Пояснительная записка (Модернизация скрепера Д3-87 на базе трактора Т-150)

СОДЕРЖАНИЕВведение .....................................................................................................................1 Выбор и расчет основных параметров скрепера и обоснование формы иразмеров ковша ..........................................................................................................2 Тяговый расчет скрепера .......................................................................................3 Расчет на прочность основных узлов скрепера ....................................................4 Обоснование конструкции и расчет привода управления ................................5 Анализ существующих методов оценки вибрации узлов дорожных машин ..6 Разработка системы измерения параметров вибрации узлов и агрегатовдорожных машин .......................................................................................................7 Экспериментальные исследования .......................................................................8 Технологическая часть ..........................................................................................9 Охрана труда и окружающей среды .....................................................................10 Экономический расчет .........................................................................................Заключение ................................................................................................................Список литературы ...................................................................................................ВВЕДЕНИЕПовышение качества проектирования, изготовления и эксплуатациитракторов является основным направлением обеспечения их надежности.

Особоезначение имеет проектирование тракторов на заданный ресурс и сохранение ихпроектного качества при изготовлении и эксплуатации. Решение этих вопросовв проведенных ранее научных исследованиях осуществлялось с недостаточнымучетом влияния всех внешних и внутренних факторов на ресурс тракторов.Объект исследования. Вибрационный процесс взаимодействия деталейагрегатов тракторов, который создает проблему системного подхода в оценкекачества их проектирования, изготовления и эксплуатации.Предмет исследования. Обобщение и разработка методов оценки качестватракторовпослеихвибро-диагностическиххарактеристикнастадияхпроектирования, изготовления и эксплуатации.Методы исследования.

Основным методом теоретических исследованийбыл системный анализ, обобщение диагностических признаков вибрационныхсигналов и вибрационных характеристик, статистических данных о предельныхзначениях структурных и вибрационных параметров и их связи с техническимсостоянием тракторов, классификация и распознавание образов вибрационногосостояния тракторов и вероятностно-статистические методы нормированиявибрации.

Основными методами экспериментальных исследований вибродиагностических характеристик были: натурные испытания; измерение испектральный анализ вибрации; сопоставление экспериментальной вибрацииначальной и измененной конструкции, измененных режимов работы, измененийструктурных и вибрационных параметров за час наработки; статистическаяобработка вибро-спектров и нормирование вибрации методами математическойстатистики.Эффективность вибрационной (и других видов) диагностики без доводкиконструкции, обеспечения контролепригодности и контроля начальныхзначений параметров значительно снижается. В таких случаях, процессдиагностики и техническое обслуживание могут сводиться к устранениюнедостатков конструкции, технологии производства и контролепригодности.Оценкамоделейизменениявибрациипонаработке.

Получениедостоверной информации о значении структурных зазоров по изменениювибрационного диагностического параметра в любой текущий момент часаявляется основной научной задачей.В последние годы при отказе от обслуживания и ремонта техники порегламенту ее вывод в ремонт на практике осуществляется тремя основнымиспособами:работа полностью,вывод техники в ремонт по результатам экспертных оценок,вывод техники в ремонт по результатам диагностики и прогнозасостояния.Однако значительный экономический эффект дает только третийспособ.

