Антиплагиат (1191053), страница 4
Текст из файла (страница 4)
За счет большого сцепного веса значительно вышепроизводительность бульдозерных робот по сравнению с подобными помощности бульдозерами. Новая машина так же отличается компактностью,сравнительно низким удельным давлением на грунт. Набор грунтаосуществляется без помощи трактора-толкача, В отличие от обычныхскреперов, машина хорошо приспособлена для работы на уклонах и крутыхпереломах местности.Рынок сбыта данной машины скрепердозер с емкостью ковша 5,5 м3будут составлять строительно-дорожные и горные приятия. Документация науниверсальную землеройно-транспортную машину скрепердозер может бытьреализована заинтересованным физическим и юридическим лицами.Рисунок 1.10– Скрепердозер.
Предлагаемый вариант1 – бульдозерное оборудование; 2 – скреперное оборудование; 3 –рыхлительное оборудова-ние; 4 – ходовая тележка; 5 – ось; 6 – силоваяустановка; 7 – кабина; 8 – рамаВыбранные параметры предлагаемой конструкции ЗТМ-5,5 позволяюттранспортировать породу одновременно в скреперном ковше и передбульдозерным отвалом вверх по уклону с углом до 15o. Повышенная скоростьдвижения машины на холостом ходу при работе челночным способомпозволяет значительно снизить время цикла и тем самым повыситьпроизводительность ее практически до производительности ЗТМ-25.
Следуетотметить, что из-за недостаточной мощности ЗТМ-25 не может перемещатьпороду в ковше и перед отвалом вверх по уклону даже с углом 5o.1.5 Технико-экономическое обоснованиеВ данном проекте за прототип для сравнения принят скрепердозерЗТМ-25 конструкции «ВНИИСтройдормаш» с вместимостью скреперногоковша 25 м3 и максимальной скоростью 8,3 км/ч.Техническая производительность ЗТМ-5,5 (м3/ч) с 5,5 кубовымскреперным ковшом при перемещении породы только скреперным ковшомравна:(1.1)где - объем ковша, м3;- коэффициент наполнения ковша, для проектируемоймашины для существующей машины ЗТМ-25, для проектируемоймашины коэффициент наполнения выше потому, что удельная энергоемкостьЗТМ-5,5 значительно выше энергоемкости ЗТМ-25;- коэффициент использования рабочего времени, ;- коэффициент разрыхления грунта, ;- время цикла скрепера, с.Время цикла складывается из нескольких составляющих иопределяется по зависимости:(1.2)где - длина пути заполнения, м;- длина пути транспортирования грунта, м;- длина пути разгрузки, м;- длина пути порожнего 63 скрепердозера, м;- скорость движения скрепера при заполнении, м/с;- скорость движения груженого 67 скрепердозера, ;- скорость движения скрепердозера при разгрузке, м/с;- скорость движения порожнего скрепера, ;- 61 время на переключение передачи, с;- 67 время на один поворот, с, 1 для прототипа с- максимальная скорость движения порожнего скрепера,м/с для проектируемой машины и м/с дляпрототипа.Длина пути наполнения скрепердозера, равна:м(1.3)где – толщина срезаемой стружки, м;- Ширина ковша, м.Тогда:м,а для прототипам.Время цикла для вновь проектируемой машиныс.Время цикла для прототипас.Тогда производительность ЗТМ-5,5:м3/ч.Производительность прототипа ЗТМ-25:м3/ч.Следует учесть, что масса ЗТМ-5,5 меньше на 10,8 тонны массыпрототипа.
Этот фактор снижает капитальные затраты. Кроме того, ЗТМ-5,5оснащен, рыхлительным оборудование и при работе на крепких породах нетребуется дополнительная машина с рыхлителем.Расчет производительности в данном случае производился для грунтовчетвертой категории. При работе бульдозерно-скреперных (БСА) ибульдозерно-скреперно-рыхлительных 1 агрегатов (БСРА) 1 на более легкихгрунтах будет значительно выше. (см. рисунок 1.11).С целью выявления преимущества БСА и БСРА перед прочими видамимашин при перемещении горной массы были проведены расчетыпроизводительности ряда машин с приблизительно равными мощностямидвигателей в зависимости от дальности перемещения породы.
