 ЗАДАНИЕ
СКРЕПЕР прицепной
ЕМКОСТЬ КОВША, М3 16
ШИРИН А РЕЗАНИЯ, ММ 3150
ГЛУБИНА РЕЗАНИЯ, ММ 220
ТОЛЩИНА СЛОЯ ОТСЫПКИ, ММ 510
ТЯГАЧ Т-330М (К-701)
МАССА,КГ 18450
ПРОТОТИП ДЗ-79
РЕФЕРАТ
В пояснительной записке выполнен расчет прицепного скрепера. В общей части расчета выполнен тяговый расчет ,в котором определяется общее сопротивление движения скрепера, условие движения скрепера, условие движения скрепера без буксования, длины рабочих участков и производительность. Рассчитывается гидросистема скрепера ,где подбираются гидроцилиндры, насос , гидромотор, и другое оборудование.
рабочих Производится расчет на устойчивость скрепера в различных положениях.
Далее производится прочностой расчет определенных деталей и узлов скрепера .
Пишется заключение и список литературы.
Пояснительная записка выполнена на 30 листах А4
Графическая часть на трех листах А1
СОДЕРЖАНИЕ
ВВЕДЕНИЕ 5
1.ОСНОВНАЯ ЧАСТЬ РАСЧЕТА 6
1.1 ОБЩИЙ РАСЧЕТ МАШИНЫ 6
1.2 РАСЧЕТ ГИДРООБОРУДОВАНИЯ 11
1.3 МОМЕНТ СОПРОТИВЛЕНИЯ ПОВОРОТУ 13
1.4 РАСЧЕТ НА УСТОЙЧИВОСТЬ СКРЕЙПЕРА 15
1.5 РАСЧЕТ НА ПРОЧНОСТЬ 17
2. ПАТЕНТНЫЙ ПОИСК 20
3. ТЕХНИКА БЕЗОПАСНОСТИ И ОХРАНУ ТРУДА 22
4. ЗАКЛЮЧЕНИЕ 23
СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ 24
ВВЕДЕНИЕ
В настоящее время в строительстве скреперы выполняют около 7% от общего объема земляных работ.
Современные скрепера, как правило , выполняют с ковшами, открытыми сверху, для возможной загрузки экскаваторами , погрузчиками или другими машинами. Это позволяет использовать скреперы в качестве транспортных машин
При отсутствии на строительстве необходимости в послойной разработке грунта.
Скреперы предназначены для послойного копания грунтов до 3 категории включительно, перемещения их из забоя в отвал при дальностях транспортирования от 100 до 3000-5000 м. И отсыпки в отвале спланированными слоями заданной толщины.
Основным рабочим органом скрепера является ковш, передняя нижняя кромка которого оснащена ножами, служащими для послойного срезания грунта. При разработке тяжелых грунтов движению скрепера помогает толкач.
К настоящему времени четко определились две основные по способу наполнения грунтом разновидности скреперов:
С загрузкой тяговым усилием трактора- тягача ( и толкача)
С принудительной ( элеваторной ) загрузкой.
ОСНОВНАЯ ЧАСТЬ РАСЧЕТА
1.1. Общий расчет машины
1.1.1. Силы тяги по сцеплению при движении по полному грунту
Т = G * ,кН (1)
где
G -сцепной вес скрепера
-коэффициент сцепления (-0.6)
G = M g . кН (2)
М - вес скрепера и тягача
g-ускорение свободного падения
G = (18,450+13,000) * 9.81 = 3784.7кН
Общее сопротивления движению скрепера при загрузке
Wоб = W = W1 + W2 + W 3 + W4 + W5 , кН (3)
где W1 - сопротивление грунта резанию . кН
W2 -сопротивление движению призмы волочения впереди скрепера кН
W3 -сопротивление от веса срезаемого слоя, движущегося в ковше кН
W4 -сопротивление от внутреннего трения грунта в ковше , кН
W5 -сопротивление движению скрепера , как простой тележки , кН
Сопротивление грунта резанию ( 4)
W1 = b* c* k ,кН
где b - ширина срезаемого слоя , м.
