3 МОДЕЛИРОВАНИЕ ГОТОВО (Модернизация отвала грейдера с применением быстросъемных рабочих элементов специальной конструкции)

3. МОДЕРНИЗАЦИЯ ОТВАЛА АВТОГРЕЙДЕРА И МОДЕЛИРОВАНИЕ БЫСТРОСЪЕМНЫХ РАБОЧИХ ЭЛЕМЕНТОВ

3.1 Применение быстросъемных ножей в конструкциях отвала автогрейдера

Ножи отвала автогрейдера позволяют работать с различными видами грунтов и могут использоваться для создания выемок либо насыпей независимо от их формы, размеров и прочих особенностей. В целом ножи грейдерные можно назвать расходным материалом, которые периодически требует замены. Он устанавливается внизу отвала посредством специальных болтов. Несмотря на все свои преимущества, болтовое соединение в данном случае имеет довольно серьёзный недостаток. Этим недостатком является тенденция болтового соединения в процессе работы становиться неразъемным. В данной ситуации становится невозможным сменить нож, находясь вдали от базы обслуживания.

Решением данной проблемы является вариант установки ножей с по-

мощью системы быстросъемного крепления на клиньях. Вместо двух тяжелых ножей на отвал можно установить три более легких ножа. По данной схеме установка производится в следующей последовательности: с обратной стороны отвала в отверстие с цилиндрической зенковкой вставляется болт под клин, на лицевой стороне адаптера в отверстие с конической зенковкой вставляется болт, на теле которого с обратной стороны адаптера с помощью гайки крепится стопорная планка, данная планка перекрывает отверстие с болтом под клин и не дает ему вывалиться, операции повторяются до тех пор, пока не будут установлены все болты

под клин. Схема установки ножа представлена на рисунке 3.1.1.

Рисунок 3.1.1 - Схема установки ножа к отвалу

Эта система позволяет оператору в одиночку сменить нож при помощи

одного только молотка. Она идеально подходит для крепления перфориро-

ванных ножей [20].

Перфорированный нож работает лучше всего, когда его рабочая кромка

выступает за отвал на два дюйма (5 сантиметров). Обеспечивать заданное

расстояние было бы весьма проблематично, при необходимости каждый

раз раскручивать болтовое соединение, переставлять нож и закручивать

резьбу обратно. Однако за счет простоты и удобства в эксплуатации система быстросъемного крепления на клиньях позволяет легко и быстро корректировать выступ рабочей кромки перфорированного ножа за отвал (Рисунок 3.1.2).

Рисунок 3.1.2 - Схема выноса ножа

Крепление адаптера к отвалу осуществляется с помощью болтов с по-

тайной головкой и квадратным подголовником. Для облегчения монтажа

на краях плит сделан выступ. Плиты должны устанавливаться выступами

друг другу до видимого совмещения.

Для установки ножей на отвал необходимо насадить их своими отверстиями на выступающие из адаптера болты под клин. В таком положении ножи фиксируются забиванием в паз под клинья (рис 3.1.3) соответствующих клиньев. Забивание клиньев производится без больших усилий с помощью молотка до плотного прилегания ножа к адаптеру.

Рисунок 3.1.3 - Схема крепления ножей под клин

Данная клиновая система крепления ножей к отвалу позволяет быстро и без особых усилий поменять износившийся нож вдали от базы обслуживания, прямо на дороге при любых погодных условиях за несколько минут.

Кроме того, конструкция адаптеров позволяет устанавливать на них ножи различных модификаций в зависимости от вида выполняемых работ. Еще одним преимуществом системы быстросъемного монтажа ножей на отвалы является высокая степень утилизации. По мере износа оператор передвигает ножи вниз, чем достигается утилизация плоскости ножа до 80%, что в сочетании с высокой износостойкостью стали даёт превосходный срок службы.

Таким образом, такая конструкция крепления в отличие от традиционных болтов и гаек, дает ряд преимуществ:

1. Упрощает и облегчает процесс монтажа и демонтажа ножей к отвалу грейдера;

2. Высокая степень утилизации. По мере износа оператор передвигает ножи вниз, чем достигается утилизация плоскости ножа на 80 %, что в сочетании с высочайшей износоустойчивостью стали даёт превосходный срок службы ножей.

3. Улучшенные условия труда оператора. Система крепления ножей на клиньях позволяет производить их замену прямо на дороге при любых погодных условиях за несколько минут. Операторы также отмечают, что управлять грейдером становится легче – этот эффект вызывается уменьшением давления отвала на грунт и меньшим усилием при срезании льда. Грейдер как бы «становится легче». Изменением угла отвала при работе можно произвести заточку ножей.

