Здесь можно найти учебные материалы, которые помогут вам в написании курсовых работ, дипломов, контрольных работ и рефератов. Так же вы мажете самостоятельно повысить уникальность своей работы для прохождения проверки на плагиат всего за несколько минут.

ЛИЧНЫЙ КАБИНЕТ 

 

Здравствуйте гость!

 

Логин:

Пароль:

 

Запомнить

 

 

Забыли пароль? Регистрация

Повышение уникальности

Предлагаем нашим посетителям воспользоваться бесплатным программным обеспечением «StudentHelp», которое позволит вам всего за несколько минут, выполнить повышение уникальности любого файла в формате MS Word. После такого повышения уникальности, ваша работа легко пройдете проверку в системах антиплагиат вуз, antiplagiat.ru, etxt.ru или advego.ru. Программа «StudentHelp» работает по уникальной технологии и при повышении уникальности не вставляет в текст скрытых символов, и даже если препод скопирует текст в блокнот – не увидит ни каких отличий от текста в Word файле.

Результат поиска


Наименование:


Реферат/Курсовая Совершенствование отвала бульдозера

Информация:

Тип работы: Реферат/Курсовая. Добавлен: 28.05.13. Сдан: 2012. Страниц: 72. Уникальность по antiplagiat.ru: < 30%

Описание (план):


   СОДЕРЖАНИЕ 

    ВВЕДЕНИЕ

  1. КЛАССИФИКАЦИЯ И ОБЛАСТЬ ПРИМЕНЕНИЯ БУЛЬДОЗЕРОВ

     1.1 Анализ и обзор существующих конструкций рабочих органов

     1.2 Описание и обоснование выбранной  конструкции

    2 МЕХАНИЗАЦИЯ  СТРОИТЕЛЬСТВА ЗЕМЛЯНОГО ПОЛОТНА

     2.1 Организация технологии строительства

     2.2 Определение параметров потока

       2.2.1 Определение длины захватки

       2.2.2  Определение темпа строительства

       2.2.3 Определение слоев земляного  полотна

       2.2.4 Определение площади слоев

    2.3 Определение  производительности и потребного  количества машиносмен     машин входящих в состав СКМ

     2.4 Определение технико-экономические  показателей работы СКМ

       2.4.1 Определение стоимости производства  работ на единицу продукции

       2.4.2 Определение трудоёмкости единицы  продукции 

       2.4.3 Определение энергоемкости единицы  продукции 

       2.4.4 Определение металлоемкости единицы  продукции

       2.4.5 Определение удельных приведенных  затрат

       2.4.6 Определение годовой экономической  эффективности

    3 КОНСТРУКТОРСКИЙ  РАЗДЕЛ

     3.1 Тяговый расчёт

      1. Определение сопротивления копанию грунта бульдозером

     3.2 Определение сил действующих  на бульдозер

     3.3 Расчёт на прочность толкающего бруса

     3.4. Расчёт механизмов управления

     3.5 Выбор компрессора

    4 ТЕХНОЛОГИЯ  ИЗГОТОВЛЕНИЯ ДЕТАЛИ

     4.1 Расчёт режимов точения

       4.1.1 Выбор параметров точения

       4.1.2. Расчёт параметров точения

       4.1.3 Расчёт норм времени точения

     4.2 Расчёт режимов сверления

       4.2.1 Выбор параметров сверления

       4.2.2 Расчёт параметров сверления

       4.2.3 Расчёт норм времени сверления

     4.3 Расчёт режимов нарезания резьбы

       4.3.1 Выбор параметров нарезания резьбы

       4.3.2 Расчёт параметров нарезания  резьбы

       4.3.3 Расчёт норм времени сверления

     4.4 Разработка приспособления для  ремонта детали

       4.4.1 Служебное назначение приспособления

       4.4.2 Описание конструкции

    5 БЕЗОПАСНОСТЬ ЖИЗНЕДЕЯТЕЛЬНОСТИ

     5.1 Анализ опасных и вредных факторов

     5.2 Производственный микроклимат

     5.3 Влияние электромагнитных излучений

     5.4 Влияние звуковых волн

     5.5 Влияние вибрации

    1. Химический фактор

    5.7 Экологическая безопасность

     5.8 Инженерное решение

    6  ЭКОНОМИЧЕСКИЙ РАСЧЕТ

     6.1 Анализ базовой и новой техники

     6.2 Определение годовой эксплуатационной  производительности

     6.3 Определение годовых текущих  издержек потребителя

     6.4 Определение экономического эффекта

    ЗАКЛЮЧЕНИЕ

    СПИСОК  ИСПОЛЬЗОВАННЫХ ИСТОЧНИКОВ 

ВВЕДЕНИЕ 

      Земляные работы  на строительстве  – наиболее трудоёмкие из  всех видов строительных работ,  они имеют наибольшие относительные  объёмы.

    Осуществление строительных работ связано с  выполнением большого объёма земляных работ на транспортном, гидротехническом, промышленном и городском строительстве. Задача эта может быть успешно решена только путём применения высокопроизводительных машин  и комплексной модернизации всех процессов земляных работ.

