Курсовая работа: Разработка бульдозеров. Бульдозеры реферат

Реферат бульдозер

Введение 1. Конструкторская часть 1.1 Выбор прототипа 1.2 Назначение бульдозера, принцип его работы и выполняемые операции 1.3 Расчет основных параметров 1.4 Тяговый расчет 1.5 Расчет мощности привода базовой машины 1.6 Проверка бульдозера на устойчивость 1.7 Расчет производительности бульдозера 1.8 Расчет на прочность

Охрана труда и окружающей среды

Заключение

Список литературы

Введение

Целью данного курсового проекта является приобретение навыков в расчете и конструировании специфических узлов, главным образом рабочих органов машин для земляных работ, а также выработка умения применять теоретических материал при решении практических задач.

Строительство магистральных трубопроводов ведется в различных природно-климатических условиях. Проведению основных земляных работ предшествуют подготовительные работы. Подготовительные работы является одним из наиболее важным этапом строительства. Поскольку для сооружения магистрального трубопровода нужно выполнять достаточно широкий объем самых разнообразных работ, то вполне закономерно, что и техника, которая используется на строительстве очень разнообразна. Оснащение строительных организаций большим количеством общая-строительной техники, а также десятками видов специальных машин и механизмов (трубоукладчики, трубовозы, трубознимни станки, сварочные и изоляционно-очистительные машины) позволили поднять уровень механизации работ на сооружение магистральных трубопроводов до 98-99%. Такой высокий уровень механизации соответственно повышает скорость и качество самих строительных работ.

Сейчас разрабатывают бульдозеры для работ на более твердых грунтах. Разрабатывают бульдозеры с повышенной единичной мощностью машин и оборудования. Добиваются снижения материала и энергоемкости машин, повышения ресурса и надежности, а также применения новых материалов с лучшими физикомеханическими свойствами и характеристиками; повышения требований к эргономике и технической эстетике машины на основе более полного учета физических и финансовых возможностей человека оператора; автоматизации систем управления, контроля, и обеспечения безопасности работы машины; повышения скоростей движения.

Все эти нововведения позволят увеличить темпы развития других отраслей народного хозяйства, сократить сроки строительства различных агротехнических сооружений.

1. Конструкторская часть

1.1 Выбор прототипа

Выбираем параметры прототипа по [1, стр. 146-147], тяговому классу базовой машины, и эти параметры заносим в таблицу 1.

Таблица 1 Техническая характеристика бульдозера

1.2 Назначение бульдозеров, принцип работы и выполняемые операции

Бульдозер представляет собой базовый тягач, оснащенный ножевым навесным рабочим оборудованием, в которое входит отвал 3 с ножами 5, толкающие брусья 6, подкосы 7 и гидроцилиндры 2 (см.Отвал изготовляют в виде коробчатой сварной конструкции с накладками жесткости, приваренными к тыльной стороне. Толкающие коробчатые брусья 6 передними концами шарнирно соединяют с проушинами тыльной стороны отвала, а задними — с упряжными шарнирами 8, плиты которых приварены к балкам гусеничных тележек трактора. Подкосы соединяют верхнюю часть отвала с проушинами толкающих брусьев; перестановкой подкосов можно изменять угол резания в пределах 45—60°. Вследствие трудоемкости операций по перестановке подкосов их заменяют гидроцилиндрами.

Бульдозерным оборудованием иногда оснащают другие землеройно-транспортные машины (автогрейдеры, экскаваторы, погрузчики), у которых это оборудование является вспомогательным. Бульдозеры могут разрабатывать талые и мерзлые предварительно взрыхленные грунты. В качестве базовых машин для бульдозеров чаще всего используют гусеничные тракторы мощностью от 55 до 650 кВт, реже — колесные тракторы или тягачи мощностью 75—1200 кВт.

Для выполнения подготовительных работ на раму бульдозера навешивают дополнительные виды рабочего оборудования: кусторезы, корчеватели, собиратели и др. Бульдозеры нередко выпускают в комплекте с рыхлителями и канавокопателями, навешиваемыми сзади машины.

Бульдозер послойно срезает грунт и одновременно перемещает его волоком по поверхности земли к месту укладки.

Бульдозеры применяют для возведения насыпей из грунтов боковых резервов, разработки выемок, грубого планирования поверхностей земляных сооружений, для засыпки рвов, траншей, обваловки сооружений, а также для подготовительных работ— валки отдельных деревьев, срезки кустарника, корчевания отдельных пней и камней.

Бульдозеры используют также для распределения грунтовых отвалов при работе экскаваторов и землевозов, образования штабелей сыпучих материалов (песка, щебня) и их подачи к перерабатывающим агрегатам, для снегоочистки, формирования террас на косогорах, производства вскрышных работ в карьерах.

1.3 Расчёт основных параметров отвала бульдозера

Основными параметрами отвала бульдозера являются: ширина и высота отвала; угол зарезания; угол заострения ножа; задний угол; угол захвата т.е. угол поворота отвала в плане; угол зарезания, т.е. угол поперечного перекоса отвала (угол между режущей кромкой ножа и горизонталью). При проектировании отвала необходимо определить также параметры профиля отвала: длину прямолинейного участка в нижней части поверхности отвала; радиус криволинейного участка поверхности отвала; угол опрокидывания отвала; высоту козырька и угол его наклона; угол наклона отвала.

Для выполнения этих расчётов используем следующую литературу: [1, стр. 189 - 202]

Углы установки отвала бульдозера

Высоту козырька Нк по вертикали принимают 0,1 — 0,25 от высоты отвала.

Основные параметры поперечных профилей отвалов бульдозеров приведены в табл.

Параметры отвалов

Основным рабочим органом бульдозера является отвал. Производительность и потребная величина тягового усилия зависят от выбора параметров отвала.

Геометрическими параметрами отвалов являются показанные наугол резания , угол наклона отвала , угол опрокидывания , угол установки козырька , задний угол , высота отвала , высота козырька , радиус кривизны отвала , ширина отвала , длина прямой части отвальной поверхности а. Высоту отвала определяют в зависимости от расчетной номинальной силы тяги Ртм и грунтовых условий, для которых предназначают проектируемый бульдозер. Ее можно найти для бульдозера с неповоротным отвалом по формуле.

1.4 Тяговый расчет

Задачей тягового расчета бульдозера является определение силы тяги, необходимой для преодоления суммарного сопротивления. Условие тягового расчета определяется неравенством:

, (1)

где: -, кН;

-, кН;

-, кН.

-

, (2)

где: - толщина снимаемой стружки = 0,1 м;

- ширина отвала, м;

- угол установки отвала в плане = 90 град;

;

; (3)

где: Н - высота отвала, м;

- ширина отвала, м;

- характеристика грунта, кг/м;

- уклон = 0,5;

j - = 0.1,

; (4)

где: - = 0,5.

; (5)

где: ;

; (6)

где: N - мощность двигателя, кВт;

- скорость на 1 передаче, м/с.

; (7)

; (8)

; (9)

(10)

(11)

1.5 Расчет мощности привода базовой машины

Мощность привода базовой машины определяется по формуле N, к Вт:

, (12)

где ν - скорость движения машины, км/ч;

η = (0,8 ч0,9) - механический КПД машины, принимаем равным = 0,9.

