту изготовляют из мягкой резины. Лента служит в качестве прокладки между ободом колеса и камерой предохраняя камеру от трения по металлу при деформации шин под нагрузкой.
Шины по внутреннему давлению делятся на шины сверхнизкого низкого и высокого давления. На автогрейдерах чаще применяют шины низкого давления составляющего не более 3 кгссм.
В последнее время на автогрейдерах начинают применяться бескамерные шины. Основные преимущества таких шин — большая надежность и безопасность при аварии так как при прорыве покрышки давление в них падает медленно. Вентиль в бескамерных шинах крепится прямо на ободе что уменьшает опасность связанную с проворотом шины на ободе.
Для общего ознакомления с взаимодействием механизмов обеспечивающих движение автогрейдера рассмотрим кинематическую схему (рисунок 1.14). Кинематические схемы изображенные с помощью условных обозначений позволяют проследить последовательность передачи вращения коленчатого вала двигателя ведущим колесам автогрейдера. [3]
Коленчатый вал двигателя автогрейдера передает вращение через включенную муфту и соединительный (карданный) вал ведущему валу коробки передач.
На ведущем валу установлена зубчатая муфта которая может включаться с цилиндрическими шестернями свободно вращающимися на подшипниках на валу. При включении муфты например с шестерней эта шестерня начинает вращаться выход - ведущее колесо заодно с валом.
Одновременно с шестерней вращаются зацепленная с ней шестерня и промежуточный вал с закрепленными на нем шестернями. Включив зубчатую муфту с шестерней мы передадим вращение от вала к выходному валу.
Следовательно переключая в разные положения зубчатые муфты можно получить различную скорость вращения выходного вала коробки передач.
От вала вращение через карданный вал передается главной передаче. Главная передача состоит из пары шестерен расположенных под углом 90° (называемых коническими) и пары цилиндрических шестерен. От главной передачи вращение через полуоси и шестерни бортовых редукторов передается ведущим колесам.
Рисунок 1.14 - Кинематическая схема автогрейдера с бортовыми редукторами: 1 — двигатель 2 — муфта сцепления 3 15 — карданный вал 4 7 9 12 14 — шестерня 5 роока передач 6 13 — зубчатая муфта 8 — ведущий вал 10 — промежуточный вал 11 — ноя вал 10 — главная передача 17— полуось 18— бортовой редуктор 19 - колесо
Таким образом меняя скорость вращения выходного вала коробки передач можно изменять скорость вращения ведущих колес следовательно скорость движения автогрейдера.
Автогрейдер кинематическая схема которого показана на рисунок 1.15 отличается от предыдущего тем что у него вращение выходного вала коробки передач передается на задние ведущие колеса через редуктор и главные передачи раздельных ведущих мостов. Кроме того у этого автогрейдера передний мост также ведущий. [3]
Рисунок 1.15 - Кинематическая схема автогрейдера с раздельными ведущими мостами: 1 — двигатель 2 — муфта сцепления 3 — коробка передач 4 7 9 — карданные валы 5 — передний ведущий мост 6 — средний ведущий мост 8 — раздаточный редуктор 10 — задний ведущий мост 11 — промежуточный редуктор
Рассмотрим гидравлическую схему привода автогрейдера на базе автогрейдера ДЗ-180А.
В гидравлической схеме (рисунок 1.16) рабочая жидкость из баков В1 и В2 всасывается гидронасосами HI и Н2 и подается к гидрораспределителю Р1 и гидрорулю НЗ. При нейтральном положении рычагов распределителя Р1 полости всех гидроцилиндров и гидромотора M1 заперты рабочая жидкость от правого насоса Н2 пройдя через гидроусилители сцепления тормоза и распределитель сливается через фильтр Т в бак. Когда машинист включает соответствующую рукоятку распределителя рабочая жидкость от левого насоса HI проходит через гидроруль НЗ и сливается через тот же фильтр в бак. Если машинист производит поворот рулевого колеса жидкость через гидроруль НЗ подается в один из цилиндров поворота передних колес машины. [3]
Рисунок 1.16 - Гидравлическая схема автогрейдера ДЗ-180А:
HI Н2 – гидронасосы; МН1 МН2 МНЗ – манометры; УС УС2 – гидроусилители; КР1 КР2 КРЗ КР4 КР5 – предохранительные клапаны; В1 В2 – гидробаки; ЗМ1 3М7 – гидрозамки; К31 К32 КЗЗ – замедлительные клапаны; M Т – фильтр; НЗ – гидроруль; С1-С14 – гидроцилиндры; Р1 – гидрораспределитель; КРТ1 — клапан потока
Рассмотрим технологический процесс работы автогрейдера.
Технологический процесс выполнения работы состоит из ряда последовательных операций: зарезания грунта поперечного его перемещения послойного разравнивания. Для этого необходима бригада автогрейдеров. Бригада автогрейдеров состоит из четырех однотипных машин (рисунок 1.17) работающих в одном комплекте. Первый автогрейдер работает на зарезании грунта из резерва. Зарезание грунта производится левым или правым концами отвала в зависимости от направления движения автогрейдера. Отвал устанавливают на максимальное зарезание с углом захвата 40-45 угол наклона до 13 и угол резания 40-45°. Зарезание ведут послойно от внутренней бровки резерва стружкой возможно большего сечения.
Вырезанный грунт перемещается к оси насыпи тремя автогрейдерами работающими по ступенчатой схеме одним фронтом. Для большей производительности валы автогрейдеров работающих на перемещении оборудуются удлинителями и имеют соответствующую установку: угол захвата 40-45° угол наклона 3-5 и угол резания 45-50°. Следует стремиться за один проход грейдеров переместить грунт на возможно большее расстояние. Технологически возведение насыпи грейдерами производят послойно: после отсыпки первого слоя грунта таким же порядком отсыпают второй и последующие слои постепенно наращивая высоту насыпи. Валики грунта в насыпи можно укладывать по-разному в зависимости от заданной степени уплотнения грунта насыпи. Если насыпь не требует наслойного уплотнения после каждого слоя отсыпанного грунта а расчет ведется на ее естественную осадку и уплотнение то валики в насыпи можно укладывать вприжим.
Если на насыпи будет устроено капитальное покрытие то насыпь необходимо возводить с послойным уплотнении. Для повышения производительности грейдеров необходимо: увеличить площадь поперечного сечения стружки применять высокие скорости передвижения грейдера уменьшать холостые пробеги а также рыхление грунта одновременную работу двух автогрейдеров (рисунок 1.18). [3]
Рисунок 1.17 - Схема работы бригады автогрейдеров
Рисунок 1.18 - Схема одновременной работы двух автогрейдеров.
Конструкции автогрейдеров выполнены по двух- или трёхосной схеме с передними управляемыми колёсами. Привод ведущих колёс не имеет дифференциальных механизмов. Такой привод повышает тягово-сцепные свойства и курсовую устойчивость прямолинейного движения автогрейдеров но снижает показатели поворота: радиус поворота автогрейдера достигает 11—18 м а время поворота — от 60 до 90 с. Основные операции выполняемые автогрейдером при возведении насыпей следующие: резание грунта его боковое перемещение укладка разравнивание и профилирование при длине рабочего участка не менее 400—500 м. Из 100 рабочих проходов на резание грунта приходится 20-30 на перемещение 60—75 и на отделочные операции 5—10 проходов. В этих условиях общие потери времени на поворот автогрейдера за смену могут составлять от 16 до 25 ч что существенно снижает его производительность. На относительно коротких участках дорожного строительства (менее 150 м) целесообразнее двигаться обратным (холостым) ходом а в стеснённых условиях применяется маневрирование по сложной траектории включая движение задним ходом.
Недостаточная манёвренность привела к созданию автогрейдеров по типу шарнир-но сочленённых машин что позволяет уменьшить радиус их поворота. Однако такое техническое решение существенно усложняет конструкцию и увеличивает массу основной рамы грейдера. Кроме того наличие балансирной тележки ведущих колёс остаётся дестабилизирующим фактором в кинематике поворота грейдера которая по-прежнему достаточно сложна из-за отсутствия единого центра поворота для всех осей.
