Бирюк СЛ (1218749), страница 3

Просмтор этого файла доступен только зарегистрированным пользователям. Но у нас супер быстрая регистрация: достаточно только электронной почты!

Текст из файла (страница 3)

Рисунок 1.10 – Предлагаемое техническое решение

На поворотной раме 8 закреплен портал 10, на котором установлена дополнительное погрузочное оборудование, включающее стрелу 11, ковш 12, гидроцилиндры 13 управления стрелой и гидроцилиндр 14 поворота ковша. Гидроцилиндры 15 и 16 рулевого управления автогрейдера шарнирно закреплены на хребтовой раме 2 и связаны с поворотной рамой 8. Основной отвал 17 поворотным кругом 18 связан с тяговой рамой 19, имеющей шаровой шарнир 20, закрепленный на хребтовой раме 2.

Гидроцилиндры 21 и 22 вертикального перемещения отвала 17 и гидроцилиндр 23 бокового выноса тяговой рамы 19 одним концом закреплены на хребтовой раме 2, другим связаны с тяговой рамой 19. Гидроцилиндры 24 и 25 поворота хребтовой рамы 2 одним концом соединены с моторной рамой 1, другим с хребтовой рамой 2.

Работу автогрейдера рассмотрим в трех основных режимах: 1 процесс копания грунта основным отвалом при соосном положении хребтовой рамы относительно продольной оси моторной рамы; 2 процесс копания грунта основным отвалом при отклонении хребтовой рамы на угол относительно продольной оси моторной рамы; 3 процесс копания грунта дополнительным передним рабочим органом.

Работа автогрейдера в режиме копания грунта основным отвалом не отличается от работы автогрейдеров известных конструкций. Процесс копания грунта при соосном положении хребтовой рамы 2 относительно продольной оси моторной рамы происходит после установки отвала 17 гидроцилиндрами 21-23 в положение копания. Копание грунта происходит основным отвалом 17 при поступательном движении автогрейдера. При этом направление заданного курса движения обеспечивается рулевым механизмом путем поворота колес переднего ходового механизма гидроцилиндрами 15 и 16.

Второй режим копания грунта осуществляется после установки хребтовой рамы 2 под углом к продольной оси моторной рамы при помощи гидроцилиндров 24 и 25 и установки колес переднего ходового механизма под углом α к продольной оси хребтовой рамы гидроцилиндрами 15 и 16.

Для обеспечения установившегося поступательного движения автогрейдера с отклоненной на угол хребтовой рамой оператор устанавливает угол α при помощи гидроцилиндров 15 и 16 рулевого управления. Управление основным отвалом 17 при копании грунта не отличается от управления отвалом в известных автогрейдерах.

Третий режим работы автогрейдера копание грунта дополнительным передним рабочим органом происходит при поднятом в транспортное положение основном отвале 17. Ковш 12 навесного фронтального погрузочного оборудования приводится в исходное положение черпания материала путем опускания стрелы 11 гидроцилиндрами 13 в нижнее положение и поворота ковша 12 зубьями вперед гидроцилиндром 14. Процесс наполнения ковша происходит при поступательном движении автогрейдера на штабель и одновременном повороте ковша 12 или подъеме стрелы 11 гидроцилиндрами 13 и 14. После транспортирования материала к месту доставки или к самосвалу стрела 11 гидроцилиндрами 13 поднимается в верхнее положение и после подъезда к транспорту ковш 12 разгружается путем включения гидроцилиндра 14. При подъезде к самосвалу ковш 12 может быть точно установлен параллельно боковым стенкам кузова автомобиля, благодаря повороту передней рамы 8 гидроцилиндрами 15 и 16.

Таким образом, благодаря поворачиваемости передней рамы облегчается установка ковша над разгружаемым транспортом.

Предлагаемая конструкция в отличие от прототипа расширяет функциональные возможности автогрейдера за счет более компактного расположения переднего дополнительного рабочего органа в колесе передних колес ходового механизма. При этом повышается маневренность механизма при работе передним дополнительным рабочим органом, улучшается планирующая способность и боковая устойчивость при работе основным отвалом за счет оптимизации нагрузки на передний мост.

В результате указанных свойств производительность автогрейдера возрастает на 35-40%

2 КОНСТРУКТОРСКАЯ ЧАСТЬ

2.1 Определение основных параметров автогрейдера

К основным параметрам и размерам автогрейдера относятся: масса, длина и высота отвала, боковой вынос отвала, дорожный просвет и заглубление отвала, угол резания ножа, углы захвата наклона отвала, колёсная база, колея передних и задних колёс, колёсная формула.

Сила тяжести автогрейдера, приходящаяся на его задний мост:

(2.1)

где G – вес автогрейдера

Сила тяжести автогрейдера, приходящаяся на его передний мост:

Сцепной вес автогрейдера (вес, приходящийся на ведущие колёса):

(2.2)

где ψ₁ – коэффициент, определяемый колёсной схемой автогрейдера, для схемы 1х3х3 ψ₁ = 0,7

Необходимая при рабочем режиме мощность двигателя:

(2.3)

где N_пол – полезная мощность, кВт:

(2.4)

где V_ф =4 км/ч – фактическая скорость перемещения машины

N_п– мощность затрачиваемая на перекатывание:

(2.5)

N_букс – мощность затрачиваемая на пробуксовку:

(2.6)

k₁ = 1 - коэффициент учитывающий уменьшение мощности двигателя в

условиях неустановившейся нагрузки.

ή = 0,76 – КПД трансмиссии, для механической трансмиссии

Мощность двигателя, определяемая для транспортного режима:

(2.7)

где f = 0,04 – коэффициент сопротивления качению

V_max– максимальная скорость движения автогрейдера

Из найденных двух значений мощности выбираем максимальную и используем её в расчётах.