Расчетыпроводились по известным в литературе зависимостям для определенияпроизводительности горных машин и с применением ЭВМ. Результатырасчета представлены на рис. 1.11. 1БСА и БСРА превосходят по производительности скреперы придальности транспортировки породы до 400 метров. Бульдозеры имеютравную производительность с БСА и БСРА только при дальноститранспортировки породы 20...25 м. При большей дальности транспортировкипороды производительность бульдозеров по сравнению с БСА и БСРА резкопадает в 2...4 раза. БСРА из-за наличия достаточно тяжелого рыхлительногооборудования на 8...10 % уступают по производительности БСА. 1Рисунок 1.11 – Зависимость производительности П от дальноститранспортирования породы L1-БСА-25(ЗТМ-25)- 1 скрепердозер (q=25 м3); 2- БСРА-10-бульдозерно- 1скреперно-рыхлительный агрегат (q=12 м3 с « 1 шапкой», Vmax=11 км/ч); 3скрепер ДЗ-115 (q=16 м3); 4- бульдозер ДЗ-141ХЛ на тракторе Т-5002 1 КОНСТРУКТОРСКАЯ ЧАСТЬКонструкторская часть включает в себя основные расчеты,определяющие силовые характеристики машины, ее геометрическиепараметры, позволяющие произвести выбор основного оборудования.2.1 Общий расчет машиныОбщий расчет производится с целью определения основныхгеометрических параметров машины и рабочего оборудования, а так жерабочих сопротивлений, Возникающих во время копания или рыхлениягрунта, весовых характеристик и других параметров, позволяющих провести.В дальнейшем прочностные расчеты и Выбор оборудования.Исходные данные для расчетов принимаем ориентировочно.q =5,5 м3 – емкость ковша скрепердозера (принимается из исходныхбанных к проекту);GТ = 26 тонн – масса базовой машины (принимается ориентировочно);G6 = 5 тонн – масса бульдозерного оборудования, выбирается такая же,как для бульдозера на базе трактора Т-330;Gр = 2,5 тонн – масса рыхлительного навесного оборудования, котораяпринимается аналогично бульдозерному оборудованию.Gс = 5 тонн – масса скреперного оборудования, которая принимаетсяаналогично бульдозерному оборудованию.Следовательно, общая масса скрепердозера составит:G=GT+G6+Gp+Gc (2.1)где GT, G6, Gp, Gc – массы соответственно базовой машины,бульдозерного, рыхлительного и скреперного оборудования.Тогда:G=26+5+2,5+5=38 тонныНа основе полученных данных можно определить номинальное тяговоеусилие, которое в предварительных расчетах определяется по формуле:(2.2)где G -общая масса скрепердозера;– коэффициент сцепления, который может быть принят равным 0,9;-ускорение свободного падения, g = 9,81 м/c2.
Исходя из этого, тяговоеноминальное усиление составиткН2.1.1 Расчет параметров скреперного оборудованияОпределим сначала основные параметры скреперного ковша. Косновным параметрам следует отнести продольный и поперечный профиликовша, основные геометрические размеры, форму ножа. Ножи скрепераприменяются прямые, ступенчатые и с криволинейной режущей кромкой(чаще по дуге окружности).По методике профессора К.А.
Артемьева продольный профиль ковша видеальном случае должен соответствовать контуру грунта.В данной работе представлена идеальная форма ковша, которая, исходяиз пропорциональных расчетов, в сравнении со скрепердозером ЗТМ-25,имеет следующую форму, показанную на рис. 2.1 и следующиегеометрические параметры- радиус днища ковша, R=2,5 м;- толщина стружки, h.Рисунок 2.1 – Продольный профиль ковшаТолщина стружки определяется по формуле:(2.3)где - емкость ковша, =5,5 м3.Тогда:мЗная выше рассчитанные и принятые параметры, можно определитьсопротивление копанию при работе скреперным оборудованием.Тяговое усилие, развиваемое двигателем базовой машины, должно бытьдостаточным для определения сопротивлений, возникающих назаключительной стадии наполнения ковша. Наиболее распространенным внастоящее время является расчет по методу Е.Р.