С - толщина срезаемого слоя ,м.
С = 0,04 … 0,2 м
k - удельное сопротивление резанию (k = 0,1)
Для покупки или заказа полной версии работы перейдите по ссылке
W1 = 3.15 * 0.04 * 0.1 * 106 = 13.2 кН
Сопротивление движению призмы волочения впереди скрепера
W2 = y* b* h2 * * g (i) кН (5)
где y - отношение высоты призмы волочения к высоте грунта в ковше
Y= 0.7
h -высота слоя грунта в ковше , м.
- объемная масса грунта ,кг/ м3
= 2000 кг/ м3
- коэффициент трения грунта по грунту (=0.5)
I - уклон местности
I = 0,04
 W2 = 0.7* 3.3 * 2.82 * 2000 (0.5 ± 0.04 ) = 36.2 кН
Сопротивление от веса срезаемого слоя , движущегося в ковше , кН
W3 = b* c * h * * g . кН (6)
где b - ширина срезаемого слоя ,м
c - толщина срезаемого слоя ,м
h - высота слоя грунта в ковше ,м
- объемная масса грунта . кг / м3
Сопротивление от внутреннего трения грунта в ковше
W4 = b * h2 * * x *q ,кН (7)
где x - коэффициент ,учитывающий влияние грунта
x = 0,44
Для покупки или заказа полной версии работы перейдите по ссылке
Длина участка набора грунта
L1 = q * k n / ( kp*b * c ) .м (12)
где q- геометрическая емкость ковша скрепера ,м3
kн - коэффициент наполнения ковша грунтом (kн = 1,2)
kp = коэффициент разрыхления грунта ( kp = 1.1)
l 1 = 18*1.2 / ( 1.1*3.3*0.2 ) = 29.7 м
Длина участка разгрузки ковша
L3 = 18.*1.2 / (1.1*3.3*0.1 ) = 59.5 м (13)
Время набора грунта
t1=3.6*L1/V1=3.6*29.7/2=53.5 c. (14 )
Время груженого хода
t2=3.6*L/V2 c. (15)
где L - длина всего участка .м
L - 600 м
V2 -скорость груженого хода ,м/с
t2=3,6*600/8=270 с.
Время разгрузки ковша
t3=3.6*L3/V3 c. (16)
где l3 - длина участка разгрузки ковша ,м .
V3 - скорость при разгрузке ковша .м/с .
t3=3,6*59,5/6=35,7 с.
Время холостого хода
t4=(L1+L+L3)*3.6/V4 (17)
Дополнительное время затрачиваемое на развороты и на переключение скоростей
t 4 = 60c
Общее время работы
Tц = t = t1 + t2 +t3 + t4 + t5 . c (18)
T ц= 53,5 +270 + 35,7 +192,3 + 60 = 611,5 с
Число циклов за 1ч. работы
n=3600/ Tц=3600/611.5=5.8=6 циклов (19 )
1.2.РАСЧЕТ ГИДРООБОРУДОВАНИЯ
Расчет усилий на штоках цилиндров и выбор гидроцилиндров
Для покупки или заказа полной версии работы перейдите по ссылке
Рисунок 1 – Схема действия сил
Усилие на штоке гидроцилиндра поднятия ковша
G *2.7 + G *2.8 – P *2.36 =0
Pц=Gk*2.7*Gг*2,8/2,35=446637 Н
Pц = 446 кН
По данным справочника выбираем гидроцилиндр с диаметром Dк =220 мм и усилием на штоке P ц= 482.3 кН
Усилие на штоке гидроцилиндра передвижения задней стенки ковша
Gг*2.9 –Pц*2=0
Рц=353160*2,9/2=512082 Н
Pц= 512 кН
По данным справочника выбираем гидроцилиндр с диаметром Dц=220мм и усилием на штоке Pц= 627,9 кН
Усилие на штоке гидроцилиндра передвижения днища ковша
Gг*1.25 – Pц*2.25 =0
Pц=353160*1,25/2,25=196200 Н
Pц=196 кН
Выбираем гидроцилиндр с диаметром Dц=125 мм и усилием на штоке
Pц= 196,25 .
