ВКР (1203990), страница 6
Текст из файла (страница 6)
В нижней части стойки выполнено посадочное место подДП 23.05.01 00 00 01 ПЗИзм. Лист№ докум.Подпись ДатаЛист36наконечник. Наконечник крепится пальцем и чекой пружинной [15].Рыхлитель устанавливается на бульдозеры-рыхлители тягового класса 10на базе гусеничных тракторов Т-130, Т-170 и их модификаций.Техническая характеристика бульдозера-рыхлителя на базе трактора Т-130приведена в таблице 1.5.Таблица 1.5 – Техническая характеристика рыхлителя на базе трактора Т-130Базовый тракторТ-130Тип навескиЧетырехзвеннаяТяговый класс10Число зубьев1Мощность118Уголдвигателя, кВтМодельрыхления, 45градДП-26СрыхлителяШирина зуба, мм75Глубина450рыхления, ммМасса, кг21501.6 Обзор и анализ рабочего оборудования рыхлителяРабочим органом рыхлителя является зуб, состоящий из стойки спосадочным хвостовиком, наконечника, защитной накладки и элементовкрепления —стопоров (рисунок 1.6.1).Стойка является несущим, наиболее нагруженным элементом зуба, накотором крепятся его детали.
Для современных рыхлителей характерны восновном стойки трех типов: изогнутые, прямые и с незначительным изгибом.Рыхление стойками изогнутой формы осуществляется с меньшими усилиями,чем прямыми.Однако при рыхлении изогнутыми стойками средних и тяжелыхтрещиноватых скальных и мерзлых грунтов выломленные глыбы могутзаклиниваться между стойкой и рамой рыхлителя, что ведет к значительномуДП 23.05.01 00 00 01 ПЗИзм. Лист№ докум.Подпись ДатаЛист37повышению сопротивления грунта рыхлению.
Стойки с незначительнымизгибом наиболее эффективны при разработке скальных грунтов среднейпрочности. Для предотвращения износа передней рабочей грани стойкииспользуются съемные износостойкие стальные пластины — защитныенакладки, установленные на рабочей поверхности стойки.Рисунок 1.6.1 - Рабочий орган рыхлителя — зуб:1 — стойка; 2 — защитная накладка; 3 — элементы крепления; 4 — наконечникЗубья выполняют неповоротными, жестко закрепленными в карманахрамы и поворотными в плане (на угол 10... 15° в обе стороны) за счет ихустановки в специальных кронштейнах - флюгерах, прикрепляемых к рамешарнирно. Поворотные зубья способны обходить препятствия, встречающиеся вгрунте.Наконечникиявляютсясменнойчастьюзуба,обеспечивающейнепосредственное отделение грунта от массива и его разрушение. Онпредставляет собой клинообразный хвостовик с пазом для крепления иклинообразную рабочую часть (рисунок 1.6.2).
Наконечник крепится на корпусезуба землеройной машины посредством пальца с кольцевым буртиком. Палецустановлен в отверстиях корпуса и наконечника [7].ДП 23.05.01 00 00 01 ПЗИзм. Лист№ докум.Подпись ДатаЛист38Рисунок 1.6.2 – Типовой наконечникВ ряде случаев для повышения производительности при рыхлении грунтови скальных пород на зубьях устанавливают усовершенствованные наконечники.Конструктивно усовершенствованные коронки рыхлителя выполняют либо ввиде модернизированной формы, либо улучшенной рабочей поверхности.Вкоронкерыхлителябульдозера(рисунок1.6.3),включающейклинообразный хвостовик с пазом для крепления и клинообразную рабочуючасть, которая образована передней волнообразной поверхностью, двумябоковымиповерхностямиизаднейволнообразнойповерхностьюсрасположенным на ней вдоль продольной оси коронки фигурным пазом, задняяволнообразная поверхность выполнена выпукло-вогнутой, а выпукло-вогнутаякривая, лежащая в продольном сечении коронки на задней поверхности коронки,образована сопряжением дуг как минимум двух окружностей разного радиуса,причем дуга окружности наибольшего радиуса примыкает к хвостовику коронки(пат.