Петерса.Сопротивление копанию грунта скрепером Wk определяется как суммасопротивлений:Wk =Wp+WH+Wf+WПР (2.4)где Wp – сопротивление резанию, кН;WH – сопротивление наполнению ковша грунтом, кН;Wf – Сопротивление перемещению груженого скрепердозера, кН;WПР – сопротивление перемещению призмы волочения, кН.Сопротивление резанию грунта 66 находим из выражения:Wp=k F (2.5)где k – удельное сопротивление резанию, k = (10...12)xl04 Н/м2;F – площадь срезаемой стружки, м2.Площадь срезаемой стружки F для прямоугольного ножа определяетсяпо формуле:F= Вк h (2.6)где Вк – ширина ковша, м,h – толщина стружки, м.Тогда:м2.Следовательно, сопротивление резанию составиткНСопротивление наполнению ковша находят по формуле, (2.7)где kр – коэффициент разрыхления грунта, 61 kр=1,1...1,3;– объемная масса грунта, =1700...1800 кг/м3;х – 61 коэффициент, зависящий от свойств грунта, х=0,4;g – ускорение свободного падения, g=9,81 м/c2;Н – Высота грунта в ковше, препятствующего наполнению, Н=2,2 м,– соответственно ширина ковша и толщина стружки, м.ТогдакНСопротивление перемещению призмы грунта определяют по формуле(2.8)где – коэффициент трения грунта по грунту, =0,4-0,6– объемная масса грунта =1750 кг/м3, 61кр – коэффициент разрыхления грунта 61 кр=1,1;(2.9)где q – емкость ковша, м3;тогда:м3Следовательно сопротивление перемещению призмы волочениякНСопротивление 98 перемещению 98 груженого скрепера находим извыражения(2.10)где – коэффициент сопротивления качению, для гусеничного движения=0,1;– уклон поверхности движения, при наполнении ковша, =0°;G – вес машины, кг.Исходя из этого, сопротивление перемещению скрепера составиткНЗная теперь все составляющие, можно определить по формуле (2.4)сопротивление копанию грунта скреперомкНДля обеспечения движения скрепердозера при наборе грунтанеобходимо, чтобы максимальная сила тяги Тмах была равна или превышаласуммарное сопротивление копаниюWk, то есть(2.11)Максимальная сила тяги базовой машины рассчитывается по формуле:(2.12)где – максимальный коэффициент сцепления, ;– коэффициент сопротивления качению, =0,1.Тогда:кНСледовательно, условие движения выполняется2.1.2 Расчет параметров бульдозерного оборудованияОпределим сначала основные геометрические параметры отвала (см.рисунок 2.1).Минимальная ширина отвала В выбирается так, чтобы отвал 53перекрывал габарит базовой машины по ширине и выступающие частитолкающей рамы не менее чем на 100 мм с каждой стороны.
53 Таким образом,выражение для ширины отвала будет иметь вид(2.13)где -габарит машины по ширине, мм;- толщина толкающих брусьев, мм.Следовательно, ширина отвала составитммВысота отвала Н может быть определена для бульдозера снеповоротным отвалом 53 как(2.14)где -номинальное тяговое усилие, кН.Номинальное тяговое усилие находим по формуле:(2.15)Таким образомкНСледовательно, высота отвала будет равнамм.Принимаем высоту отвала 1200 мм.Высота козырька должна составлять(2.16)Тогда:ммРисунок 2.2 – Профиль отвалаУглы, определяющие геометрическую форму отвала, принимаем порекомендациям /7/:– - угол резания, ;– - угол наклона отвала, ;– - угол установки козырька, ;– - задний угол, .Длина плоской части отвала рассчитывается по формуле:(2.17)Тогда:ммРадиус кривизны поверхности отвала R принимается приблизительноравным Н, то есть R=1200 мм.Цель расчета заключается: во-первых, в проверке соответствиявыбранных параметров отвала тяговому усилению базовой машины; вовторых, в нахождении рабочей скорости, при которой окружное усилие наведущих колесах тягача больше суммарного сопротивления движению:(2.18)где – окружное усилие, кН;– сопротивление копанию грунта бульдозером, кН.Тяговый расчет целесообразно рассматривать применительно кнаиболее распространенному способу работы лобовому толканию грунта прибестраншейном способе 53 работы.
![](https://s.studizba.com/z.php?f=/templates/si/i/noavatar.png&w=100&h=100&t=1"){kind=avatar}