Определение мощности гидропривода и насоса .
Мощность гидропривода определяют по заданным нагрузкам и скоростям гидродвигателя обеспечивающих привод исполнительных механизмов.
Полезная мощность гидродвигателя возвратно-поступающего действия
Nгв= PкV . кВТ (34)
гдеPц- усилие на штоке
V- скорость движения штока
Ориентировочно скорости перемещения рабочего оборудования
Подъема ковша V =0.13 м/с
Передвижения днища V 0,5м/с
Перемещения задней стенки V =0,2 м/с
Nгв= 196*0.13 = 25кВт
Полезную площадь насоса определяют исходя из мощности гидропривода с учетом потерь энергии.
Nнп= kзц*kзс *Nгв (35)
где Nнп -мощность насоса ,кВт
kзц - коэффициент по усилию
kзц=1,2
kзс- коэффициент запаса по скорости
kзс= 1,3
N гв- мощность гидродвигателя
Nн=1.2*1.3*25 = 40 кВт
ВЫБОР НАСОСА И ГИДРОМОТОРА
Подача насоса
Qн=Nнп/Рном дм3/с (36)
где Nнп-мощность насоса
Pном- номинальное давление мПа
Q =40/20=2 дм3/с
Рабочий объем насоса
gH= Nнп/Рном*н дм3 (37)
где Nнп-мощность насоса кВт
Pном-номинальное давление
н-частота вращения вала
gH=40/20*25=0,08 дм3
Число оборотов приводного двигателя выбираем 1500 об/мин. Или по ГОСТ 12446-80
Принимаем аксиально –поршневой насос типа 210.25
Рабочий объем 107 см
Давление на выходе 20мПс
Насосу соответствует гидромотор аксально –поршневого типа 210.25.
Рабочий объем 107см
Давление на выходе 20 мПа ,на выходе 1,6 мПа
 Крутящий момент 328 нм
1.4МОМЕНТ СОПРОТИВЛЕНИЯ ПОВОРОТУ
Момент необходимый для поворота скрепера зависит от скорости движения и увеличивается по иерее уменьшения скорости, достигая максимальных значений при повороте «на месте».
Для покупки или заказа полной версии работы перейдите по ссылке
Рисунок 2 – Схема сил, действующих на скрепер при повороте на месте.
Сумма сил и моментов.
МпQ=0.5*Pf1*1B/2+0.5 Pf1*1B+0.5M11+0.5M11+ Pf2S+0.5M22
Мп-момент поворота, Н.м
Q- элементарное прирощение угла складывания
1 и 2 - соответствующие углы поворота тягача и полуприцепа
Для покупки или заказа полной версии работы перейдите по ссылке
332.2*1385.8*2/2
332.2<385.8
Значит скрепер в устойчивом состоянии .
Предельная скорость движения скрепера в повороте
GV2 hc/gR GB/2 (48)
Откуда максимальная скорость
Vmax=BRg/2 hc (49)
Vmax=2*15*9.81/2*1=12.1 м/c
Минимальный радиус поворота
Rmin=2V2 hc/gB (50)
Rmin=2*12.1^2*1/9.81*2=15 м
Центробежная сила обуславливает также поперечное скольжение колес, которое поступает раньше опрокидывания
Pц G или GV2/gR G (51)
332.20.6*385.8
332.2231.48
Предельная скорость движения скрепера в повороте из условия бокового скольжения
Vmax= 9.81*0.6*15=9.39 м
Максимальный радиус
Rmin=V2/g (52)
Rmin=12.1^2/9.81*0.6=2.2 м
1.6. РАСЧЕТ НА ПРОЧНОСТЬ
Рассчитываются на прочность узлы скрепера.
Нагрузки, действующие на рабочее оборудование скрепера .
Схемы сил ,действующих на ковш.