В статье рассмотрен способ уменьшения радиуса поворота трёхосного автогрейдера с временной трансформацией его колёсной формулы который позволяет сократить колёсную базу и улучшить кинематику поворота с общим центром для всех осей.
При всём многообразии конструктивного исполнения привода ведущих колёс грейдера их принципиальная кинематическая схема однотипна. Её суть в том что крутящий момент от коробки перемены передач через коническое зубчатое зацепление и редуктор балансира подводится к ведущим колёсам. Общим конструктивным признаком является установка ведущих колёс на балансирах с возможностью их качания на осях для выравнивания опорных реакций на колёсах каждого из бортов а также жёсткая кинематическая связь между задними ведущими колёсами.
Такая особенность привода ведущих колёс и их попарное балансирное крепление на раме грейдера создают возможность принудительного уменьшения его продольной базы на холостом ходу что уменьшает радиус поворота. Этого можно достичь путём синхронного поворота бортовых балансиров до полной разгрузки колёс задней оси и их полного выведения из контакта с опорной поверхностью с помощью гидроцилиндров (рисунок 1.19). В этом случае передние колёса балансирных тележек (средняя ось) принимают на себя всю нагрузку а колёсная формула 1x2x3 или 1x3x3 превращается в 1x1x2 или 2x2x2 (при наличии переднего ведущего моста).
Для управления гидроцилиндрами подъёма-опускания задней пары ведущих колёс (оси) автогрейдера в автоматическом режиме можно использовать датчик угла поворота управляемых колёс. В этом случае гидроцилиндр привода поворота балансира срабатывает при их максимальном угле поворота. Клапан подачи давления располагается в рулевом механизме. Для поворота балансиром ведущих колёс предназначен гидроцилиндр двухстороннего действия управляемый золотниковым 4-ходовым распределительным устройством имеющим два рабочих нейтральное и плавающее положения.
Принципиальная схема гидравлической системы управления гидроцилиндрами поворота приведена на рисунке 1.20.
При движении автогрейдера с тяговой нагрузкой по прямолинейной или криволинейной траектории большого радиуса золотниковый распределитель 5 установлен в плавающем положении. Под влиянием неровностей дороги ведущие колёса копируют рельеф местности а поршень гидроцилиндра не препятствует их перемещению.
Рисунок 1.19 - Схема трансформации колёсной базы автогрейдера:
а - общий вид грейдера; б— схема балансирной тележки; 1 — подмоторная рама; 2— главная передача; 3— корпус редуктора балансира; 4— ось качания балансира; 5 и б— колёса задней и средней осей; 7— гидроцилиндры подъёма задней оси; 8— кронштейн крепления цилиндра к раме; h — высота подъёма колёс задней оси
Балансирное крепление обеспечивает равенство нагрузок на колёса средней и задней осей (рисунок 1.21). Оси средних колёс совершают перемещение по дуге a оси задних - по дуге относительно оси балансира 06 с радиусом (рисунок 1.21 и 1.22).
При повороте с минимальным радиусом для движения в обратном направлении золотник распределителя устанавливают в рабочее положение «подъём». При этом поршень гидроцилиндра перемещается вверх а его шток шарнирно связанный с корпусом балансира поворачивает последний относительно оси - его качания до заданного положения обеспечивающего вывод колёс задней оси из контакта с опорной поверхностью. Ось заднего колеса при этом перемещается по траектории от исходного горизонтального положения относительно оси с радиусом равном базе балансирной тележки .
Таким образом происходит трансформация колёсной формулы 1x2x3 в схему 1x2x2 вследствие чего колёсная база автогрейдера уменьшается (см. рисунок 1.22).
Рисунок 1.20 - Гидравлическая система управления:
— бак; 2 — фильтр; 3 - насос; 4 — предохранительный клапан; 5 — золотниковый распределитель; 6 — трубопроводы; 7 — поршень; 8 — гидроцилиндр; 9 — штоки; 10 — бортовые балансиры; 11 — оси качания балансиров; 12 - подмоторная рама.
Рисунок 1.21 Схема перемещения колёс балансирной тележки:
— на горизонтальной поверхности; 2 и 3 - переезд неровностей; 4 — подъём задней оси
Рисунок 1.22 - Схема определения колёсной базы автогрейдера при подъёме осей задних колёс
При подъёме задней оси нагрузка на среднюю ось возрастает приблизительно в 2 раза соответственно изменяется глубина колеи в зависимости от несущей способности опорной поверхности и размеров колеса (рисунок 1.23). Согласно расчётам увеличение глубины колеи при подъёме задней оси грейдера с удвоением нагрузки на среднюю ось изменяется в допустимых пределах.
Рисунок 1.23 - Зависимость глубины колеи от коэффициента объёмного смятия грунта при нагрузке на шину 175-25:
-2500 кг; 2 -5000 кг
Перераспределение общего веса грейдера приводит также к увеличению нагрузки на передние колёса которое равно
где и - нагрузка на колёса при стандартной колёсной формуле грейдера и трансформированной при подъёме оси задних колёс.
Величина с учётом изменения реальных размеров продольной базы составляет около 15% от первоначальной. При этом дополнительная нагрузка на передние управляемые колёса способствует уменьшению радиуса поворота. Так обработка экспериментальных данных приведённых в работе иллюстрирует зависимость радиуса поворота от нагрузки на передний мост автогрейдера (рисунок 1.24).
Рисунок 1.24 - Зависимость радиуса поворота от вертикальной нагрузки действующей на передний мост автогрейдера при постоянной силе тяги
На рисунке 1.25 приведена схема поворота автогрейдера.
Рисунок 1.25 – Схема поворота автогрейдера
Влияние радиуса поворота автогрейдера на его производительность определена (для примера) по методике работы. Расчётная продолжительность одного поворота машины для классической схемы принята равной 60-90 с а для предложенной - 53—79 с вследствие уменьшения радиуса поворота. Согласно результатам расчёта вариант автогрейдера с подъёмом его задней оси на повороте по производительности приближается к варианту его исполнения с шарнирно сочленённой рамой (рисунок 1.26).
Рисунок 1.26 Зависимости производительности автогрейдера от длины рабочего участка .
- шарнирная рама; 2 - поворот при поднятой задней оси; 3 — классическая схема поворота
Обзор патентных источников приведен в приложении А.
Анализируя приведенную выше информацию все автогрейдеры не отвечают поставленным требованиям а именно работа в стесненных условиях. Конструктивные схемы автогрейдеров позволяют проводить работу в заданных условиях однако при использовании их при использовании их на узких и тупиковых участках резко снижается их эффективность так как возрастает время затрачиваемое на маневрирование. Тем самым все выше упомянутые автогрейдеры тратят значительное количество энергоресурсов по отношению к объему выполненных работ.
В предлагаемой конструкции также решается проблема паразитной мощности которая возникает в бездифференциальном приводе.
При бездефференциальном приводе скорости вращения колес одинаковы во всех случаях движения машины. Вследствие этого между колесами машины и опорной поврехностью могут возникнуть весьма большие силы. Детали трансмиссии нагружаются при этом дополнительным моментом а через механизмы передаются дополнительная – паразитная мощность увеличивающая износ механизмов. [4]
Решением данной задачи является модернизация ходового оборудования с целью создания более маневренного автогрейдера.
ОПИСАНИЕ БАЗОВОЙ МАШИНЫ И ВЫБОР СХЕМЫ ХОДОВОГО ОБОРУДОВАНИЯ
Сегодня компания насчитывает 175 работников. Имеется своя конструкторская и технологическая служба. Парк основного оборудования составляет 95 единиц. Технологические возможности предприятия - раскрой проката и листового металла (в том числе с ЧПУ) все виды гибки механическая обработка (включая точные операции чистовой обработки и доводки тел вращения плоских деталей корпусных изделий и рамных конструкций крупных габаритов) термическая обработка сварка сборка окраска и др.
Ежегодно разрабатывается и внедряется в производство несколько единиц новой техники.
При производстве изделий используются комплектующие как белорусского так и российского украинского польского немецкого итальянского и др. производства.