1.7 Расчет производительности бульдозера

Производительность бульдозера при резании и перемещении грунта, определяется по формуле:

м3/ч, (13)

где: - объём грунта (в плотном теле) перед отвалом, м3;

м3, (14)

где Кпр - коэффициент, зависящий от характера грунта (связности, коэффициента рыхления) и от отношения Н/L, Кпр = 0,40;

L - длина отвала = 3,18, м;

Н - высота отвала = 1,35, м;

- коэффициент использования машины по времени = 0,8;

- коэффициент разрыхления грунта = 1,25;

- коэффициент, учитывающий влияние уклона местности на производительность бульдозера = 1.

м3

м3/ч

- длительность рабочего цикла, с.

с; (15)

где: - длина пути резания = 7 м;

- длина пути перемещения, 25м;

- скорость движения бульдозера при копании грунта, =0,4м/с;

- скорость движения бульдозера при перемещении грунта, =0,9 м/с;

- скорость холостого хода бульдозера, = 1,1 м/с;

- время, необходимое на разворот, = 10 с;

- время на опускание отвала, = 2 с;

- время на переключение передач, = 4 с.

с.

1.8 Расчет на прочность

Общие положения при расчете на прочность

Нагрузки действующие на элементы конструкции бульдозеров, делятся на нормальные, случайные и аварийные.

Под нормальными понимаются нагрузки, действующие в процессе работы машины в условиях нормальной ее эксплуатации. Эти нагрузки являются основными для расчета элементов конструкции машины на долговечность.

Случайные нагрузки представляют собой совокупность одновременно действующих нагрузок в самом неблагоприятном их сочетании, которая может иметь место в условиях нормальной эксплуатации машины как во время рабочего цикла, так и при некоторых специальных режимах. Случайные нагрузки являются основой для счета элементов конструкции машины на прочность.

К аварийным относятся нагрузки, которые возникают при некоторых редко встречающихся обстоятельствах, но действие их приводит конструкцию в неработоспособное состояние. Расчет конструкции на аварийные нагрузки проводится с целью создания действенных предохранительных устройств и блокировок.

Расчет на прочность элементов конструкции бульдозеров ведется методами, принятыми для расчета деталей машин и металлоконструкций он то о назначения. Для этого к рассматриваемому элементу прикладывают силы, соответствующие принятому расчетному положению и определяемые с учетом динамики нагружения машины. Зачем определяются опасные сечения и вычисляются максимальные напряжения в точках этих сечений. Получаемые напряжения сравниваются с допускаемыми. Допускаемые напряжения определяются исходя из выбранного предельного состояния. В качестве основного предельного состояния обычно принимают потерю несущей способности. При определении расчетных действующих сил и проведении расчета на прочность необходимо предварительно выяснить, и каких положениях и при каких условиях работы элементы конструкции машины могу г испытывать наибольшие нагрузки, г.е, наметить расчетные положения и расчетные условия. Выбор расчетных положений может быть произведен на основании анализа общей схемы действующих сил и характера их изменений во время работы машины.

Расчет на прочность бульдозерного оборудования

Для расчета узлов и деталей бульдозера на прочность исходными являются случайные нагрузки, действующие на металлоконструкцию машины. За расчетные принимают такие положения бульдозера в процессе его работы, при которых в деталях возникают наибольшие напряжения. Расчетным условиям соответствуют наиболее неблагоприятные сочетания активных сил, действующих на отвал бульдозера. Такие нагрузки возникают сравнительно редко, однако узлы и детали конструкции бульдозера должны 'воспринимать эти нагрузки без возникновения пластических деформаций. При расчете бульдозеров принимают пять расчетных положений.

Расчетное положение 1 (см.Внезапный упор в препятствие средней точкой отвала при движении по горизонтальной поверхности; механизм подъема в положении закрыто. принимают, что в средней точке на кромку отвала действует усилие:

, Н (16)

где Тр - максимальное (расчетное) тяговое усилие бульдозера по сцеплению;

, Н (17)

- вес трактора с бульдозерным оборудованием, кг;

- коэффициент сцепления, = 0,9;

- динамическое усилие, Н

, (18)

где: - скорость бульдозера в момент встречи с препятствием, (номинальная скорость на 1 передаче), м/с = 0,67;

g - ускорение свободного падения = 9,8 м/с;

С - приведенная жесткость препятствия и системы навесного оборудования, кН/м;

, (19)

где: С1 - жесткое препятствие;

С2 - жесткость навесного оборудования.

, (20)

где: - коэффициент жесткости навесного оборудования на 1 кг массы трактора, = 0,9;

- вес бульдозерного оборудования, кг.

Схемы сил, действующие на нож отвала при расчёте на прочность

Расчетное положение II (смВ процессе заглубления отвала при одновременном движении вперед по горизонтальной поверхности трактор вывешивается на средней точке отвала, при этом гидроцилиндры развивают усилие, достаточное для опрокидывания трактора относительно точки А.

Принимаем, что на кромку ножа (точка О) действуют вертикальное и горизонтальное усилия Вертикальное усилие:

, Н (21)

где: - линейные размеры, мм.

Горизонтально усилие:

, Н (22)

где:

Расчетное положение III (см,в). В процессе заглубления отвала при одновременном движении вперед по горизонтальной поверхности трактор вывешивается на крайней точке(О) отвала, при этом развивается усилие, достаточное для опрокидывания трактора относительно точки А.

Кроме вертикального и горизонтального усилий, определяемых как и для расчетного положения П. на нож отвала действует боковое усилие:

, (24)

где: В - ширина отвала, мм.

Расчетное положение IV (смв) В процессе выглубления отвала при одновременном движении вперед по горизонтальной поверхности трактор вывешивается на средней точке отвала, при этом развивается усилие, достаточное для опрокидывания фактора относительно точки В.

Расчетная схема положения бульдозера при опирании на кромку ножа отвала

Принимаем что на кромку ножа действует вертикальное горизонтальное усилие.

Вертикальное усилие:

, Н (25)

Горизонтальное усилие:

, Н (26)

Выбран расчетные положения и наметив расчетные условия, приступают к определению сил. действующих на машину и ее части.

На рабочее оборудование бульдозера по время работы действую; следующие силы 4) : результирующая сил сопротивления копанию Ро ; сила, тяжести навесного оборудования; сила со стороны механизма подъемного отвала 8 (усилие на штоке гидроцилиндра) ; реакция в упряжном шарнире О.

Направление действия силы Ро зависит от угла резания, от вида и состояния грунта. При угле резания 50° и заглублении на 10-.12 см сила, приложена на высоте

однако при выявлении максимальных усилий следует принять;

Спроектирован вес силы на горизонтальную ось, можно найти горизонтальную составляющую реакции в упряжном шарнире

Вертикальная реакция К;. найдется из уравнения равновесия относительно точки В (точки приложения силы Ро).

Вертикальная составляющая сил сопротивления копанию определяется по формуле

Сила со стороны механизма подъема определяется из условия равновесия относительно точки О (см.