РФ 2088730).ДП 23.05.01 00 00 01 ПЗИзм. Лист№ докум.Подпись ДатаЛист39Рисунок 1.6.3 – Усовершенствованный наконечник с волнообразной поверхностьюКоронка рыхлителя бульдозера содержит клинообразный хвостовик 1 спазом 2 для крепления на рыхлителе и клинообразную рабочую часть 3,образованную боковыми поверхностями 4 и расположенными под углом друг кдругу волнообразной задней поверхностью 5 и волнообразной переднейповерхностью 6.
На волнообразной задней поверхности 5 вдоль продольной осикоронки расположен фигурный паз 7, предназначенный для отвода разрушеннойпри работе породы.Волнообразная задняя поверхность 5 выполнена выпукловогнутой иобразована сопряжением как минимум двух частей различных цилиндрическихповерхностей. Сопрягаемых цилиндрических поверхностей может быть ибольше, например три, как представлено на фигуре 1, где представлен частичныйразрез по продольному сечению А-А на фигуре 2. Профиль волнообразнойзадней поверхности 5 образован сопряжением дуг окружностей с радиусами R1;ДП 23.05.01 00 00 01 ПЗИзм.
Лист№ докум.Подпись ДатаЛист40R2; R3. Наибольшим радиусом R1 образована вогнутая часть, примыкающая кклинообразному хвостовику 1. Радиусом R2 образована следующая выпуклаядуга, сопряженная с дугой радиуса R1, при этом радиус R1 больше чем дварадиуса R2.Вторая дуга с радиусом R2 может сопрягаться с профилеобразующейкривой носовой части коронки. Однако такое сопряжение может бытьобразовано третьей дугой радиусом R3, где радиус R1 больше чем три радиусаR3.Указанное количество волн задней поверхности не исчерпываетсяописанным количеством сопрягаемых дуг и может быть и большим.Таким образом, профиль задней поверхности 5 принимает вид затухающейсинусоиды, что приводит к гашению возникающих вибраций коронки при ееработе.Работа коронки рыхлителя бульдозера происходит следующим образом.В процессе внедрения коронки рыхлителя бульдозера носком переднейповерхности 6 клинообразной рабочей части 3 в монолит разрушаемой массывозникает вибрация коронки, которая могла бы передаваться на рыхлитель и нарабочую машину.
Однако благодаря выполнению задней поверхности 5волнообразной выпукло-вогнутой вибрация коронки интенсивно затухает.После внедрения коронки в монолит образуется диспергированная масса,которая обтекает все рабочие поверхности 4,5 и 6, а также полость паза 7.
Приэтом именно на задней поверхности возникает интенсивное колебание давлениядиспергированной массы, предопределяющее колебание носка инструмента. Этиколебания гасятся за счет выполнения фигурного продольного паза 7 на заднейповерхности 5.В настоящее время существует множество различных видов наконечников.Компания«BlackCatBlades»являетсямировымпроизводителемидистрибьютором высококачественных режущих ножей и инструментов длястроительной, горнодобывающей и дорожной отраслей. Они производят иДП 23.05.01 00 00 01 ПЗИзм. Лист№ докум.Подпись ДатаЛист41выпускают в продажу самые современные коронки, различных форм и типов(рисунок 1.6.3).Рисунок 1.6.3 – Наконечники различных формВыпускаемые изделия включают в себя коронки для всех типовбульдозеров.Специально-подобранноесырьепоставляетсяведущимисталелитейными заводами Италии и других стран.
Содержание молибдена ихрома делает сталь пригодной для качественной сварки и упрочнения.Производство обеспечено полностью автоматическими процессами резания,сверления, штамповки, термообработки, пескоструйной очистки и покраски.Таким образом:1) эффективность рыхления во многом зависит от конструкциинаконечника, его формы, материала и способа изготовления;2) в зависимости от грунта, его типа и прочности выбирается тот или инойтип наконечника;3) рабочая поверхность наконечника является быстроизнашиваемой, аклинообразная часть наконечника затупляется в процессе рыхления, чтоувеличивает площадь контакта, а соответственно и силы сопротивления,возникающие при рыхлении;4) наконечник рыхлителя в процессе работы приходится часто менять, чтосказывается на производительности бульдозера-рыхлителя.Отсюдаследует,чтонасегодняшнийденьусовершенствованиенаконечника рыхлителя является актуальной задачей.ДП 23.05.01 00 00 01 ПЗИзм.