Основной заказчик предприятия - департамент "Белавтодор". Кроме этого развернута широкая дилерская сеть как в Республике Беларусь так и в странах ближнего зарубежья (особенно Россия Украина Казахстан). Продукция предприятия реализуется и в страны дальнего зарубежья.
Рисунок 2.1 – Автогрейдер ГС-14.2 (ДЗ-180)
Техническая характеристика автогрейдера ГС-14.2 (ДЗ-180) приведена в таблице 2.1.
Таблица 2.1 – Техническая характеристика автогрейдера ГС-14.2 (ДЗ-180) .
Д-260.14-81 (г. Минск)
Мощность эксплуатационная кВт (л.с.)
механическая (задний мост с самоблокирующимся дифференциалом)
Скорость движения кмч
Распределение массы по мостам %
длина с бульдозером мм
высота (с маяком) мм
Дополнительное рабочее оборудование:
Рыхлитель— кирковщик заднего расположения
Угол зачистки откоса град
Габаритный чертеж автогрейдера ГС-14.2 (ДЗ-180) приведен на рисунок 2.2
Рисунок 2.2 - Габаритный чертеж автогрейдера ГС-14.2 (ДЗ-180)
Чертеж рабочего оборудования приведен на рисунке 2.3.
Рисунок 2.3 - Чертеж рабочего оборудования
Схема разработанной конструкции модернизированной задней подвески приведена на рисунке 2.4.
Рисунок 2.4 - Кинематическая схема механизма подъема балансира
РАСЧЕТ МЕХАНИЗМА ПОВОРОТА БАЛАНСИРА
1 ОПРЕДЕЛЕНИЕ УСИЛИЙ В МЕХАНИЗМЕ И ВЫБОР ГИДРОАППАРАТУРЫ
Для подъема балансира гидроцилиндрам необходимо преодолеть момент сопротивления повороту балансира создаваемый весом автогрейдера приходящегося на каждое из колес автогрейдера.
В общем уравнение моментов будет выглядеть так
где - тяговое усилие гидроцилиндра Н;
- вес приходящийся на колесо грейдера Н.
Вес приходящийся на колесо грейдера будет равен весу приходящемуся на задний мост так как в момент отрыва второго колеса весь вес будет восприниматься только одним колесом и он составляет 70% от общего веса автогрейдера (таблица 2.1). Поэтому вес будет равен
где - вес приходящийся на задний мост грейдера Н;
- вес грейдера Н ().
Тогда необходимое минимальное тяговое усилие гидроцилиндра равно
Зная давление в гидросистеме и необходимое тяговое усилие на штоке гидроцилиндра определяем его геометрические параметры.
Диаметр цилиндра определяется из условия обеспечения требуемого максимального усилия на штоке гидроцилиндра и зависит от направления действия данного усилия. При работе штока на сжатие (выталкивание штока из корпуса гидроцилиндра) рабочая жидкость под давлением Р = Рном подается в поршневую полость и создает на штоке усилие при этом в штоковой полости возникает сила сопротивления вызванная противодавлением Рш:
где - коэффициент запаса по давлению учитывающий потери давления в трубопроводах особенности гидропривода требования надежности;
- коэффициент мультипликации ;
гм=о·мц - гидромеханический КПД гидроцилиндра равный произведению объемного и механического КПД гидроцилиндра. Объемный КПД современных гидроцилиндров принимается - о = 099 механический КПД равен мц= 095. Тогда . [6]
Давление в штоковой полости гидроцилиндра можно для предварительных расчетов принять Рш = 03 05 МПа.
Значения коэффициента мультипликации можно определить по формуле
или принять в расчетах φ =133 или 165. [6]
Тогда минимально допустимое значение диаметра поршня гидроцилиндра будет равно
Принимаем по рекомендациям [12] c учетом запаса .
Диаметры штоков гидроцилиндров определяем по формуле и округляем в соответствии с [6]
Принимаем =50мм. [6]
Скорость перемещения поршня находится по формуле
где - расход рабочей жидкости поступающий в гидроцилиндр равный номинальной подаче насоса НШ-32 ДКМ ;
- эффективная площадь поршня со стороны нагнетания;
= 094 - объемный КПД гидроцилиндра.
Минимальную толщину стенки корпуса гидроцилиндра толстостенного однослойного можно определить из выражения.
где - максимальное давление нагнетания МПа ;
- коэффициент Пуассона (для стали =03);
[] = 1373 МПа принимаем для стали 45.
Гильзы гидроцилиндров в зависимости от рабочего давления могут изготавливаться из чугунного и стального литья стальных труб а также стальных поковок. В некоторых случаях используют алюминиевые сплавы и латунь.
Штоки гидроцилиндров работающие на растяжение (сжатие) при длине рассчитывают на продольный изгиб.
Для этого справедлива формула
где - диаметр штока м .
В итоге выбираем гидроцилиндр ГЦ05-100х50х500 УХЛ1 ТУ2-053.0221050.007-89.
2 РАСЧЕТ НА ПРОЧНОСТЬ ЭЛЕМЕНТОВ МЕХАНИЗМА ПОВОРОТА
На рисунке 3.2 и 3.3 представлена расчётная схема пальца фиксации гидроцилиндра (см. лист 2 дипломного проекта). [7]
Рисунок 3.2– Схема для расчёта пальца
Пальцы имеют диаметр 50 мм и изготовлены из стали 40X-3-Т предел текучести материала .
Пальцы воспринимают только радиальную нагрузку равную
Площадь пальца равна
Тогда напряжения среза равно
Допускаемое напряжение среза равно:
Реакция (рисунок ) равна:
Максимальный изгибающий момент равен:
Момент сопротивления изгибу круглого сечения равен:
Напряжение изгиба в среднем сечении равно:
Рисунок 3.3 – Расчётная схема пальца
Напряжение смятия левой и правой опоры
Допускаемое напряжение на смятие для неподвижных соединений равно:
материал опор сталь 09Г2С
Напряжение смятия пальца
Вывод: Коэффициент запаса прочности по напряжениям среза и изгиба равны . Напряжения смятия не превышают допустимые. Прочность пальцев обеспечена.
Проверим прочность сварных швов крепления кронштейнов к раме и балансиру (рисунок 3.4)
Рисунок 3.4 – Схема к расчету сварных швов
Напряжение возникающее в сварных швах
где - сила действующая на сварной шов со стороны гидроцилиндра Н ();
Материал свариваемых деталей Ст.3 с пределом прочности на растяжение тогда допускаемое напряжение среза составит
- для шва соединяющего кронштейн с балансиром
- для шва соединяющего кронштейн с рамой
ТЯГОВЫЙ РАСЧЕТ АВТОГРЕЙДЕРА
Кроме главного параметра – общей массы машины – к числу основных параметров относится сцепной вес мощность двигателя сила тяги колесная схема рабочие и транспортные скорости движения. [8] Общая масса машины связана со сцепным весом следующим соотношением:
где - сила тяжести машины Н; .(согласно данных технической характеристики прототипа);
- ускорение силы тяжести ;
- коэффициент учитывающий колесную формулу; при .
Тогда сцепной вес равен:
Максимальная свободная сила тяги автогрейдера может быть определена по сцепному весу:
Ниже приведены значения коэффициентов сцепления полученные в результате испытаний автогрейдеров на различных поверхностях.
Растительный покров ..06-08.
Свежесрезанный грунт .06-09.
Сухое асфальтобетонное покрытие .06-08.
Тяговое усилие по мощности двигателя равно
где - мощность двигателя кВт ();
- рабочая скорость грейдера мс ;
- расчетное буксование для пневмоколесных машин ;
Необходимую мощность двигателя можно найти по параметрам отвала машины и характеристике ее рабочего процесса. Расчет производим по методике изложенной в [8].
Схема взаимодействия отвала автогрейдера с грунтом приведена на рисунке 4.1.
При работе автогрейдера по вырезанию и одновременному перемещению грунта необходимая сила тяги находится по формуле:
где - сопротивление перемещению автогрейдера как тележки кН;
- сопротивление сил инерции при трогании с места кН;
- сопротивление грунта резанию кН;
- сопротивление перемещению призмы волочения кН;
- сопротивление от перемещения грунта вверх по отвалу кН;
- сопротивление от перемещения грунта вдоль отвала (в сторону) кН.