При расчете боковых стенок и днища ковша следует учитывать давление на них грунта , находящегося в ковше ,используя теорию давления сыпучих грузов на боковые стенки.
Давление грунта на боковую стенку
Р = кg * е * h *pp *q . М Па (53)
Где кg=1 – коэффициент динамики для копания.
e = 0,2 – коэффициент бокового давления
h- расчетная высота стенки ,м
pp- объемная масса грунта
Р = 1*2*2000*9,81* 0,2 = 784,4 МПа
Среднее давление на боковую стенку
Рср = ( Р1 + Р2 )/ 2 .МПа (54)
Р1 = Кg Е (hш -hсм) ppg мПА (55)
где hш- высота до центра тяжести шапки грунта = 2.5м
P1=1*0.2* ( 2.5 ) *2000*9.81 = 1960 мПА
Р2= Кg Е hш ppg мПА (56)
Р2 = 1*2*2,5*2000*9,81 = 9810 мПа
Рср =1960+9810/2=5880 мПа
Давление грунта на днища ковша
Рдн = К*Gг/ Fдн . мПа (57)
где G - вес грунта . Н
Fдн- площадь днища , м
F дн=9 м
 Рдн= 1* 353160 /9 = 39240 мПа
Боковое давление
Рц=GгV2/gRFсм мПа (58)
где V –скорость движения скрепера ,м/с
R - радиус поворота скрепера ,м
F - площадь боковой стенки ,м
F = 9,5 м
Рц=353160*2^2/9.81*15*9.5=1011 мПа
В этом случае боковое давление на стенку
Р = Рср+Рц (59 )
Р = 5880 + 1011 = 6891 мПа
Для покупки или заказа полной версии работы перейдите по ссылке
Рисунок 6- Схема сил, действующих на боковые стенки и днище ковша
Расчет передней балки
Крутящий момент действующий на балку
Мкр= Ргц*l , нм (60)
где Ргц -усилие в гидроцилиндре
l – плечо действия силы .
Для покупки или заказа полной версии работы перейдите по ссылке
Рисунок 7 – Расчетная схема действия сил на переднею балку
Мкр= 446637* 0,25 = 111659 Н.м
Расчет буферной рамы ковша .
Рассчитывается для двух расчетных положений .
Для покупки или заказа полной версии работы перейдите по ссылке
Рисунок 8 – Расчетная схема действия сил на буферную раму.
Верхние стержни буфера приварены к задней балке и нагружают ее усилиями , действующими по направлению стержня . Рассекая стержень и заменяя силами ,из суммы моментов относительног точки О для первого расчетного положения
S = ( R2d + Тb ) /C (61)
где Т - толкающая сила ,действующая на скрепер от толкача
Т =k0 *Тт,н (62)
где k0- коэффициент использования силы тяги при совместной работе толкача и скрепера
Тт- максимальная сила тяги толкача ,Н
Тт=G , H (63)
где - коэффициент сцепления гусеничного двигателя с грунтом =1,1
G -вес толкача G = 350000 H
Тт = 1,1*350000= 385000 .Н
Т = 0,8* 385 000 = 308000 Н
R2 - реакция опоры заднего колеса
R2 = 546060 Н
S = ( 546060*5.25+308000*0.375) /3.25 = 917635 Н
Для второго расчетного положения
S = R2d /C ,H (64)
S = 546060*5.25/3.25 = 882096 H
2. ПАТЕНТНЫЙ ПОИСК
Пересмотрены патенты
1.23.11.83 бюл 43
Г.Н Смирнов и П.Л.Иванов
Московское научно –производственное объединение по строительству и дорожному машиностроению
Патент США № 3675347
Кл. 77-129 , 1976
Авторское свидетельство СССР № 369219 кл. Е02 F 3/64,1973
Ковш скрепера
15.06.83 Бюл. №22 В.И. Фарафонтов , П.Л. Иванов и Э.Г. Ронинсон
Московское научно- производственное объединение по строительству и дорожному машиностроению .