Схема сил действующих на бульдозер

Из уровня моментов относительно точки А (∑MA = 0), выразим силу внедрения

(22)

Второе расчетное положение - определение условий выглубления зуба при максимальном его заглублении. В этом случае силу выглубления , кН,унок 4б, определяем из условий опрокидывания рыхлителя относительно точки В.

Из уравнения моментов относительно точки В (∑Мб = 0), выразим силу выглубления , кН:

(23)

Наибольшим является усилие выглубления, , и поэтому расчет на прочность ведем из условия опрокидывания трактора назад.

В процессе работы рыхлителя на него также действуют динамические нагрузки, которые значительно превышают тяговые и весовые показатели машины. Учитывая динамические нагрузки усилие выглубления определяется [1]:

, (24)

где = 1,5 - коэффициент динамичности вертикальных усилий,

Схема четырехточечной параллелограммной подвески рыхлителя и действующих на него сил для второго расчетного положения показана наунке.

Определим усилия, действующие в элементах подвески. Усилия, направленное вдоль элемента ДС, определяется из суммы моментов относительно точки В (∑Мв=0):

(25)

Горизонтальную составляющую усилия Rвх, действующую в элементе АВ, определяем, составив сумму моментов проекции на ось Х (∑х=0):

Rвх = Rc * cos α1- Tmax, (26)

где Tmax - максамальная сила тяги, кН;

Rвх = 447,6*cos 15о - 162,81 = 269,5 кН

Вертикальную составляющую Rву определяет из суммы проекций всех сил на ось Y:

Rву=Rc* sin α1- Gpo+ RZBo, (27)

Rву= 269,5*sin 15о - 20,1+181,2=230,8 кН.

Усилия Ro в гидроцилиндре (элемент ДВ) определяем из уравнения моментов сил действующих в узле относительно точки А (∑МА=0):

(28)

Повторный расчет производим для случая, когда на оборудование рыхлителя действуют максимальные нагрузки. Они могут возникать в случае упора зуба рыхлителя в препятствие при максимальной глубине рыхления.

Производим проверку стойки зуба на изгиб.

Условия прочности на изгиб:

, (29)

где - напряжение, воздействующее в стойке зуба, МПа,

[δu]-допускаемое напряжение на изгиб. Мпа,

Ми- изгибающий момент

Wx - момент сопротивления сечения.

Согласноунка, изгибающий момент определяется относительно точки С.

Ми= Ro*b2 - Tmax* (H+h5) - Gpo*m1 (30)

Ми= 458500*1092-162810*(700+600)-20100*430=280386*103 Н мм

Момент сопротивления сечения Wx, мм3, определяем по формуле:

, (31)

где b - толщина стойки, мм;

h - ширина стойки, мм:

=2535*102 ,мм3

МПа ‹ МПа

Пальцевое соединение на смятие прочно.

Основную металлоконструкцию изготавливаем из стали 15ХСНД.

Охрана труда и окружающей среды

С целью предотвращения аварий и несчастных случаев, постоянно совершенствуются конструкции машин, улучшаются условия труда оператора, разработаны специальные требования и правила безопасности, которые должен знать и выполнять оператор.

На рабочей площадке должны быть приняты меры, предотвращающие опрокидывания или сползания машины. Откосы и косогоры, на которых предстоит работать машине, не должны превышать значений, допускаемых техническим паспортом машины.

В случае расположения рабочей площадки около ЛЭП, необходимо учитывать требования электробезопасности.

Во время работы рыхлителя с заглубленными зубьями, запрещается делать повороты машины. При заднем ходе рыхлителя оборудование должно быть поднято. Во время движения запрещается становиться на подвеску рыхлительного оборудования.

Чтобы обеспечить максимальную безопасность эксплуатации проектируемой машины,

ref.lecture.in.ua

Реферат Бульдозер

Реферат на тему:

План:

Введение
• 1 История создания
• 2 Разновидности бульдозеров
• 3 Производство
• 4 Характеристики бульдозеров
• 5 Применение бульдозеров
• 6 Рабочие инструменты бульдозеров
• 7 В искусстве
Примечания

Введение

Бульдозер ДЗ-29 на базе трактора ДТ-75

Бульдозер ДЗ-53 с канатно-блочным управлением отвалом на базе трактора Т-100

Бульдо́зер — самоходная землеройная машина, представляющая собой гусеничный или колёсный трактор, тягач и т. п. с навесным рабочим органом — криволинейным в сечении отвалом (щитом), расположенным вне базы ходовой части машины. Служит для послойного копания, планировки и перемещения (на расстояние 60-300 м) грунтов, полезных ископаемых, дорожно-строительных и др. материалов при строительстве и ремонте дорог, каналов, гидротехнических и т. п. сооружений.

1. История создания

Слово «бульдозер» появилось в конце XIX века — оно относилось к любой силе, способной сдвинуть большую массу.

В 1929 году появился именно первый бульдозер — огромная и шумная машина. Они были сделаны на базе тракторов путём монтажа спереди металлической пластины.

2. Разновидности бульдозеров

• с неповоротным отвалом, установленным перпендикулярно продольной оси базовой машины;
• с поворотным отвалом, который в горизонтальной плоскости можно устанавливать под углом в обе стороны от продольной оси машины или перпендикулярно к ней;
• универсальные с отвалом из двух шарнирно сочленённых половин, устанавливаемых в горизонтальной плоскости под различными углами к продольной оси машины или перпендикулярно к ней (путепрокладчик).

Отвалы всех типов бульдозеров оснащаются механизмами с гидравлическим, канатным или электромеханическим приводом для подъёма—опускания, поворотов в плане, перекосов в поперечной плоскости, наклона вперёд—назад по ходу. Бульдозеры снабжаются сменным оборудованием (рыхлителями, откосниками, уширителями, открылками и др.), расширяющим область их применения и повышающим эффективность на отдельных работах.

3. Производство

В настоящее время, лидерами на мировом рынке производства бульдозеров являются компании Caterpillar, Komatsu, Liebherr, John Deere, Dressta и ЧЕТРА (Промтрактор), ЧТЗ-Уралтрак. Самые крупные модели бульдозеров представлены в таблице.

4. Характеристики бульдозеров

• длина отвала — до 5,550мм
• масса отвала — до 10т
• размеры отвала: ширина — до 6100 мм, высота — до 2200мм
• высота с козырьком — 2300мм
• подъем отвала — 1780мм
• заглубление отвала — 800мм
• расстояние перемещения породы — до 200 м
• мощность двигателя — до 386кВт
• масса — до 58т/

5. Применение бульдозеров

• послойное срезание и копание, разравнивание, планировка, перемещение горных пород, грунта, сыпучих материалов
• пресс для гибких деталей

6. Рабочие инструменты бульдозеров

• отвал
• толкающая рама
• механизм управления
• рыхлительные зубья, откосники, уширители, открылки (дополнительное оборудование)

7. В искусстве

В кино и прочем искусстве бульдозеры часто представляются подобием джаггернаутов, способных неумолимо сокрушать все на своём пути. Идеальным примером для этого может быть реально существовавший бронированный бульдозер Марвина Химейера, которым он, в прямом смысле, снёс свой городок из-за конфликта с властями, за что впоследствии машина была окрещена как "Killdozer"

Примечания

Категории: Землеройно-транспортные машины.

wreferat.baza-referat.ru

Бульдо́зер

АОУ ВПО Государственный институт

Экономики финансов

Права и технологии

Строительные машины

Реферат

По теме: "Бульдозер"

Выполнил

Студент Пономарёв А.И.