Сопротивление перемещению автогрейдера как тележки равно:
где - вес автогрейдера кН
- коэффициент перемещения движителей автогрейдера ().
Сопротивление сил инерции при трогании с места:
где - коэффициент учитывающий влияние сил инерции маховика у двигателя и ходовых колес на величину сопротивления при разгоне ();
- среднее ускорение при разгоне ().
Сопротивление грунта резанию:
Рисунок 4.1 – схема взаимодействия грунта с отвалом.
где - удельное сопротивление грунта резанию ();
- площадь срезаемой стружки :
где - максимальная толщина срезаемого слоя грунта ();
- угол установки отвала в плане при резании грунта ();
- длина отвала м ().
Сопротивление перемещению призмы волочения:
где - коэффициент трения грунта о грунт ();
- угол установки отвала в плане при планировочных работах ();
- объем призмы волочения :
где - плотность грунта ();
- коэффициент разрыхления грунта ();
- угол естественного откоса грунта ().
Сопротивление от перемещения грунта вверх по отвалу:
где - коэффициент трения грунта о сталь ();
- угол резания грунта ().
Сопротивление от перемещения грунта вдоль отвала (в сторону):
Общее сопротивление перемещению автогрейдера равно:
Необходимо чтобы сила на ведущих колесах превышала общее сопротивление т.е.
неравенство выполняется.
Если автогрейдер снабжен таким сменным оборудованием как грейдер-элеватор снегоочиститель и т.п. то путем поверочного расчета необходимо убедиться в возможности работы этого оборудования. [8]
РАСЧЕТ ПРОИЗВОДИТЕЛЬНОСТИ АВТОГРЕЙДЕРА
Производительность автогрейдера определяется по объему вырезанного и перемещенного грунта в единицу времени в километрах спрофилированной дороги или в квадратных метрах спланированной площади. Она зависит от основных параметров автогрейдера (размеров ножа мощности двигателя тягового усилия) а также от условий работы.
При возведении земляного полотна дороги из двустороннего резерва производительность автогрейдера можно определить [8]
где - объем вырезанного в резерве и перемещенного в тело насыпи грунта;
- время затраченное на разработку и перемещение грунта в объеме ;
- коэффициент использования машины по времени .
Если работа производится на участке протяженностью км (принимаем 15 км) то объем грунта вырезанного автогрейдером за один проход туда и обратно составит:
где - время резания грунта с:
- время на перемещение грунта с:
- время разворота автогрейдера в конце участка с ()
Тогда производительность равна:
Производительность автогрейдера при профилировании можно определить по формуле:
где - длина участка профилирования м ();
- время профилирования с:
где - необходимое для профилирования дороги число проходов ();
- скорость движения автогрейдера при профилировании кмч ().
Следовательно производительность равна
Повысить производительность автогрейдера возможно путем сокращения времени рабочего цикла и увеличения объема срезаемого грунта. Сокращение времени цикла связано с повышением скоростей движения машины а увеличить объем грунта можно путем изменения в большую сторону сечения стружки. Оба метода ведут к повышению требуемой мощности двигателя а следовательно и к увеличению необходимого сцепного и общего веса машины.
Поэтому в настоящее время имеет место тенденция к переходу на строительство тяжелых и особо тяжелых машин. Применение гидравлического управления позволяет передавать на отвал значительную часть веса машины что способствует заглублению отвала в грунт. При проектировании механизмов управления в настоящее время стремятся к повышению скоростей подъема и поворота отвала и выноса его в сторону что в конечном счете также ведет к повышению производительности. При этом механизмы управления отвалом устраиваются таким образом чтобы обеспечить максимальную его подвижность и вынос в сторону устраивается так чтобы возможно было срезать грунт с вертикальных забоев. Это увеличивает универсальность машины и расширяет возможные области ее применения. [8]
ОПРЕДЕЛЕНИЕ ПАРАМЕТРОВ МАНЕВРЕННОСТИ
Так как спроектированная машина постоянно работает в стесненных условиях то очень важны показатели маневренности так как от них зависят производительность автогрейдера.
Под маневренностью понимается способность машины выполнять разворот на возможно малой площади. Маневренность машины зависит от его габаритных размеров величины колесной базы ширины колеи предельных углов поворота передних колес. Основной параметр характеризующий маневренность машины — его минимальный радиус поворота.
Основными параметрами характеризующими поворот машины являются радиус поворота и положение центра поворота. [9]
На рисунке 6.1 представлена схема поворота автомобиля с жесткими и эластичными колесами. Точка О представляет собой центр поворота. Она находится на пересечении перпендикуляров проведенных к векторам скоростей всех колес (мостов) автомобиля. Радиус поворота R (Rэ) представляет собой расстояние от центра поворота до продольной оси автомобиля. Для автомобиля с жесткими колесами (рисунок 6.1) у которого векторы скоростей колес совпадают с плоскостью их вращения центр поворота лежит на продолжении оси задних колес а радиус поворота (из ОАБ)
где — база автогрейдера при поднятом балансире м ();
— угол поворота управляемых колес град ().
Рисунок 6.1 - Схема поворота машины с жесткими колесами:
О — центр поворота; А Б — центры осей передних и задних колес; v1 v2 — векторы скоростей передних и задних колес
Рисунок 6.2. Схема поворота машины с эластичными колесами:
О — центр поворота; А В — центры осей передних и задних колес;
С — расстояние между центром В оси задних колес и точкой Б — проекцией центра поворота на продольную ось автомобиля; v1 v2 — векторы скоростей передних и задних колес
Следовательно радиус поворота машины R с жесткими колесами зависит только от угла поворота управляемых колес.
Для нашего случая – это поворот с эластичными колесами (рисунок 6.2) векторы скоростей которых не совпадают с плоскостью их вращения центр поворота находится на некотором расстоянии С от оси задних колес а радиус поворота (из ОАБ и ОБВ)
где 12 — углы увода передних и задних колес (мостов) ().
Таким образом радиус поворота машины с эластичными колесами зависит от угла поворота управляемых колес и углов увода передних и задних колес обусловленных их эластичностью при действии боковой силы.
Радиус поворота автогрейдера без подъема балансира составляет 116 м.
С учетом радиуса поворота R3 находим расстояние С (из ОБВ):
Вписываемость машины в прямоугольный угловой проезд что особенно важно на объектах города описывается шириной входного и выходного проезда (рисунок 6.3)
Рисунок 6.3 – Вписываемость машин в прямоугольный угловой проезд.
Ширин входного и выходного определяются по следующим формулам:
Также маневренность характеризуется шириной площадки (рисунок 6.4) на которой возможен обратный разворот которая определяется по следующей формуле
Рисунок 6.4 – Условие разворота машин без маневрирования.
РАЗРАБОТКА ТЕХНОЛОГИЧЕСКОГО ПРОЦЕССА ИЗГОТОВЛЕНИЯ ПОРШНЯ
Деталь «поршень» является частью гидроцилиндра. Поршень изготовлен из стали 45 ГОСТ 1050-88 (рисунок 7.1). В качестве заготовки принимаем круг с припуском 2 мм т.е. 65мм. [10]
Рисунок 7.1 – Поршень гидроцилиндра
1 РАЗРАБОТКА МАРШРУТА ОБРАБОТКИ
Принятый технологический маршрут изготовления поршня гидроцилиндра приведен в таблице 7.1
Таблица 7.1 - Принятый маршрутный техпроцесс обработки поршня
Наименование и краткое содержание операции
Сверлить отверстие 28 мм напроход.
Сверло 2301-0028 ГОСТ 10903-77
резец расточной 2145-0041 1 ВК6М ГОСТ 18063-72.
Резец резьбовой 2662-0007 ГОСТ 18885-73
Точить наружные поверхности и канавки
Резец 2100-0010 ГОСТ 18878-73
Фреза дисковая Т15К6
2 РАСЧЕТ РЕЖИМОВ РЕЗАНИЯ
Используя аналитические формулы и справочные данные приведенные в [11] [12] назначим режимы резания для каждой из приведенных ниже операций.