Длина отвала:

(2.8)

где m_а – масса автогрейдера, т

Высота отвала:

(2.9)

Радиус кривой отвала:

(2.10)

В поперечном сечении профиль отвала обычно очерчивается по дуге окружности (рисунок 2.1). При таком профиле стружка вырезаемого грунта, перемещаясь по отвалу вверх, поворачивается на нём в направлении его движения и, дойдя до верхней кромки отвала, рассыпается или опрокидывается перед ним, образуя призму грунта.

Рисунок 2.1 - Поперечный профиль отвала

Чтобы исключить пересыпание грунта за отвал, угол опрокидывания ψ принимают равным 65…70°. При установки углов должно быть обеспечено равенство

ά + ώ + ψ = π (2.11)

т.е. ώ = π – ά – ψ = 180° - 50° - 65° = 65°

База автогрейдера выбирается из условия возможности разворота отвала (рисунок 2.2).

Рисунок 2.2 - Ходовое устройство автогрейдера

(2.12)

где L₂ – база трёхосного автогрейдера

L₁ – база двухосного автогрейдера:

(2.13)

L_отв = 4,8 м – длина отвала

b= 2,0м – колея автогрейдера

Δ = 0,055м – минимальный зазор между отвалом и колесом

D = 1,2м – внешний диаметр шины

Δ’ = 0,6м – минимальный зазор между задними колёсами

Размеры b и L_отв и связанного с ними радиуса поворота R автогрейдера (рисунок 2.2) выбираются такими, чтобы машина имела наименьшие размеры. Однако наличие наименьших величин обуславливается следующим. Устойчивость движения автогрейдера при вырезании стружки с наибольшей шириной захвата обеспечивается, если колёса автогрейдера идут по краям забоя.

2.2 Тяговый расчёт автогрейдера

В процессе работы автогрейдера возникают различного характера и разной величины силы сопротивления его движению.

Для определения сопротивлений, возникающих в рабочем режиме при резании и перемещении грунта автогрейдером определённого типа, должны быть известны род грунта и его характеристики, размеры отвала и углы его установки, вес автогрейдера.

Тяговый расчёт автогрейдера позволяет оценить возможности тягача при транспортировании грунта с подрезанием стружки. Для нормального протекания процессов резания, перемещения грунта или планирования поверхностей необходимыми являются условия ∑W ≤ Т_н и ∑W ≤ Т_φ, где Т_н – номинальное значение силы тяги автогрейдера на используемой передаче:

(2.24)

Где ή_Т – КПД трансмиссии;

V = 4 км/ч = 1,1м/с – скорость движения

Предельное значение тягового усилия по сцеплению с грунтом:

(2.25)

где G_сц = G ψ₁ = 260,69^. 0,7 = 182,48 кН – сцепной вес

φ_сц = 0,6 – коэффициент сцепления колёс с грунтом

Суммарное сопротивление копанию автогрейдером:

(2.26)

где W₁ – сопротивление грунта резанию,

(2.27)

где К = 15 кПа – удельное сопротивление грунта резанию

F_ст- площадь поперечного сечения вырезаемой стружки грунтапри резании полной длиной отвала,

F_ст= L_отвh = 4,8^. 0,16 = 0,768 м² (2.28)

W₂ – сопротивление перемещению призмы грунта

(2.29)

где μ₂ = 0,5 – коэффициент внутреннего трения грунта

G_пр = γ_грgV_пр = 1800 ^.9,81 ^. 0,62 = 10948Н = 11 кН (2.30)

V_пр – объём призмы перед отвалом с учётом, что длины ножа погружены в грунт для резания

(2.31)

где К_р = 1,2 – коэффициент разрыхления грунта

h = 0,16м – толщина стружки

δ = 40° - угол естественного откоса грунта

W₃- сопротивление перемещению стружки грунта вверх по отвалу:

(2.32)

где μ₁ =0,9 – коэффициент трения грунта по отвалу

ά = 50° - угол резания ножа

W₄ - сопротивление перемещению стружки грунта вдоль по отвалу:

(2.33)

W₅ – сопротивление перекатыванию колёс:

(2.34)

W₆ – сопротивление от преодоления подъёма

(2.35)

Сопротивление от сил инерции W₇ считают равными нулю, так как принимают, что движение автогрейдера происходит без ускорения и без переключения скоростей, т.е. при установленном движении. Тогда полное сопротивление:

Проверим, соблюдается ли условие ∑W =77,1 кН ≤ Т_н =109,49 кН.

Условие соблюдается. Проверка по мощности:

∑W<Т_Н≤Р_окр (2.36)

где Р_окр – окружное усилие на ведущих колесах .

Р_окр= (2.37)

= (2.38)

(2.39)

Номинальный момент двигателя, H∙м

об/мин.

= Н∙м.

Р_окр= Н.

Условие выполняется.

2.3 Расчёт на прочность оборудования автогрейдера

2.3.1 Расчёт основной рамы

В расчётном положении, соответствующем нагрузкам, возникающим в процессе нормальной эксплуатации автогрейдера, наиболее неблагоприятные условия возникают в конце зарезания, когда отвал режет грунт одним концом, опущенным настолько, что передний мост вывешен и упирается в край кювета, задние колёса буксуют на месте, работа производится на поперечном уклоне с углом λ = 16°.

В этих условиях основная рама оказывается максимально нагруженной нормальными нагрузками (рисунок 2.8). В центре тяжести автогрейдера сосредотачивается сила его веса и равнодействующая сил инерции, которая раскладывается на составляющие, так как автогрейдер работает на уклоне. Первая, равная Gcosλ, действует перпендикулярно опорной поверхности, а вторая, Gsinλ, - параллельно ей.

Характеристики

Список файлов ВКР