Г.Гатчина

2013г.

Бульдо́зер — самоходная землеройная машина, представляющая собой гусеничный или колёсный трактор, тягач и т. п. с навесным рабочим органом — криволинейным в сечении отвалом (щитом), расположенным вне базы ходовой части машины. Служит для послойного копания, планировки и перемещения (на расстояние 60-300 м) грунтов, полезных ископаемых, дорожно-строительных и др. материалов при строительстве и ремонте дорог, каналов, гидротехнических и т. п. сооружений. Также бульдозер применяется при разработке россыпей, на отвалах, при рекультивации, в качестве вспомогательной машины на карьерах. Кроме того, бульдозер используют при строительстве и ремонте дорог, а также как толкач (например, при заполнении самоходных скреперов) и т.п.

История создания

Слово «бульдозер» появилось в конце XIX века — оно относилось к любой силе, способной сдвинуть большую массу.

В 1929 году появился первый бульдозер — огромная и шумная машина. Он был сделан на базе трактора путём монтажа спереди металлической пластины.

Разновидности бульдозеров

• с неповоротным отвалом, установленным перпендикулярно продольной оси базовой машины;

• с поворотным отвалом, который в горизонтальной плоскости можно устанавливать под углом в обе стороны от продольной оси машины или перпендикулярно к ней;

• универсальные с отвалом из двух шарнирно сочленённых половин, устанавливаемых в горизонтальной плоскости под различными углами к продольной оси машины или перпендикулярно к ней (путепрокладчик).

Отвалы всех типов бульдозеров оснащаются механизмами с гидравлическим, канатным или электромеханическим приводом для подъёма—опускания, поворотов в плане, перекосов в поперечной плоскости, наклона вперёд-назад по ходу. Бульдозеры снабжаются сменным оборудованием (рыхлителями, откосниками, уширителями, открылками и др.), расширяющим область их применения и повышающим эффективность на отдельных работах.

Характеристики бульдозеров

• длина отвала — до 5500 мм

• масса отвала — до 32 т

• размеры отвала: ширина — до 7400 мм, высота — до 3250 мм

• высота с козырьком — 2300 мм

• подъем отвала — 1780 мм

• заглубление отвала — 800 мм

• расстояние перемещения породы — до 200 м

• мощность двигателя — до 603 кВт

• масса — до 155 т

Применение бульдозеров

• послойное срезание и копание, разравнивание, планировка, перемещение горных пород, грунта, сыпучих материалов

• пресс для гибких деталей

• снятия плодородного поверхностного слоя грунта при подготовке строительных площадок

• перемещения грунта в зону действия одноковшового экскаватора при погрузке его в транспортное средство или отвал

• разработки неглубоких каналов с транспортированием грунта в отвал

• зачистки пологих откосов

• сооружения насыпей из резервов

• планировочных работ при зачистке оснований под фундаменты зданий и сооружений и планировке площадей и трасс

• по устройству и содержанию в исправности подъездных дорог, устройстве въездов на насыпи и выездов из выемок

• для разработки грунта на косогорах

• по обратной засыпке траншей и пазух фундаментов

• разравнивание грунта в отвалах

• штабелирование и перемещения сыпучих материалов

• подготовительных работ для валки отдельных деревьев, срезки кустарника, корчевка пней, удаление камней, расчистка поверхностей от мусора и снега

• вскрышных работ, а также использования их в качестве толкачей скреперов

Рабочие инструменты бульдозеров

• отвал

• толкающая рама

• механизм управления

• рыхлительные зубья, откосники, уширители, открылки (дополнительное оборудование)

studfiles.net

Бульдозеры назначение классификация устройство производительность

Информация:

Описание (план):

Бульдозеры предназначены для послойного срезания грунта, его перемещения на небольшое расстояние и разравнивания.

Состоит бульдозер из базовой машины 6 (гусеничного или колесного трактора или колесного промышленного тягача) и навесного бульдозерного оборудования, расположенного спереди. Бульдозерное оборудование включает в себя рабочий орган (отвал) 2, толкающее устройство 9 (толкающие брусья или толкающую раму) и систему управления отвалом 7 (гидравлическую или канатную).

Наиболее распространенные в настоящее время бульдозеры с полусферичним неповоротным отвалом и механизмом перекоса.

Отвал бульдозера представляет собой жесткую сварную металлоконструкцию с лобовым листом криволинейного профиля. Чтобы предотвратить пересыпание грунта при работе на несвязных и рыхлых грунтах, к средней части отвала приваривают козырек. Вдоль нижней кромки отвала с помощью болтов крепят режущие ножи 1. Для увеличения объема перемещаемого грунта (при работе на легких грунтах) отвал бульдозера может быть удлинен путем установки с обоих его концов уширителей, прикрепленных к отвалу болтами.

По номинальным тяговым усилием бульдозеры делятся на очень тяжелые - с номинальным усилием более 300 кН, тяжелые - 200-300 кН, средние - 135-200 кН, легкие - 25-135 кН и очень легкие - менее 25 кН. Номинальное тяговое усилие зависит от массы базового трактора.

По ходовой частью существуют бульдозеры гусеничные и колесные. Последние применяются редко.

1 — нож; 2 — отвал; 3 — козырек; 4 — кронштейн; 5 — гидроцилиндр подъема-опускания; б — базовый трактор; 7 — рычаг управления гидрораспределителем; 8 — поперечная балка с цапфами; 9 — толкающий брус

Бульдозеры классифицируют по: назначению, массе и мощности, силе тяги базовой машины и типу движетеля, отдельным конструктивным признакам; системе управления рабочим органом. По назначению бульдозеры делятся на бульдозеры общего назначения, приспособленные для выполнения разнообразных землеройно-планировочных и строительных работ в различных грунтовых условиях, и на бульдозеры специального назначения, которые предназначаются для определенных видов работ (например, для прокладки дорог, чистки снега, сгребания торфа).