Операция 010 - Токарная
Сверление отверстий 25 мм.
Подача выбирается по таблице 25 из [17] s=025ммоб.
По паспорту станка принимаем подачу s=02ммоб.
Скорость резания определяется по формуле:
где Сv - постоянный коэффициент (Сv=350);
Т - период стойкости мин ();
m y - показатели степени.
По таблицам из [11] m=02; y=05;
Кv - общий поправочный коэффициент на скорость резания учитывающий отличные от табличных условия резания.
где Кmv - коэффициент учитывающий марку обрабатываемого материала (Кmv=122);
Кuv - коэффициент на инструментальный материал (Кuv=1);
Расчет частоты вращения шпинделя станка
Уточняем частоту вращения шпинделя по паспорту станка:
Произведем уточнение скорости резания по принятой частоте вращения:
Крутящий момент и рассчитываются по формуле из [11]:
Согласно таблице 32 из [17]: Cm=00345; y=08; q=2.
Осевая сила рассчитываются по формуле из [11]
Согласно таблице 32 из [11]: Cm=68; y=07; q=1.
Мощность резания рассчитывается по формуле:
где - кпд станка ().
Мощность электродвигателя токарного станка 16К20Т1 85 кВт следовательно условия резания выполняются.
Определяем длину рабочего хода суппорта
– длина резания мм ();
– величина подвода врезания перебега инструмента мм ();
–дополнительная длина хода инструмента вызванная особенностями наладки или конфигурации детали мм ();
Рассчитаем основное технологическое время
где L– длинa рабочего хода суппорта мм;
n – частота вращения шпинделя обмин ();
S=0.45ммоб(подача выбирается по [11] табл.11).
Скорость резания рассчитывается по формуле:
Т- период стойкости инструмента мин ();
Коэффициенты С х у m находятся из таблицы 17 [11].
где Кn=1-коэффициент учитывающий влияние состояния поверхности заготовки на скорость резания (табл.5[11]);
Ku=1 - коэффициент учитывающий влияние инструментального материала на скорость резания (табл.6 [11]).
(коэффициент учитывающий влияние физико-механических свойств обрабатываемого материала на скорость резания)
Рассчитываем частоту вращения шпинделя по формуле
Принимаем по паспорту станка n=1400мин-1
Уточняем скорость детали
Сила резания рассчитывается по формуле:
где Ср=300(табл.22) [11];
у=075(табл.22) [11];
где L– длинa рабочего хода суппорта мм ();
Операция 015 – Токарная
Нарезаем внутреннюю резьбу М3015 на длине 30 мм выдерживая шероховатость Ra 32 .
Выбираем по таблице 18 [11] скорость нарезания резьбы: VP=15 ммин.
Рассчитываем число оборотов шпинделя станка соответствующее найденной скорости главного движения резания
где D – диаметр отверстия мм ();
VP – скорость резания ммин. ();
Корректируем частоту вращения по данным станка и устанавливаем действительную частоту вращения
Тогда уточним величины Vp ммин по принятым значениям nд обмин
где - коэффициенты и показатели степеней учитывающие условия обработки ().
Мощность расходуемая на обтачивание наружной поверхности будет равна:
где - сила резания Н ();
- фактическая скорость резания ммин ();
nд – частота вращения шпинделя обмин ();
Операция 020 – токарная
Назначаем подачу. Для Ra=25 мкм S=005-015 ммоб. Принимаем S=015 ммоб.
Назначаем период стойкости резца Тр=30 мин.
Скорость резания определим из формулы
где Vтабл – скорость ммин выбираемая по таблице ();
К1 – коэффициент зависящий от обрабатываемого материала ();
К2 – коэффициент зависящий от типа материала и стойкости инструмента ();
К3 – коэффициент зависящий от диаметра детали при ее обработке ();
Рассчитываем число оборотов шпинделя станка по
где D – диаметр обрабатываемой поверхности детали мм () ;
VP – скорость резания ммин ();
Корректируем частоту вращения по данным станка и устанавливаем действительную частоту вращения
Тогда уточним величины Vp ммин по принятым значениям обмин
где PZТАБЛ – осевая сила резания кН ();
t – глубина резания мм ();
Найдем мощность резания
где PZ– сила резания кВт ;
Vд – скорость резания ммин;
где – кпд станка ();
–дополнительная длина хода инструмента мм вызванная особенностями наладки или конфигурации детали мм ();
где – длинa рабочего хода суппорта мм ();
– частота вращения шпинделя обмин ();
Операция - 025-фрезерная
Расчет проведем по методике приведенной в карте Ф1 [11]
Расчет длины рабочего хода:
где у – длина подвода врезания перебега инструмента (приложение 3) (у=4мм);[11]
Lрез – длина резания (Lрез=10мм);
Определение рекомендуемой подачи на зуб Sz в ммзуб
Подачу определяем по нормативам(карта Ф1): Sz=01ммзуб;[11]
Определение стойкости инструмента по нормативам Тр в минутах резания.
Стойкость инструмента определяем по карте Ф1
где Тм – стойкость в минутах машинной работы станка мин (Тм=60мин);
λ – коэффициент времени резания каждого инструмента.
Так как λ>07 то его можно не учитывать. Тогда .
Определение скорости резания проводится по нормативам(карта Ф1).
где К1 К2 К3 – коэффициенты зависящие от обрабатываемого материала; стойкости инструмента; отношения длины резания к диаметру соответственно (К1=1; К2=1; К3=12.)[11]
Расчет числа оборотов шпинделя станка в обмин.
Уточнение числа оборотов шпинделя по паспорту станка.
Уточнение скорости резания по принятому числу оборотов шпинделя.
Уточнение расчетной минутной подачи Sm по паспорту станка
Принимаем по паспорту станка
Расчет основного машинного времени обработки t в мин.
Выявление подачи на зуб фрезы
Определение мощности резания Nрез в кВт по нормативам(карта Ф5).[11]
где Е=23; K1=1; K2=1[11]
Проверка мощности резания по мощности двигателя.
Следовательно условия резания выполняются.
Остальные режимы резания рассчитываем аналогично по методике [11] [12].
Руководству дорожно-строительного или эксплуатационного предприятия необходимо продумать наиболее рациональные схемы использования данной техники.
При соблюдении вышеназванных условий с наивысшими показателями и с наименьшими материальными затратами можно добиться огромного экономического эффекта так как уменьшаться простои машины.
Задачей экономической оценки технического решения при создании модернизированной дорожной техники является обоснование целесообразности ее внедрения в народное хозяйство. Общая цель экономической оценки новой техники – установить насколько проектируемые конструкции машин отвечают требованиям высокой эффективности.[13]
Далее представлен расчет экономической эффективности внедрения автогрейдера с модернизированным ходовым оборудованием расчет произведенн с помощью программы составленной в Microsoft Excel 97 на кафедре «Строительные и дорожные машины» БНТУ.
1 РАСЧЕТ ЗАТРАТ ПО СРАВНИВАЕМЫМ ВАРИАНТАМ ТЕХНИЧЕСКИХ РЕШЕНИЙ
Цена базовой машины 120000 тыс.руб.
Рассчитаем налоги (по белорусскому законодательству).
Отчисление единым платежом в фонд поддержки производителей сх продукции и в дорожный фонд (ставка налога 25%100%)
Налог на добавленную стоимость (НДС) ( ставка налога 20%100%)
Прибыль балансовая Пбал определяется по следующему выражению
где ФЗП - фонд заработной платы средний по машиностроению 1% от цены изделия тыс.руб.
ФЗП =001 120000=1200тыс.руб.
- отчисления на социальное страхование 34 % от ФЗП тыс.руб:
=0341200=408тыс.руб.
- отчисления в фонд занятости 1% от ФЗП тыс.руб.
А - амортизация среднюю норму амортизации примем на уровне 5% от стоимости капиталовложений (Кб=84000 тыс.руб. - расчеты приведены ниже)тыс. руб.
А =00584000=4200 тыс. руб.
МЗР - материальные затраты в цене продукции примем на уровне 60% от цены продукции тыс. руб.
МЗР=12000006=72000 тыс.руб.