Лист№ докум.Подпись ДатаЛист42Основныепутиповышенияэффективностиработынаконечниковрыхлителей: увеличение прочности материала коронок за счет изменениявнутренней структуры материала и способа изготовления, изменение формы, дляуменьшения сопротивления детали о грунт и применение износостойкихпокрытий на рабочих поверхностях наконечников.ДП 23.05.01 00 00 01 ПЗИзм. Лист№ докум.Подпись ДатаЛист432.
РАСЧЕТ РАБОЧЕГО ОБОРУДОВАНИЯ2.1 Тяговый расчётТяговый расчет бульдозера-рыхлителя сводится к определению суммарногосопротивления его движению и сравнению полученного значения со значениемноминальной силы тяги бульдозера [3]. При этом должно соблюдатьсянеравенствон ≥ к ,(2.1)где н - номинальная сила тяги бульдозера, Н;к - суммарное сопротивление движению, Н.Суммарное сопротивление движениюк = р + ,(2.2)где р - сопротивление рыхлению, Н; - сопротивление перемещению бульдозера, Н.Сопротивление перемещению бульдозера = ∙ ,(2.3)где G - вес бульдозера-рыхлителя; G=15700 кг; - коэффициент сопротивления перемещению движителей трактора, = 0,11; = 15700 ∙ 9,81 ∙ 0,11 = 16,941 кН.В процессе рыхления, на зуб действует сила сопротивления R, котораяраскладывается на касательную составляющую сопротивления рыхлению Рk,нормальную составляющую силу сопротивления рыхлению Рн.ДП 23.05.01 00 00 01 ПЗИзм.
Лист№ докум.Подпись ДатаЛист44Рисунок 2.1.1 - Схема сил, действующих на зубГоризонтальная составляющая силы сопротивления копанию нн = ∗ з ∗ ℎ ∗ з ,(2.4)где - удельное сопротивление грунта рыхлению, = 0,5МПа, принимается взависимости от типа грунта (принимаю условно тяжелый суглинок) [8].з - ширина зуба (табл. 1.5), з = 0,075м;ℎ - глубина рыхления (табл. 1.5), ℎ = 0,45м;з - число зубьев (по исходным данным данный рыхлитель однозубый).н = 0,5 ∙ 106 ∗ 0,075 ∗ 0,45 ∗ 1 = 16875 Н.Вертикальная составляющая сил сопротивления грунта рыхлениюопределяется в зависимости от нормальной составляющей н = н ∗ ,(2.5)где α - номинальный угол рыхления, α=45. = 1 ∗ 16875 = 16875 Н.Тогда сила сопротивления рыхлению = = √2 + н2 ,(2.6) = = √168752 + 168752 = 23865 Н.ДП 23.05.01 00 00 01 ПЗИзм. Лист№ докум.Подпись ДатаЛист45Сумма всех сил сопротивления при работе рыхлителя = 16941 + 23865 = 40806 Н.Номинальное тяговое н усилиен = сц ∙ сц ,(2.7)где сц – сцепной вес бульдозера, Н;сц - коэффициент сцепления,сц = (0,6 ÷ 0,9).
Для плотных грунтовпринимается больше значения коэффициента, для мягких грунтов принимаетсяменьшие значения (принимаем сц = 0,6, так как грунт для расчета принялитяжелый суглинок).Сцепной вес бульдозерасц = б−р ∙ ,(2.8)где б−р - масса бульдозера-рыхлителя с рабочим оборудованием (рыхлителем иотвалом); – ускорение свободного падения, = 9,81 м/с2 .сц = 15700 ∙ 9,81 = 154,017 кН,н = 154,017 ∙ 0,6 = 92,41 кН.Сравниваем полученный результат со значением номинальной силы тягибульдозеран ≥ к ,92,41 кН ≥ 41,616 кН.Условие выполняется.2.2 Расчет механизма подъема и опускания рабочего органа рыхлителяДП 23.05.01 00 00 01 ПЗИзм.
![](https://s.studizba.com/z.php?f=/templates/si/i/noavatar.png&w=100&h=100&t=1"){kind=avatar}