Патент США № 3426456 ,Кл 37-8 ,1969
Патент МША №39/6545 кл, 37-126 АВ ,1975
Ковш скрепера
Применены в курсовом пректе:
16.09. 75 2173695/29-0,3
Опубликовано 30.04.78 Бюллетень №16
Авторы изобретения К.А.Артемьев , А.А. Жуков , А.И. Демиденко и В.Б. Лопунов .
Заявитель Сибирский автомобильно- дорожный инстьитут им. Куйбышева. Ковш скрепера.
Целью изобретения является снижение сил трения грунта по контактирующим с ним поверхностям ковша.
Указанная цель достигается за счет того ,что направляющая плита снабжена дополнительной подвижной плитой , связанной с основной посредством упругой прокладки и образующей с ней замкнутую полость , которая служит для подачи в нее и отвода воздуха посредством трубопроводов .
Для покупки или заказа полной версии работы перейдите по ссылке
1. Балка подножевая 11. Крышка
.2. Ребро 12 Клапан обратный
3. Задняя стенка 13 Плита пнеподвижн
4.Связь 14 Плита направляющая
5 Стенка боковая 15 Прокладка
6 Днище неподвижное 16 Втулка резьбовая
7 Днище подвижное 17 Болт
8 Плита подвижная 18 Винт
9 Патрубок нагнетательный 19 Гайка
10 Патрубок отводящий 20 Пружина
21 Шпилька 22 Шайба
Рисунок 9- Ковш скрепера
3.ТЕХНИКА БЕЗОПАСНОСТИ И ОХРАНЫ ТРУДА
Основными требованиями ,предъявляемыми с точки зрения охраны труда при проектировании машин и механизмов ,являются : безопасность для здоровья и жизни , человека ,надежность ,удобство эксплуатации. Требования безопасности определяется системой стандартов безопасности труда ,
Надежность машин и механизмов определяется вероятностью нарушения нормальной работы оборудования. Такого рода нарушения являются причиной аварии и в конечном итоге травм.
Особо важное значение в обеспечении надежности имеет прочность конструктивных элементов. Почность характеризуется способностью концентрации сопротивлений важным воздействиям без разрушений и значительных остаточных деформаций. Внешний контур защитных устройств вписывается в контур основного оборудования. Это значение устройства позволяет решить несколько задач одновременно и по возможности конструирование совмещалось с машинами и агрегатами – является их составной частью корпуса машины и механизмов должен обеспечивать не только ограждение опасных элементов но и способствовать снижению уровня их шума и вибрации.
4. ЗАКЛЮЧЕНИЕ
Скрепер прицепной выполняет все условия по расчету : По тяговому расчету выполняет условие по сцеплению колес скрепера с грунтом. Скрепер работает без помощи толкача .
По расчету устойчивость скрепера удовлетворяет его рабочим параметрам .
Производится прочностной расчет деталей и узлов , которые удовлетворяют параметрам.
СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ
Абрамов Н.Н. « Курсовое и дипломное проектирование по строительно – дорожным машинам « Учебное пособие для студентов дорожно- строительных вузов. М. « Высшая школа « 1972 120 с с илл.
Залко А.И. и др. « Самоходные скреперы «А.И. Залко , Э.Г. Ронинсон Н.А. Н.А. Сидоров -М. Машиностроение 1991 г. 956 с.ил.
Д.И. Плешкова « Самоходные пневмоколесные скреперы и землевозы « М.
Машиностроение 1970 272 с. ил.
Машины для земляных работ : Учебник для студентов вузов по специальности « Подъемно – транспортные , строительные , дорожные машины и оборудование» Д.П. Волков ,В.А. Крикун ,П.Е. Томолин и др. Под общ ред. Д.П. Волкова - М. Машиностроение ,1992 – 448с. ил.
Васильченко В.А. « Гидравлическое оборудование мобильных машин « : Справочник –М : Машиностроение ,1983 –301 с. ил.
Иванов М.Н. и Иванов В.Н. « Детали машин . Курсовое проектирование .» Учебное пособие для машиностроительных вузов .М. « Высшая школа « ,1975. 551 с. с ил.
. |