Пбал=120000-3000-20400-1200-408-12-4200-72000 =18768 тыс.руб.
Налог на недвижимость определяется по следующему выражению(ставка - 1%)
Налог на прибыль ставка 24% определяется следующим выражением
Определим чистую прибыль по следующему выражению
Чрезвычайный налог на ликвидацию последствий аварии на Чернобыльской АЭС 4% от ФЗП
Полная себестоимость машины определим по формуле
где ФЗП - фонд заработной платы примем на среднем уровне по машиностроению 1% от Ц т.е. ФЗП=1200 тыс.руб.
А - амортизация А=4200 тыс.руб.
Осс - отчисления на социальное страхование 35% от ФЗП
Оф з - отчисления в государственный фонд занятости 1% от ФЗП
Сб =72000+4200+1361200=77832тыс.руб.
Найдем рентабельность по себестоимости по следующему выражению
Рс = 13625100%77832=18%
Полную себестоимость проектируемой машины определим методом удельных показателей по следующей формуле:
где Go Gб - соответственно масса проектируемой и базовой машин т
где Сб - полная себестоимость базовой машины тыс. руб.
Со = 77832135115=100070тыс.руб.
Рассчитаем прибыль при производстве проектируемой машины результаты сводим в таблицу 8.1.Таблица 8.1 – Результаты расчетов
Полная себестоимость
Фонд заработной платы
Отчисления на соцстрах и фонд занятости
Чрезвычайный налог и отчисления на ДДУ
Капитальные вложения Ко
Материальные затраты
Цена за вычитом Осх и Ож
Продолжение таблицы 8.1
Налог на недвижемость
2 РАСЧЕТ СУММАРНОГО ЭКОНОМИЧЕСКОГО ЭФФЕКТА
Годовой экономический эффект полученный в результате инвестирования проектируемого технического решения за счет средств хранящихся на банковском счете определяется по следующей формуле
где ΔП - годовая дополнительная прибыль остающаяся на нужды предприятия при инвестициях обеспечивающий реализацию проектируемого технического варианта;
И - величина инвестиций в проектируемом техническом варианте определяется по формуле
- капитальные вложения соответственно по базовому и проектируемому вариантам тыс. руб.
Соотношение капвложений в производство и себестоимостью для базового варианта 07 а для проектируемого принимаем равным 08 вследствие незначительной сложности монтажа и освоения новых технологий применяемых для изготовления изделия. - реальный банковский процент за пользование кредитом в десятичном виде. Он определяется по следующей формуле
где - номинальный банковский процент за пользование кредитом в десятичном виде;
d - среднегодовой дефлятор.
Определим экономический эффект от выпуска одной машины для производства
Кб = 07120000=84000тыс.руб.
Ко = 075150000=112500 тыс.руб.
Эп = (16145 - 13625) - (112500 - 84000) 04= 619 тыс.руб.
Теперь найдем экономический эффект от выпуска одной машины для потребителя. Исходные данные таблица 8.2.
Таблица 8.2 - Исходные данные
Цена продажи машины (Ц) тыс.руб.
Доставка (5% от цены) ( Т ) тыс.руб.
Производительность(Пр)у.е. ч
Расход топлива ( Q ) (тыс.рубч)
Стоимость ТОиР тыс.руб
Срок эксплуатации ( Г ) лет
Норма амортизации ( А ) %
Зарплата машинистатыс. рубч
Зарплата рабочих на ТО и Р тыс.рубч
Количество маш-час работы в году Ч
Цена продажи услуг (Цм) тыс.руб
Прямые затраты на годовую выработку определим по формуле
где - затраты на зарплату основных и дополнительных рабочих тыс.рубч.;
- затраты на топливо тыс.руб.ч.;
- затраты на ТО и ремонт тыс.руб.год.;
и - часовая оплата труда основных и дополнительных рабочих;
Ч- количество часов работы в году.
Результаты расчетов затрат сводим в таблицу 8.3 прибыли в таблицу 8.4.
Таблица 8.3 - Результаты расчетов затрат.
Таблица 8.4 - Результаты расчетов прибыли.
Объем выработки у.е.
Продолжение таблицы 8.4
Выручка за вычетом Осх и Ож
Налог на недвижимость
Экономический эффект потребителя Ээ
Экономический эффект в народном хозяйстве
Таблица показателей экономической эффективности дана на листе 8 дипломного проекта.
1 АНАЛИЗ ВРЕДНЫХ ФАКТОРОВ ВОЗНИКАЮЩИХ ПРИ РАБОТЕ АВТОГРЕЙДЕРА
В процессе труда человек-оператор взаимодействует с производственной обстановкой и окружающей средой. В этом случае организм человека подвергается неблагоприятному воздействию ряда факторов:
- отклонение от норм микроклимата;
- производственный шум;
- систематическое воздействие вибрации;
- производственная пыль;
- воздействие токсичных веществ и газов;
- постоянное напряжение зрения при недостаточном освещении;
- ограниченный обзор;
- устойчивость машины.
Влияние всех этих факторов может вызвать профессиональное заболевание либо отклонение здоровья человека-оператора.
Для обеспечения безопасности человека для нормальной его работоспособности и в конечном итоге повышения производительности планировочных работ необходимо решить задачу по устранению перечисленных вредных факторов или уменьшению их воздействия до предельно допустимых норм установленных ГОСТами ССБТ и СН и П.
Производственный шум имеющий высокий уровень вызывает притупление слуха отрицательно сказывается на нервной системе человека при этом повышается кровеносное давление происходит ослабление внимания. Основным источником шума при работе автогрейдера является двигатель внутреннего сгорания. Другие источники шума – трансмиссия ходовое оборудование и прочие элементы машины их уровень шума сравнительно ниже уровня шума двигателя. ГОСТ 12.1.003-83 устанавливает допускаемые значения шумовых характеристик машин и оборудования. По ГОСТу уровень шума должен находиться в пределах 89 95 дБ. Для предотвращения или уменьшения уровня шума от двигателя необходимо проводить своевременный качественный ремонт и техническое обслуживание всех систем и механизмов двигателя. Уменьшает уровень шума звукоизоляция шумных узлов машины в частности на автогрейдере для понижения уровня шума от работы двигателя установлен звукоизолирующий капот. Кабина человека-оператора одновременно служит тепло - и звукоизоляционным устройством рабочего места. Звукоизолирующая кабина позволяет снизить шум от 20 до 30 дБ в средних и высокочастотных диапазонах.
Длительное воздействие вредных факторов микроклимата может вызвать тепловой (солнечный) удар (в летнее время года); при высокой влажности происходит нарушение терморегуляции тела человека. Оптимальные и допустимые нормы температуры относительной влажности и скорости движения воздуха в рабочей зоне машины установлены ГОСТ 12.2.023-76 ГОСТ 12.2.019-76. В них сказано что в кабине принудительная вентиляция должна обеспечить подачу свежего воздуха в количестве не менее 30 м3ч на одного человека. Температура воздуха в кабине должна быть на 2-3 С выше температуры наружного воздуха но не ниже +14 С и не выше +28 С при относительной влажности 40-60 %. Естественная вентиляция обеспечивается люками открывающимися окнами которыми снабжена кабина автогрейдера ГС-14.2 (ДЗ-180). Для очистки обзорных стекол кабины от атмосферных осадков предусмотрены стеклоочистители.
Оператор автогрейдера подвергается общей вибрации которая вызывает сотрясение всего организма человека а также локальной вибрации. Систематическое воздействие вибрации может вызвать виброболезнь с необратимыми патологическими изменениями. Причинами возникновения вибрации на автогрейдере являются неуравновешенность вращающихся масс и возвратно-поступательно движущихся. Дисбаланс приводит к возникновению центробежных сил которые вызывают вибрацию.
Действующие гигиенические оценки вибрации изложены в ГОСТ 12.1.012-90. Методы и средства вибрационной защиты изложены в ГОСТ 12.4.064-78. На автогрейдере ГС-14.2 (ДЗ-180) установлена виброизоляция сидения человека-оператора по ГОСТ 12.2.023-76 которая представляет собой гидроамортизатор. Для снижения колебаний (вибрации) передаваемых от двигателя к раме или остову на автогрейдере предусмотрены амортизаторы резинометаллические устанавливаемые между двигателем и рамой.