По мощности двигателя и номинальному тяговому усилию бульдозеры классифицируются на:

По типу движетеля базовой машины бульдозеры разделяются на гусеничные и колесные. Колесные бульдозеры создаются на базе колесных тракторов, колесных тягачей, автомобилей и специализированных самоходных машин (автогрейдеров и др.).По размещению рабочего органа бульдозерного оборудования на базовой машине различают бульдозеры с передним и задним расположением отвала.По типу механизма управления бульдозеры разделяются на бульдозеры с гидравлическим, канатным и смешанным управлением. В бульдозерах с гидравлическим управлением отвал внедряется в грунт принудительно за счет усилий гидросистемы. Эти усилия могут достичь 40 % и более от общего веса трактора. При гидравлическом управлении отвалу могут быть заданы четыре положения: подъем, принудительное опускание, плавающее положение и фиксированное положение. По установке рабочего органа различают бульдозеры с неповоротным отвалом и бульдозеры с поворотным отвалом. У первых отвал расположен под углом 90° к оси базовой машины. У бульдозеров с поворотным отвалом положение отвала можно изменять относительно продольной оси базовой машины в горизонтальной плоскости, т. е. отвал бульдозера может быть повернут в ту или другую сторону относительно своего среднего положения (когда угол между отвалом и продольной осью базовой машины составляет 90°) на заданный угол.Трансмиссия бульдозера Трансмиссия осуществляет передачу крутящего момента от двигателя на ведущие звездочки гусеничного трактора. Трансмиссия состоит из муфты сцепления, карданного вала с упругими муфтами, коробки передач и заднего моста с главной передачей, планетарными механизмами поворота и конечной передачей. Муфта сцепления Муфта сцепления предназначена для следующих целей: а) кратковременного отъединения двигателя от коробки передач, во время которого проводится торможение, остановка бульдозера и переключение передач;б) медленного соединения двигателя с трансмиссией для обеспечения плавного трогания бульдозера с места; в) предохранения трансмиссии от перегрузок при действии динамических нагрузок во время резкого торможения или разгона трактора. Сцепление расположено между дизелем и коробкой передач. На бульдозерах может быть установлена сухая фрикционная двухдисковая муфта сцепления постоянно замкнутого типа (рис. 9). Ведущими частями муфты сцепления являются маховик 1, установленный на коленчатом валу 2 двигателя, нажимной 3 и промежуточный 4 диски, между которыми находятся два ведомых диска 5 и 6, приклепанные к ступицам. Ведущие диски 3 и 4 имеют прорези, в которые входят направляющие пальцы 7 и 8, закрепленные в кожухе сцепления 9. Направляющие пальцы 7 и 8 передают крутящий момент ведущим дискам 3 и 4 и позволяют им перемещаться вдоль оси.

Рис. 9. Схема муфты сцепления

Ведомые диски 5 и 6 установлены на шлицах вала 10 трансмиссии. По окружности кожуха сцепления 9 равномерно размещены пружины 11, с помощью которых ведомые диски 5 и 6 зажаты между поверхностями ведущих дисков 3 и 4. Вследствие сил трения, возникающих между ними, крутящий момент передается от маховика 1 двигателя к валу 10 трансмиссии. Для выключения сцепления машинист перемещает рычаг 12 на себя, усилие через тягу 13 и вилку включения 14 передается на выжимной подшипник 15, который перемещается к маховику 1 и нажимает на рычаги 16. Последние, поворачиваясь вокруг осей 17, отводят при помощи болтов 18 ведущий нажимной диск 3 от ведомого диска 5, а промежуточный ведущий диск 4 отходит от ведомых дисков 5 и 6 с помощью пружин 20 и 21. Наибольшее перемещение диска 4 ограничивается регулировочными болтами 19, что устраняет возможность при выключении сцепления зажатия заднего ведомого диска 5.Коробка передачКоробка передач предназначена для следующих целей: 1. для изменения скорости движения трактора и его тягового усилия, что дает возможность приспосабливаться к условиям движения; 2. для изменения направления движения; 3. для отъединения двигателя от ведущих колес при длительной остановке трактора. Коробка передач устанавливается между муфтой сцепления и задним мостом. На тракторе ДТ-75 М установлена семискоростная коробка передач (рис. 10). Семь передач обеспечивают движение вперед со скоростью 5,3...11,18 км/ч, и назад со скоростью 4,54 км/ч. Принцип работы коробки передач основан на введении в зацепление шестерен с различными диаметрами и числом зубьев. При выводе из зацепления одной из шестерен вращение передаваться не будет, что используют в коробке передач для получения нейтрального положения. Первичный вал I (рис. 10) получает крутящий момент от двигателя через муфту сцепления. Ведущая шестерня вала 1 находится в постоянном зацеплении с шестерней 4 вала заднего хода III, а последняя с шестерней 5 дополнительного вала IV. По шлицам вала 1 могут свободно перемещаться блоки шестерен 2-3 и 10-11. Вторичный вал II изготовлен за одно целое с ведущей шестерней 14 главной передачи, на нем неподвижно закреплены шестерни 12,13, 17 и блок 15-16. Включение передач с первой по четвертую происходит путем ввода в зацепление шестерни одного из блоков первичного вала 1 с соответствующей шестерней вторичного вала II. Первая передача - шестерни 10-15, вторая - 11-13, третья - 2-17, четвертая -3-16.

Рис. 10. Коробка передач трактора ДТ-75 М: а - кинематическая схема; б - схема взаимного расположения валов; в - положение рукоятки рычага при включении разных передач

Для получения пятой и шестой передач служит блок шестерен 6-7 дополнительного вала IV; при этом вращение на пятой передаче передается через шестерни 1-4-5-6-17, на шестой передаче 1-4-5-7-16. Седьмую передачу включают, вводя в зацепление шестерню 8 дополнительного вала IV с шестерней 12 вторичного вала-1-4-5-8-12. Для включения заднего хода подвижную шестерню 9 вала заднего хода Ш вводят в зацепление с большой шестерней 15. Переключение передач производят рычагом, установленным в крышке коробки передач, в соответствии со схемой (рис. 10, в).Задний мост Задний мост трактора (рис. 11) включает главную передачу, планетарный механизм поворота и конечную передачу.Главная передача служит для увеличения и передачи под углом 90о крутящего момента от вторичного вала 7 коробки передач к планетарному механизму поворота трактора. Она состоит из двух конических шестерен 6, находящихся в постоянном зацеплении.

Рис. 11. Кинематическая схема заднего моста трактора ДТ-75

Планетарный механизм поворота служит для передачи крутящего момента конечным передачам, а также для поворота и торможения трак-тора. Он заключен в картер 1 и состоит из двух зеркально расположенных частей (для правой и левой гусеничных цепей). При движении трактора по прямой шкивы 5 ленточных тормозов солнечных колес 11 полностью заторможены, а остановочные тормоза 4 отпущены. Вращение от главной передачи 6, ведомое коническое колесо которой закреплено на коронном барабане 8, передается коронному колесу 9. Последнее своими зубьями приводит во вращение сателлиты 10, которые, вращаясь вокруг своих осей, обкатываются вокруг заторможенного солнечного колеса 11, увлекая во вращательное движение водило 12, связанную с ним полуось 13 и ведущую шестерню конечной передачи 3. Для плавного поворота трактора необходимо растормозить шкив того солнечного колеса, в сторону которого совершается поворот. Машинист перемещает соответствующий рычаг управления на себя, тем самым растормаживает шкив одного из солнечных колес и позволяет ему свободно вращаться. Коронный барабан 8 и коронное колесо 9 вращаются по прежнему, а сателлиты 10 поворачиваются только вокруг своих осей. Сателлиты не обкатываются вокруг солнечного колеса, так как оно расторможено и вращается в обратную сторону. Поскольку сателлиты не обкатываются, крутящий момент на водило и полуось не передается. Связанная с этой полуосью ведущая звездочка 2 замедляет вращение, и трактор за счет вращения другой ведущей звездочки совершает поворот. Для крутого поворота после выключения тормоза 5 солнечного колеса дополнительно нажимают на педаль, затормаживая шкив 4 остановочного тормоза с той стороны, в которую совершается поворот. В этом случае гусеница останавливается, и трактор круто поворачивается. Конечная передача 3 снижает скорость вращения ведущей звездочки 2 и соответственно увеличивает силу тяги трактора. Кроме того, конечная передача позволяет увеличивать дорожный просвет. На тракторе ДТ-75М устанавливают две конечные передачи по обеим сторонам заднего моста. Ходовое оборудование Ходовое оборудование служит для преобразования вращательного движения ведущей звездочки в поступательное движение трактора, а также для поддержания рамы трактора. В ходовую часть входят ведущие звездочки, направляющие колеса, опорные и поддерживающие катки, гусеничная цепь и подвеска. Подвеска служит для соединения опорных катков с рамой трактора. На тракторе ДТ-75 применена эластичная подвеска, обеспечивающая высокую плавность работы и тягово-сцепные качества. На стенде студентам предлагается самостоятельно изучить конструкцию подвески, гусеничной цепи, поддерживающих и опорных катков.