Отсюда следует, что болтовое соединение, несмотря на все свои преимущества, имеет довольно серьёзный недостаток. Этим недостатком является тенденция болтового соединения в процессе работы становиться неразъёмным.

В данной ситуации становится невозможным сменить нож, находясь вдали от базы обслуживания. Решением данной проблемы является вариант установки ножей с помощью системы быстросъёмного крепления на клиньях. Вместо двух тяжёлых ножей на отвал можно установить три более лёгких ножа.

3.2 Этапы твердотельного моделирования быстросъемных рабочих элементов отвала автогрейдера

3.2.1 Моделирование отвала

Для создания модели отвала чертится эскиз на плоскости, который будет представлять поперечное сечение отвала. По данному сечению вытягивается бобышка на расстояние длины отвала, рисунок 3.2.1.

Рисунок 3.2.1 – Эскиз поперечного сечения отвала

В результате получается модель отвала представленная на рисунке 3.2.2.

Рисунок 3.2.2 – Модель отвала

3.2.2 Моделирование адаптерной плиты

На плоскости чертится эскиз и по нему вытягивается бобышка на толщину плиты. Эскиз представляет собой проекцию главного вида адаптерной плиты (рисунок 3.2.3).

Рисунок 3.2.3 - Эскиз проекции главного вида

На передней плоскости отвала чертятся эскизы для выреза отверстий под крепёжные элементы (рисунок 3.2.4).

Рисунок 3.2.4 – Эскизы для выреза отверстий под крепежные элементы

После добавления выемки под потайную головку крепежных элементов, создается готовая модель адаптерной плиты, представленная на рисунке 3.2.5.

Рисунок 3.2.5 – Адаптерная плита

3.2.3 Моделирование перфорированного (сетчатого) ножа

На плоскости чертится эскиз и по нему вытягивается бобышка на толщину ножа. Эскиз представляет собой проекцию главного вида ножа (рисунок 3.2.6).

Для того чтобы модель ножа стала сетчатой, на передней плоскости ножа чертятся эскизы (рисунок 3.2.7), по которым, вырезаются отверстия на ранее смоделированной сплошной плиты ножа.

Рисунок 3.2.6 – Эскиз проекции главного вида

Рисунок 3.2.7 – Эскизы для выреза отверстий

Готовая модель ножа представлена на рисунке 3.2.8.

Рисунок 3.2.8 – Нож перфорированный (сетчатый)

3.2.4 Моделирование адаптерного болта

Моделирование головки происходит в два этапа. В первом этапе, вытягивается цилиндрическая поверхность по диаметру реально головки адаптерного болта. На втором этапе, строится эскиз в виде квадрата, данный эскиз расположен на плоскости, параллельной плоскости «спереди» на расстоянии 10 мм. Вытягивается бобышка, по сечениям показанная на рисунке 3.2.9.

Рисунок 3.2.9 – Вытягивание потайной головки болта

Рисунок 3.2.10 – Вытягивания стержня болта

Рисунок 3.2.11 – Вырез отверстия под клин

Рисунок 3.2.12 – Готовая модель адаптерного болта

3.2.5 Моделирование присоединительных элементов и стандартных деталей

Моделирование производятся однотипными операциями: чертеж эскизов по размерам, вытягивание бобышки по эскизам или сечениям, вырез отверстий по эскизам, применение фасок и скруглений.

Готовые модели деталей представлены на рисунках 3.2.13, 3.2.14, 3.2.15, 3.2.16.

Рисунок 3.2.13 – Клин

Рисунок 3.2.14 – Стопорная планка

Рисунок 3.2.15 – Винт

Рисунок 3.2.16 – Гайка

Основными плюсами твердотельного моделирования системы быстросъемных элементов являются:

1. Лучшая визуализация и восприятие данной системы

2. Автоматическое формирование двумерных чертежей

3. Быстрота и легкость в процессе внесения изменений и корректировок в модели сборки

4. Возможность анализа конструкции и материала при нагрузках

Таким образом создание твердотельной модели даёт нам лучшее визуальное представление системы быстросъемных рабочих элементов помогает и на последующих стадиях жизненного цикла проекта. Например, из модели можно автоматически получить изображение всех компонентов в разобранном виде, и использовать его в качестве иллюстрации в инструкции по сборке. Также создание твердотельной модели конструкции быстросъемных элементов в сборе является неоспоримым преимуществом в его изучении, способа работы, а так же облегчает возможность дальнейшей модернизации данной системы.