Воздействие пыли и газов может привести к поражению органов дыхания человека-оператора. Особую опасность для здоровья человека представляют соединения окиси углерода окиси азота и альдегиды содержащиеся в отработавших газах двигателя. Источниками выделения токсичных компонентов являются системы выпуска питания смазки и вентиляции картерной полости двигателя. Для обеспечения защиты оператора от пыли газов а также атмосферных осадков люки и окна кабины автогрейдера герметизированы. Для предотвращения попадания пыли и газов через неплотности пола в области рычагов управления ручек руля педалей предусмотрены специальные кожухи прикрывающие эти неплотности. Интенсивный выход токсичных веществ при работе двигателя может являться результатом неправильной регулировки двигателя поэтому необходимо своевременно и тщательно проводить все плановые мероприятия по ремонту и техническому обслуживанию двигателя и автогрейдера в целом.
При неудовлетворительном освещении зрительная способность глаз снижается. СН и П II-4-79 предусматривает нормированные значения освещенности на рабочих местах при естественном и искусственном освещении. Для обеспечения нормальных условий эксплуатации механизмов и приборов внутри кабины автогрейдера освещенность должна быть не менее 50 лк. Величина освещенности приборов и указателей должна быть в пределах 03 11 лк. Днем естественное освещение в кабине автогрейдера реализуется через оконные проемы расположенные на боковых передней и задней стенках кабины. Для работы в темное время суток на автогрейдере предусмотрены фонари которые обеспечивают освещение рабочих органов и планируемой поверхности.
Для обеспечения хорошей обзорности по ГОСТ 12.2.023-76 кабина оборудована с четырех сторон окнами а также с боков кабины установлены зеркала заднего вида.
Опрокидывающий момент в результате которого автогрейдер может потерять устойчивость складывается из действия различных сил: реакции грунта на режущие грани рабочих органов воздействия сил инерций сил возникающих от уклона или подъема пути и других. Автогрейдер ДЗ-143 снабжен механизмом наклона передних колес тем самым увеличивается устойчивость автогрейдера обеспечиваются лучшие условия нагружения подшипников колес облегчается работа рулевого управления что непосредственно уменьшает утомляемость оператора автогрейдера.
C целью обеспечения пожарной безопасности кабина автогрейдера оснащается кронштейном для крепления огнетушителя а также крепления специального молотка для разбивания окон в случае когда использовать огнетушитель не удаётся и затруднено открывание дверей кабины. [14]
2 ОБЩИЕ ТРЕБОВАНИЯ БЕЗОПАСНОСТИ
Мужчины не моложе 18 лет прошедшие соответствующую подготовку имеющие профессиональные навыки удостоверение на право управления автогрейдером перед допуском к самостоятельной работе должны пройти:
обязательные предварительные (при поступлении на работу) и периодические (в течении трудовой деятельности) медицинские осмотры (обследования) для признания годными к выполнению работ в порядке установленном Минздравом России;
обучение безопасным методам и приемам выполнения работ инструктаж по охране труда стажировку на рабочем месте и проверку знаний требований охраны труда.
Машинисты обязаны соблюдать требования безопасности труда для обеспечения защиты от воздействия опасных и вредных производственных факторов связанных с характером работы:
повышенное содержание в воздухе рабочей зоны пыли и вредных веществ;
движущиеся машины механизмы и их части;
обрушающиеся горные породы.
Для защиты от общих производственных загрязнений и механических воздействий машинисты обязаны использовать предоставляемыми работодателями бесплатно комбинезон хлопчатобумажный сапоги резиновые рукавицы комбинированные костюмы на утепляющей прокладке и валенки для зимнего периода.
При нахождении на территории стройплощадки машинисты должны носить защитные каски.
Находясь на территории строительной (производственной) площадки в производственных и бытовых помещениях участках работ и рабочих местах машинисты обязаны выполнять правила внутреннего распорядка принятые в данной организации.
Допуск посторонних лиц а также работников в нетрезвом состоянии на указанные места запрещается.
В процессе повседневной деятельности машинисты должны:
применять в процессе работы машины по назначению в соответствии с инструкциями заводов-изготовителей;
поддерживать машину в технически исправном состоянии. Не допуская работу с неисправностями при которых эксплуатации запрещена;
быть внимательным во время работы и не допускать нарушений требований безопасности труда.
Машинисты обязаны немедленно извещать своего непосредственного или вышестоящего руководителя о любой ситуации угрожающей жизни и здоровью людей о каждом несчастном случае происшедшем на производстве или об ухудшении состояния своего здоровья в том числе о появлении острого профессионального заболевания (отравления)
Перед началом работы машинист обязан:
а) предъявить руководителю работ удостоверение о проверке знаний безопасных методов работ получить задание заполнить вахтенный журнал и пройти инструктаж на рабочем месте по специфике выполняемых работ;
б) надеть спецодежду и спецобувь установленного образца.
После получения задания машинист обязан:
а) осмотреть с руководителем работ место расположения подъемных сооружений и коммуникаций которые должны быть обозначены флажками или вешками проверить наличие ограждений и обозначений опасных зон знаками безопасности а также убедиться в отсутствии помех от других машин и механизмов;
б) уточнить последовательность выполнения работы и меры по обеспечению безопасности;
в) произвести ежесменное техническое обслуживание согласно инструкции по эксплуатации автогрейдера;
г) осмотреть двигатель и узлы машины проверить их исправность и состояние смазки трущихся частей. Проверить наличие и достаточность горючего в топливном баке воды - в системе охлаждения масла - в картере двигателя. Проверить исправность гидросистемы систем сигнализации и электроосвещения наличие и исправность инструментов и средств пожаротушения;
д) предупредить о запуске двигателя работников обслуживающих машину или находящихся в зоне ее работы и убедиться что рычаг переключения передач находится в нейтральном положении;
е) произвести запуск двигателя проверить на холостом ходу работу всех механизмов и на малом ходу - работу тормозов.
Машинист не должен приступать к работе при следующих нарушениях требований безопасности:
а) неисправностях или дефектах указанных в инструкции завода - изготовителя автогрейдера при которых не допускается его эксплуатация;
б) обнаружении подземных коммуникаций не указанных руководителем работ;
в) уклоне местности превышающем указанный в паспорте завода-изготовителя;
г) наличие деревьев пней или крупных камней.
Обнаруженные нарушения требований безопасности следует устранить собственными силами а при невозможности сделать это машинист обязан сообщить о них руководителю работ и лицу.
Перед началом маневрирования во время работы автогрейдера
машинист обязан убедиться в отсутствии людей в зоне действия автогрейдера и подать звуковой сигнал. На крутых поворотах скорость перемещения автогрейдера должна быть минимальной
Во время подъема плужной балки автогрейдера машинист обязан контролировать процесс подъема и выключить механизм подъема при достижении плужной балкой предельного положения.
При рыхлении грунта взрывным способом на время выполнения взрывных работ машинист обязан отогнать автогрейдер от места взрывных работ на расстояние указанное руководителем взрывных работ но не менее чем на 50 м.
При выполнении работ автогрейдером с гидравлической системой управления машинист обязан следить за исправностью предохранительного клапана и соединениями гибких шлангов. Шланги имеющие вздутие или течь масла в соединениях следует заменить. Ремонт шлангов высокого давления не допускается. При эксплуатации шлангов не допускаются их скручивание зажатие перегибы.
Машинист обязан контролировать исправность манометров в системе гидропривода. Манометры должны быть исправны и опломбированы.
Во время работы машинисту запрещается:
а) открывать кран слива воды из радиатора при работающем двигателе а также сразу после его выключения;
б) заливать жидкость в радиатор если двигатель перегрет;
в) заправлять автогрейдер горючим при работающем двигателе;
г) оставлять автогрейдер с работающим двигателем а также передавать управление автогрейдером лицу не имеющему удостоверения на право
д) перевозить на площадках или в кабине автогрейдера посторонних лиц а также легковоспламеняющиеся материалы.