unit.photogdz.ru

Реферат: Курсовая работа: Разработка бульдозеров

Федеральное агентство по образованию

Государственное образовательное учреждение профессионального высшего образования

Читинский государственный университет

(ЧитГУ)

Курсовой проект

Тема: Бульдозер

Выполнил: студент гр. СДМ

Руководитель: ст. преподаватель

Вараница Е.Н.

Чита 2008

Содержание

Введение

1. Конструкторская часть

1.1 Выбор прототипа

1.2 Назначение бульдозера, принцип его работы и выполняемые операции

1.3 Расчет основных параметров

1.4 Тяговый расчет

1.5 Расчет мощности привода базовой машины

1.6 Проверка бульдозера на устойчивость

1.7 Расчет производительности бульдозера

1.8 Расчет на прочность

Охрана труда и окружающей среды

Заключение

Список литературы

Введение

Целью данного курсового проекта является приобретение навыков в расчете и конструировании специфических узлов, главным образом рабочих органов машин для земляных работ, а также выработка умения применять теоретических материал при решении практических задач.

Сейчас разрабатывают бульдозеры для работ на более твердых грунтах. Разрабатывают бульдозеры с повышенной единичной мощностью машин и оборудования. Добиваются снижения материала и энергоемкости машин, повышения ресурса и надежности, а также применения новых материалов с лучшими физикомеханическими свойствами и характеристиками; повышения требований к эргономике и технической эстетике машины на основе более полного учета физических и финансовых возможностей человека оператора; автоматизации систем управления, контроля, и обеспечения безопасности работы машины; повышения скоростей движения., что позволяет увеличить производительность; конструирования машин и оборудования из унифицированных блоков, что позволит сократить процесс создания машин и сократить время простоя ее в ремонте.

Все эти нововведения позволят увеличить темпы развития других отраслей народного хозяйства, сократить сроки строительства различных агротехнических сооружений.

1. Конструкторская часть

1.1 Выбор прототипа

Выбираем параметры прототипа по [1, стр. 146-147], тяговому классу базовой машины, и эти параметры заносим в таблицу 1.

Таблица 1 Техническая характеристика бульдозера

1.2 Назначение бульдозеров, принцип работы и выполняемые операции

Бульдозер представляет собой базовый тягач, оснащенный ножевым навесным рабочим оборудованием, в которое входит отвал 3 с ножами 5, толкающие брусья 6, подкосы 7 и гидроцилиндры 2 (см. рис.). Отвал изготовляют в виде коробчатой сварной конструкции с накладками жесткости, приваренными к тыльной стороне. Толкающие коробчатые брусья 6 передними концами шарнирно соединяют с проушинами тыльной стороны отвала, а задними — с упряжными шарнирами 8, плиты которых приварены к балкам гусеничных тележек трактора. Подкосы соединяют верхнюю часть отвала с проушинами толкающих брусьев; перестановкой подкосов можно изменять угол резания в пределах 45—60°. Вследствие трудоемкости операций по перестановке подкосов их заменяют гидроцилиндрами.

Бульдозерным оборудованием иногда оснащают другие землеройно-транспортные машины (автогрейдеры, экскаваторы, погрузчики), у которых это оборудование является вспомогательным. Бульдозеры могут разрабатывать талые и мерзлые предварительно взрыхленные грунты. В качестве базовых машин для бульдозеров чаще всего используют гусеничные тракторы мощностью от 55 до 650 кВт, реже — колесные тракторы или тягачи мощностью 75—1200 кВт.

Для выполнения подготовительных работ на раму бульдозера навешивают дополнительные виды рабочего оборудования: кусторезы, корчеватели, собиратели и др. Бульдозеры нередко выпускают в комплекте с рыхлителями и канавокопателями, навешиваемыми сзади машины.

Бульдозер послойно срезает грунт и одновременно перемещает его волоком по поверхности земли к месту укладки.

Бульдозеры применяют для возведения насыпей из грунтов боковых резервов, разработки выемок, грубого планирования поверхностей земляных сооружений, для засыпки рвов, траншей, обваловки сооружений, а также для подготовительных работ— валки отдельных деревьев, срезки кустарника, корчевания отдельных пней и камней.

Бульдозеры используют также для распределения грунтовых отвалов при работе экскаваторов и землевозов, образования штабелей сыпучих материалов (песка, щебня) и их подачи к перерабатывающим агрегатам, для снегоочистки, формирования террас на косогорах, производства вскрышных работ в карьерах.

1.3 Расчёт основных параметров отвала бульдозера

Основными параметрами отвала бульдозера являются: ширина и высота отвала; угол зарезания; угол заострения ножа; задний угол; угол захвата т.е. угол поворота отвала в плане; угол зарезания, т.е. угол поперечного перекоса отвала (угол между режущей кромкой ножа и горизонталью). При проектировании отвала необходимо определить также параметры профиля отвала: длину прямолинейного участка в нижней части поверхности отвала; радиус криволинейного участка поверхности отвала; угол опрокидывания отвала; высоту козырька и угол его наклона; угол наклона отвала.

Для выполнения этих расчётов используем следующую литературу: [1, стр. 189 – 202]

Углы установки отвала бульдозера

Высоту козырька Нк по вертикали принимают 0,1 — 0,25 от высоты отвала.

Основные параметры поперечных профилей отвалов бульдозеров приведены в табл.

Параметры отвалов

Основным рабочим органом бульдозера является отвал. Производительность и потребная величина тягового усилия зависят от выбора параметров отвала.

Геометрическими параметрами отвалов являются показанные на рис. угол резания , угол наклона отвала , угол опрокидывания , угол установки козырька , задний угол , высота отвала , высота козырька , радиус кривизны отвала , ширина отвала , длина прямой части отвальной поверхности а. Высоту отвала определяют в зависимости от расчетной номинальной силы тяги Ртм и грунтовых условий, для которых предназначают проектируемый бульдозер. Ее можно найти для бульдозера с неповоротным отвалом по формуле.