Его успешное использование позволяет сократить время, объем ремонтаи количество запасных частей не менее чем на треть, уменьшить числовнезапных отказов в десятки раз, сократить упущенную из-за простоев прибыльв несколько раз.Для последнего способа необходима полная диагностика объекта, причемжелательно находить все дефекты, влияющие на ресурс, задолго до отказа, чтобыподготовиться к ремонту. В механике и электромеханике, как показала практика,эффективная диагностика машин возможна, в основном, по вибрации,поскольку:колебательные силы возникают непосредственно в месте появлениядефекта, а машина "прозрачна" для вибрации;вибрация содержит максимальный объем диагностической информации;диагностироватьможнонаместе,безразборкииостановкиоборудования.Такие общепризнанные методы как контроль температуры, анализ смазкии другие, при правильном подходе практически не нужны – их заменяет анализвибрации.1 ВЫБОР И РАСЧЕТ ОСНОВНЫХ ПАРАМЕТРОВ СКРЕПЕРА ИОБОСНОВАНИЕ ФОРМЫ И РАЗМЕРОВ КОВШАОсновные размеры ковша (ширина, длина и высота) Получают взависимости от главного параметра, который задается либо устанавливаетсятяговым расчетом.Условно емкость определяется уравнением:V  Bк LH(1.1)V  2,5 1,38 1,38  5 м3Ширину ковша Bк находят, исходя из размера колеи тягача, с учетомразмеров элементов конструкции по формуле:Bк  Bт  Bш  2B ,(1.2)Bк  2,4  0,5  2  0,5  2,5 мгде Bт - ширина тягача;Bш - ширина пневматической шины или ширина гусеницы;Bк - зазор между ходовыми устройствами тягача и стенкой траншеи приразработке скреперами траншей, ( Bк  30...60 мм).Длину и высоту ковша скрепера при известной геометрическойвместимости находят из соотношений:LL кVBк, м; ;1  4,5 1,38 ì2,35(1.3)НV,м к BкН5 1,38 м;1  2,5(1.4)где  к - отношение длины ковша к его высоте.Большинство выпускаемых скреперов традиционной конструкции имеютсоотношениек=1 для коротких ковшей.

Длинные ковши могут бытьрекомендованы для скреперов с двух-щелевой загрузкой, скреперов с грунтонаправляющими и загрузочными устройствами различных типов. Однако нужноучесть, что при этом увеличивается колесная база, ухудшается маневренностьскреперного агрегата.Высоту заслонки ковша Н1 принимают не менее за 0,8 Н, задней стенки Н2 = 0,7Н (рис. 1.1).H1  0,8  H  0,8 1,38  1,104 м(1.5)H 2  0,7  H  0,7 1,38  0,966 м(1.6)Угол резания ножа скрепера  измеряют в положении, когда режущаякромканожанаходитсявопорнойплоскостиколес. ЗначениеHH12Hрекомендуется для резки – 30...35°.LРисунок 1.1 – Схема ковша скрепераугла,2 ТЯГОВЫЙ РАСЧЕТ СКРЕПЕРАНеобходимую тягу для заполнения ковша скрепера обычно определяют поформуле Петерса.

Общее сопротивление преодолевается тягачом, состоит изчетырехсоставляющих:сопротивленияперемещениюнагруженногоскрепера W1, резки W2, перемещению призмы волочения W3 и наполнениюковша W4:PT  W1  W2  W3  W4   Gc  Gгр  f  KBh  gyBH 2 p   ghBH  p  gBH 2 p x, кН(2.1)PT   52,92  61 0,04  80  2,5  0,125  9,81  0,6  2,5 1,382 1,5  0, 44 9,81  0,125  2,5 1,38 1,5  9,81  2,5 1.382 1,5  0,46  81,39кНгде Gc та Gгр - соответственно силы тяжести пустого скрепера и почвы вковше;f - коэффициент сопротивления перемещению скрепера;K - сопротивление резке почвы ножом скрепера;h - глубина копания;y - коэффициент объема призмы волочения; p - плотность почвы в разрыхленном состоянии; - коэффициент трения грунта по грунту;х - коэффициент, учитывающий внутреннее трение почвы x sin 2 ;2 - угол внутреннего трения грунта.Значение коэффициента у равно 0,5...0,7; коэффициента х для глины –0,24...0,31; суглинка та супеска – 0,46...0,5.Сила тяжести пустого скрепера определяется в зависимости от объемаковша VGc  amVg , т(2.2)Gc  1,2  5  9,81  52,92 тгде am – удельная материалоемкость, равная 1...1,2 т/м3 - для прицепных и2,2...2,5 т/м3 – для самоходных скреперов.Вес почвы в ковше определяют в зависимости от плотности почвы икоэффициента разрыхления КрGгр  VK н gGгр  5  1,2  1,5  9,81 1, т;KP(2.3)1 61 т;1,3где Кн - коэффициент наполнения ковша.Значениеудельногосопротивлениярезкипочвы К принимаютвзависимости от вида разрабатываемого грунта: для песчаных грунтов – 0,59 ...0,70 МПа, для супесей и суглинка – 0,80 ...