Устранять неисправности осматривать отдельные узлы автогрейдера а также осуществлять их смазку или регулирование следует только при остановленном двигателе включенном тормозе и установленном в нейтральное положение рычаге переключения передач.
При перегреве двигателя машинист обязан с осторожностью открывать крышку заливной горловины радиатора не наклоняясь над ней находясь с подветренной стороны и следя за тем чтобы горячий пар не обжег лицо и руки.
При перемещении автогрейдера своим ходом по дорогам общего пользования машинист обязан выполнять правила дорожного движения.
При движении автогрейдера на уклоне во избежание сползания или опрокидывания не следует допускать резких поворотов автогрейдера. При движении автогрейдера под уклон не следует выключать первую передачу а при движении на подъем - переключать передачи.
При планировке или отсыпке грунта расстояние от крайнего колеса до бровки насыпи должно быть не менее 1 м.
Техническое обслуживание автогрейдера следует осуществлять только после остановки двигателя и снятия давления в гидравлической и пневматической системах кроме тех случаев которые предусмотрены инструкцией завода-изготовителя.
Сборочные единицы автогрейдера которые могут перемещаться под действием собственной массы при техническом обслуживании следует заблокировать или опустить на опору в целях исключения произвольного их перемещения.
В процессе эксплуатации автогрейдера машинист обязан:
а) содержать механизмы и оборудование автогрейдера в чистоте и исправном состоянии;
б) своевременно смазывать трущиеся детали автогрейдера в соответствии с указаниями инструкции завода-изготовителя;
в) хранить смазочные и обтирочные материалы в закрытой металлической таре; удалять с автогрейдера использованный обтирочный материал;
г) следить чтобы на автогрейдере не было каких-либо незакрепленных предметов;
д) знать сроки и результаты проведения слесарями и электромонтерами профилактических осмотров автогрейдера и его отдельных механизмов и узлов по записи в журнале периодических осмотров.
При возникновении неисправностей (поломок) отдельных узлов автогрейдера машинист обязан остановить работу автогрейдера до устранения этих неисправностей. Если устранить неисправности собственными силами не представляется возможным то машинист обязан поставить об этом в известность руководителя работ и ответственного за техническое состояние автогрейдера.
При сползании автогрейдера под откос или потере устойчивости вследствие попадания колеса в выемку в грунте машинисту следует опустить нож до упора в грунт покинуть машину и вытащить ее на ровное место на буксире.
При возгорании горючесмазочных или других материалов машинист обязан немедленно затушить очаги пожара огнетушителем или другими подручными средствами: песком землей или брезентом.
Запрещается заливать водой горящее топливо. При невозможности затушить очаги пожара собственными силами машинист обязан вызвать пожарную охрану и поставить в известность руководителя работ
По окончании работы машинист обязан:
а) поставить автогрейдер на место отведенное для его стоянки;
б) выключить двигатель и перекрыть подачу топлива. В зимнее время слить воду из системы охлаждения двигателя;
в) затормозить автогрейдер и поставить рычаги управления в нейтральное положение;
г) снять спецодежду и убрать ее для хранения в отведенное для этого место;
д) сообщить руководителю работ и лицу осуществляющему надзор за техническим состоянием автогрейдера о всех неполадках возникших во время работы и сделать запись в вахтенном журнале. [14]
Для сокращения непроизводительных затрат времени уменьшения доли вспомогательного времени рабочего цикла применяются всевозможные вспомогательные средства.
В данном дипломном проекте разработан механизм подъема балансира автогрейдера позволяющий снизить время цикла за счет сокращения времени на повороты. Данная модернизации также позволяет использовать автогрейдер в стесненных условиях а также защитить детали привода от воздействия паразитной мощности.
Были также произведены следующие расчеты: расчет и выбор гидроцилиндра подъема балансира расчет и проверка гидросистемы на потери; расчет пальца на прочность тяговый расчет расчет производительности и параметров маневренности.
Расчет экономической эффективности показал что общий экономический эффект от внедрения механизма подъема балансира приходится в основном на эксплуатацию и составляет 4225 тыс. руб.
При проектировании механизма подъема балансира были учтены требования стандартов предъявляемые к конструкции гидропривода рабочего оборудования уровню шума рабочему месту. Предусмотрены требования к мерам безопасности при эксплуатации автогрейдера с разработанным механизмом подъема балансира.
СПИСОК ИСПОЛЬЗОВАННЫХ ИСТОЧНИКОВ
Дорожные машины. Машины для устройства дорожных покрытий. Учебник для вузов по спец. “Строительные и дорожные машины и оборудование”. Авт.: К.А. Артемьев Т.В. Алексеева В.Г. Белокрылов и др. М.: Машиностроение 1982. 396 с.
Машины для земляных работ. Учебник.: Гаркави Н.Г. Аринченков В.И. Карпов В.В. и др.Под ред. Н.Г. Гаркави. М.: Высшая школа 1982. 335 с.
Домбровский Н.Г. Гальперин М.И. Строительные машины. Учебник для вузов по спец. “строительные и дорожные машины и оборудование”. М.: Высшая школа 1985. 224 с.
Ветров Ю.А. Расчеты сил резания и копания грунтов. Изд-во Киевского университета 1965. - 167с.
Башта Т. М. Машиностроительная гидравлика: Справочное пособие.— М.: Машгиз 1963.—696 с.
Волков Д.П. Николаев С.Н. Надежность строительных машин и оборудования. – М.: Высшая школа 1979. –400 с.
Гоберман Л.А. Основы теории расчета и проетирования строительных и дорожных машин. М.: Машиностроение 1988. - 465с.
Вахламов В.К. «Конструкция расчет и эксплуатационные свойства автомобилей»:Учеб. пособие для студ. высш. учеб. заведений В. К. Вахламов. — М. : Издательский центр «Академия» 2007-572 с.
Справочник технолога-машиностроителя. В 2-х т. Т.2 Под ред. А.Г. Косиловой А.Г. Суслова. – М.: Машиностроение 1986. – 496 с.
Режимы резания металлов: Справочник Ю.В. Барановский Л.А. Брахман А.И. Гдалевич и др. – М.: НИИТавтопром 1995. – 456 с.
Нефедов Н.А. Осипов К.А. Сборник задач и примеров по резанию металлов и режущему инструменту. – М.: Машиностроение 1990. – 448 с.
Инструкция по определению экономической эффективности новых строительных дорожных мелиоративных машин противопожарного оборудования лифтов изобретений и рационализаторских предложений ЦНИИТЭстроймаш. — М.: Б. и. 1978.—253 с.
Пчелинцев В.А. Охрана труда в строительстве. – Мн.: Выш. школа 1983. – 384 с.
Патент RU 2373079 А1 Рабочее оборудование землеройной машиныТинин-Шахов В.С. Табачников В.Г. Воронина Р.В.-№951020944; Заявлено 13.02.1995; Опубл. 10.12.1996.
Патент RU 2200799 С2 E02F384 Трехосный автогрейдер Пугачев Ю.А. Требенок Г.И.-№200012137803; Заявлено 10.08.2000; Опубл. 10.07.2002.
Патент RU 2184813 С2 МПК. Рабочий орган автогрейдера Пермяков В.Б. Орлов С.А. -№200011970203; Заявлено 24.07.2000; Опубл. 10.07.2002.
Патент RU 2167979 С2 МПК. Привод поворотного круга автогрейдера Ильюшин В.Ф. Соболев В.М. Иванюк А.А. Гладков В.А. - №9910328803; Заявлено 19.02.1999; Опубл. 27.05.2001.
(Комплект документов на технологический процесс изготовления поршня гидроцилиндра)

изготовление поршня(утолщенные линии).cdw

Нарезать резьбу в отверстии
выдерживая размеры 1-2.
Расточить отверстие и выточку
выдерживая размеры 1-10.
Сверлить отверстие напроход
выдерживая размеры 1 и 2.
Станок отрезной 8А631
Сталь 45 ГОСТ 1050-88
Остальные ТТ по СТБ 1014-95.
Операция 010 -Токарная: переход 1
Операция 025 - Фрезерная
Операция 015 - Токарная
Операция 010 - Токарная: переход 2
выдерживая размер 1 .
Операция 005 - Отрезная