1.4 Тяговый расчет

Задачей тягового расчета бульдозера является определение силы тяги, необходимой для преодоления суммарного сопротивления. Условие тягового расчета определяется неравенством:

,        (1)

где:  -, кН;

 –, кН;

 –, кН.

 -

,     (2)

где:  – толщина снимаемой стружки = 0,1 м;

– ширина отвала, м;

 - угол установки отвала в плане = 90 град;

;

;      (3)

где: Н – высота отвала, м;

– ширина отвала, м;

 - характеристика грунта, кг/м;

- уклон = 0,5;

j - = 0.1,

;         (4)

где:  - = 0,5.

;         (5)

где: ;

;   (6)

где: N – мощность двигателя, кВт;

 - скорость на 1 передаче, м/с.

;       (7)

;        (8)

;   (9)

(10)

  (11)

1.5 Расчет мощности привода базовой машины

Мощность привода базовой машины определяется по формуле N, к Вт:

,       (12)

где ν – скорость движения машины, км/ч;

η = (0,8 ÷0,9) – механический КПД машины, принимаем равным = 0,9.

1.7 Расчет производительности бульдозера

Производительность бульдозера при резании и перемещении грунта, определяется по формуле:

 м3/ч,       (13)

где:  - объём грунта (в плотном теле) перед отвалом, м3;

 м3,        (14)

где Кпр – коэффициент, зависящий от характера грунта (связности, коэффициента рыхления) и от отношения Н/L, Кпр = 0,40;

L – длина отвала = 3,18, м;

Н – высота отвала = 1,35, м;

 - коэффициент использования машины по времени = 0,8;

 - коэффициент разрыхления грунта = 1,25;

 - коэффициент, учитывающий влияние уклона местности на производительность бульдозера = 1.

 м3

 м3/ч

 - длительность рабочего цикла, с.

 с;   (15)

где:  - длина пути резания = 7 м;

 - длина пути перемещения, 25м;

 - скорость движения бульдозера при копании грунта, =0,4м/с;

 - скорость движения бульдозера при перемещении грунта, =0,9 м/с;

 - скорость холостого хода бульдозера, = 1,1 м/с;

 - время, необходимое на разворот, = 10 с;

 - время на опускание отвала, = 2 с;

 - время на переключение передач, = 4 с.

 с.

1.8 Расчет на прочность

Общие положения при расчете на прочность

Нагрузки действующие на элементы конструкции бульдозеров, делятся на нормальные, случайные и аварийные.

Под нормальными понимаются нагрузки, действующие в процессе работы машины в условиях нормальной ее эксплуатации. Эти нагрузки являются основными для расчета элементов конструкции машины на долговечность.

Случайные нагрузки представляют собой совокупность одновременно действующих нагрузок в самом неблагоприятном их сочетании, которая может иметь место в условиях нормальной эксплуатации машины как во время рабочего цикла, так и при некоторых специальных режимах. Случайные нагрузки являются основой для счета элементов конструкции машины на прочность.

К аварийным относятся нагрузки, которые возникают при некоторых редко встречающихся обстоятельствах, но действие их приводит конструкцию в неработоспособное состояние. Расчет конструкции на аварийные нагрузки проводится с целью создания действенных предохранительных устройств и блокировок.

Расчет на прочность элементов конструкции бульдозеров ведется методами, принятыми для расчета деталей машин и металлоконструкций он то о назначения. Для этого к рассматриваемому элементу прикладывают силы, соответствующие принятому расчетному положению и определяемые с учетом динамики нагружения машины. Зачем определяются опасные сечения и вычисляются максимальные напряжения в точках этих сечений. Получаемые напряжения сравниваются с допускаемыми. Допускаемые напряжения определяются исходя из выбранного предельного состояния. В качестве основного предельного состояния обычно принимают потерю несущей способности. При определении расчетных действующих сил и проведении расчета на прочность необходимо предварительно выяснить, и каких положениях и при каких условиях работы элементы конструкции машины могу г испытывать наибольшие нагрузки, г.е, наметить расчетные положения и расчетные условия. Выбор расчетных положений может быть произведен на основании анализа общей схемы действующих сил и характера их изменений во время работы машины.

Расчет на прочность бульдозерного оборудования

Для расчета узлов и деталей бульдозера на прочность исходными являются случайные нагрузки, действующие на металлоконструкцию машины. За расчетные принимают такие положения бульдозера в процессе его работы, при которых в деталях возникают наибольшие напряжения. Расчетным условиям соответствуют наиболее неблагоприятные сочетания активных сил, действующих на отвал бульдозера. Такие нагрузки возникают сравнительно редко, однако узлы и детали конструкции бульдозера должны 'воспринимать эти нагрузки без возникновения пластических деформаций. При расчете бульдозеров принимают пять расчетных положений.

Расчетное положение 1 (см. рис.). Внезапный упор в препятствие средней точкой отвала при движении по горизонтальной поверхности; механизм подъема в положении закрыто. принимают, что в средней точке на кромку отвала действует усилие:

, Н  (16)

где Тр - максимальное (расчетное) тяговое усилие бульдозера по сцеплению;

, Н         (17)

 - вес трактора с бульдозерным оборудованием, кг;

 - коэффициент сцепления, = 0,9;

 - динамическое усилие, Н

,    (18)

где:  - скорость бульдозера в момент встречи с препятствием, (номинальная скорость на 1 передаче), м/с = 0,67;

g – ускорение свободного падения = 9,8 м/с;

С – приведенная жесткость препятствия и системы навесного оборудования, кН/м;

,         (19)

где: С1 – жесткое препятствие;

С2 – жесткость навесного оборудования.

,       (20)

где:  - коэффициент жесткости навесного оборудования на 1 кг массы трактора, = 0,9;

 - вес бульдозерного оборудования, кг.

Схемы сил, действующие на нож отвала при расчёте на прочность

Расчетное положение II (см.рис.). В процессе заглубления отвала при одновременном движении вперед по горизонтальной поверхности трактор вывешивается на средней точке отвала, при этом гидроцилиндры развивают усилие, достаточное для опрокидывания трактора относительно точки А.

Принимаем, что на кромку ножа (точка О) действуют вертикальное и горизонтальное усилия Вертикальное усилие:

, Н      (21)

где:  - линейные размеры, мм.

Горизонтально усилие:

, Н (22)

где:

Расчетное положение III (см.рис.2,в). В процессе заглубления отвала при одновременном движении вперед по горизонтальной поверхности трактор вывешивается на крайней точке(О~) отвала, при этом развивается усилие, достаточное для опрокидывания трактора относительно точки А.

Кроме вертикального и горизонтального усилий, определяемых как и для расчетного положения П. на нож отвала действует боковое усилие:

,          (24)

где: В – ширина отвала, мм.

Расчетное положение IV (см.рис.2.в) В процессе выглубления отвала при одновременном движении вперед по горизонтальной поверхности трактор вывешивается на средней точке отвала, при этом развивается усилие, достаточное для опрокидывания фактора относительно точки В.

Расчетная схема положения бульдозера при опирании на кромку ножа отвала

Принимаем что на кромку ножа действует вертикальное горизонтальное усилие.

Вертикальное усилие:

, Н        (25)

Горизонтальное усилие:

, Н         (26)

Выбран расчетные положения и наметив расчетные условия, приступают к определению сил. действующих на машину и ее части.

На рабочее оборудование бульдозера по время работы действую; следующие силы (рис.4) : результирующая сил сопротивления копанию Ро ; сила, тяжести навесного оборудования; сила со стороны механизма подъемного отвала 8 (усилие на штоке гидроцилиндра) ; реакция в упряжном шарнире О.

Направление действия силы Ро зависит от угла резания, от вида и состояния грунта. При угле резания 50° и заглублении на 10-.12 см сила,  приложена на высоте При нормальной работе бульдозера

однако при выявлении максимальных усилий следует принять;

Спроектирован вес силы на горизонтальную ось, можно найти горизонтальную составляющую реакции в упряжном шарнире

Вертикальная реакция К;. найдется из уравнения равновесия относительно точки В (точки приложения силы Ро).

 • линейные размеры (см.рис.4) мм.

Вертикальная составляющая сил сопротивления копанию определяется по формуле

Сила со стороны механизма подъема определяется из условия равновесия относительно точки О (см. рис.)

Схема сил действующих на бульдозер

      (22)

Второе расчетное положение – определение условий выглубления зуба при максимальном его заглублении. В этом случае силу выглубления , кН, рисунок 4б, определяем из условий опрокидывания рыхлителя относительно точки В.

Из уравнения моментов относительно точки В (∑Мб = 0), выразим силу выглубления , кН:

   (23)

Наибольшим является усилие выглубления, , и поэтому расчет на прочность ведем из условия опрокидывания трактора назад.

В процессе работы рыхлителя на него также действуют динамические нагрузки, которые значительно превышают тяговые и весовые показатели машины. Учитывая динамические нагрузки усилие выглубления определяется [1]:

,     (24)

где  = 1,5 – коэффициент динамичности вертикальных усилий,

Схема четырехточечной параллелограммной подвески рыхлителя и действующих на него сил для второго расчетного положения показана на рисунке.

Определим усилия, действующие в элементах подвески. Усилия, направленное вдоль элемента ДС, определяется из суммы моментов относительно точки В (∑Мв=0):

   (25)

Горизонтальную составляющую усилия Rвх, действующую в элементе АВ, определяем, составив сумму моментов проекции на ось Х (∑х=0):

Rвх=Rc * cos α1- Tmax,       (26)

где Tmax– максамальная сила тяги, кН;

Rвх = 447,6*cos 15о – 162,81 = 269,5 кН

Вертикальную составляющую Rву определяет из суммы проекций всех сил на ось Y:

Rву=Rc* sin α1- Gpo+ RZBo,       (27)

Rву= 269,5*sin 15о – 20,1+181,2=230,8 кН.

Усилия Ro в гидроцилиндре (элемент ДВ) определяем из уравнения моментов сил действующих в узле относительно точки А (∑МА=0):

(28)

Повторный расчет производим для случая, когда на оборудование рыхлителя действуют максимальные нагрузки. Они могут возникать в случае упора зуба рыхлителя в препятствие при максимальной глубине рыхления.

Производим проверку стойки зуба на изгиб.

Условия прочности на изгиб:

,        (29)

где - напряжение, воздействующее в стойке зуба, МПа,

[δu]-допускаемое напряжение на изгиб. Мпа,

Ми- изгибающий момент

Wx– момент сопротивления сечения.

Согласно рисунка, изгибающий момент определяется относительно точки С.

Ми= Ro*b2 – Tmax* (H+h5) – Gpo*m1   (30)

Ми= 458500*1092-162810*(700+600)-20100*430=280386*103 Н мм

Момент сопротивления сечения Wx, мм3, определяем по формуле:

,   (31)

где b – толщина стойки, мм;

h – ширина стойки, мм:

=2535*102 ,мм3

 МПа ‹  МПа

Пальцевое соединение на смятие прочно.

Основную металлоконструкцию изготавливаем из стали 15ХСНД.

Охрана труда и окружающей среды

С целью предотвращения аварий и несчастных случаев, постоянно совершенствуются конструкции машин, улучшаются условия труда оператора, разработаны специальные требования и правила безопасности, которые должен знать и выполнять оператор.

На рабочей площадке должны быть приняты меры, предотвращающие опрокидывания или сползания машины. Откосы и косогоры, на которых предстоит работать машине, не должны превышать значений, допускаемых техническим паспортом машины.

В случае расположения рабочей площадки около ЛЭП, необходимо учитывать требования электробезопасности.

Во время работы рыхлителя с заглубленными зубьями, запрещается делать повороты машины. При заднем ходе рыхлителя оборудование должно быть поднято. Во время движения запрещается становиться на подвеску рыхлительного оборудования.

Чтобы обеспечить максимальную безопасность эксплуатации проектируемой машины, ее оборудуют необходимыми приборами и устройствами безопасности.

Большое внимание должно быть уделено охране природной среде в процессе земляных работ. При подготовке трассы, сооружении необходимо очищать ее от леса и кустарника с максимально возможным сохранением лесного массива. Деревья ценных пород должны быть пересажены.

При эксплуатации машин необходимо соблюдать следующие правила. Гусеничные машины, во время транспортирования своим ходом, должны перемещаться по обочинам дорог, а в случае пересечения асфальтированных покрытий, следует использовать временные настилы. Запрещается работа на машинах с повышенной дымностью, при утечках топлива, масел, рабочих жидкостей. Попадая в грунт, эти материалы отрицательно влияют на окружающую среду. Категорически запрещается сливать отработанные нефтепродукты на землю, в водоемы и канализационную сеть. Эти материалы следует собирать и сдавать на нефтебазы или уничтожать методами, согласованными с Госсанинспекцией.

Заключение

В данном курсовом проекте спроектировано рыхлительное оборудование на базе трактора Т – 180 Г., с тяговым классом ТС – 15. Тяговое усилие трактора Тн = 162,8 кН.

В процессе проектирования были определены основные параметры рыхлителя.

В проекте проведены тяговый расчет и расчет на устойчивость. условия этих расчетов выполняются. В результате расчета на прочность определена марка стали для изготовления зубьев рыхлителя – 40ХН2МА.

В экономической части проекта определяются основные технико-экономические показатели спроектированной машины. Кроме того, в результате экономического расчета был определен годовой экономический эффект от внедрения спроектированной машины, он составляет 280594 руб/год.

Список литературы

1. Бородочев И.П. Справочник конструктора дорожных машин – М.: Машиностроение, 1973 – 504 с.

2. Васильев А.А. Дорожные машины - М.: Машиностроение, 1979 – 448 с.

3. Методические указания Машины для земляных работ – Чита:

Чит ГТУ, 1997 – 41 с.

4. Холодов А.М. Проектирование машин для земляных работ – Х.: Вища шк., 1986 – 272 с.

www.neuch.ru

Смотрите также

• 
  Башкиры реферат
• 
  Видеокарта реферат
• 
  Реферат видеокарта
• 
  Сингапур реферат
• 
  Реферат сингапур
• 
  Реферат топонимика
• 
  Термос реферат
• 
  Реферат термос
• 
  Реферат марафон
• 
  Реферат пиявки
• 
  Лепра реферат