    Значительное  развитие получили  конструкторские  работы проводимые научно-исследовательским  институтом строительного и дорожного  машиностроения, научно-исследовательским институтом землеройного машиностроения, конструкторское бюро Челябинского и др. заводов дорожных машин.

     Интенсивное развитие строительного производства и сокращение сроков      ввода в эксплуатацию новых железных и автомобильных дорог требуют ускоренного выполнения больших объемов и комплексной механизации земляных работ, значительную долю которых выполняют бульдозеры.

    Бульдозер – землеройная машина, состоящая  из базового тягача и бульдозерного (навесного) оборудования, предназначенная для резания и перемещения грунта и планировки разрабатываемой поверхности.

    Бульдозеры  как навесное оборудование на тракторы, тягачи и другие базовые машины широко распространены, что объясняется простотой их конструкции, высокой производительностью, возможностью их использования в самых разнообразных грунтовых и климатических условиях и относительно низкой стоимостью выполненных работ. Применяются они в дорожном, железнодорожном, горнорудном, мелиоративном и ирригационном строительстве.

    При строительстве дорог бульдозер  расчищает площадки и трассы от кустарников, пней и леса, снимает верхний растительный грунт, производит планировку площадей, срезку грунта на косогорах, засыпку траншей, рвов и оврагов, возводит насыпи высотой до 1,5 м из боковых резервов, используется при разработке песчаных и гравийных карьеров, а также при расчистке площадок, дорог и аэродромов от снега.

    Бульдозеры используют для разработки разнообразных грунтов - от чернозема и песка до тяжелой глины.

    Для большинства современных гусеничных бульдозеров экономически выгодная дальность перемещений в настоящее время не превышает 60-80 м, колесных 100-150м.

    Отраслью  дорожного машиностроения проводится работа по усовершенствованию конструкций бульдозеров, улучшению технико-экономических показателей, повышению единичной мощности, увеличению надежности и ресурса в эксплуатационных условиях, облегчению технического обслуживания и ремонта, улучшению условий труда машиниста и экономических показателей. 

 

     1  КЛАССИФИКАЦИЯ  И ОБЛАСТЬ ПРИМЕНЕНИЯ БУЛЬДОЗЕРОВ 

     Бульдозер – землеройная машина, состоящая  из базового тягача и бульдозерного (навесного) оборудования, предназначенная для резания и перемещения грунта и планировки разрабатываемой поверхности.

     Бульдозеры  как навесное оборудование на тракторы, тягачи и другие базовые машины широко распространены, что объясняется простотой их конструкции, высокой производительностью, возможностью их использования в самых разнообразных грунтовых и климатических условиях и относительно низкой стоимостью выполненных работ. Бульдозер, помимо землеройно-транспортных работ, может выполнять основные и вспомогательные операции. К основным работам относятся разработка, резание, рыхление и перемещение грунта, вскрышные работы при добычи полезных ископаемых. К вспомогательным работам относятся разравнивание и планировка площадей, засыпка ям, устройство подъездных путей, очистка территорий от пней, камней, валунов.

     Для большинства современных гусеничных бульдозеров экономически выгодная дальность перемещений в настоящее время не превышает 60 – 80 м.

     По  назначению бульдозеры делятся на бульдозеры общего назначения, приспособленные для выполнения разнообразных землеройно– планировочных и строительных работ в различных грунтовых условиях, и на бульдозеры специального назначения, которые предназначены для выполнения определённых видов работ.

    Таблица 1.1 - Классификация бульдозеров по мощности двигателя и по номинальному тяговому усилию 

   Типы    N в кВт (л.с.)    
   Малогабаритные

   Легкие

   Средние

   Тяжелые

   Сверхтяжелые

   До 15 (20)

   15,5–60 (21–80)

   60–108 (81–147)

   110–220 (150–300)

   Больше 220 (больше 300)

   До 2,5

   2,6–7,5

   8,0–14,5

   15,0–30,0

   Больше 30

 
 

     По  типу движителя базовой машины бульдозеры разделяются на гусеничные и колесные. Колёсные бульдозеры создаются на базе колёсных тракторов, колёсных тягачей, автомобилей и специализированных самоходных машин.

     По  размещению рабочего органа бульдозерного  оборудования на базовой машине различают  бульдозеры с передним и задним расположением  отвала.

     По  типу механизма управления бульдозеры разделяются на бульдозеры с гидравлическим, канатным и смешанным управлением.

     Также различают: бульдозер с неповоротным отвалом, т. е. бульдозер, отвал которого имеет неизменное положение в  горизонтальной плоскости, перпендикулярное продольной оси машины; бульдозер с поворотным отвалом, т. е.  бульдозер, у которого можно изменять положение отвала в горизонтальной плоскости.

     На  универсальной раме бульдозера вместо отвала может устанавливаться оборудование кустореза, корчевателя – собирателя или снегоочистителя.

     Наибольшее  распространение получили бульдозеры на базе трактора Т-170. Его преимущество в том, что он имеет простую  конструкцию и не высокую стоимость по сравнению с тракторами аналогичного класса.

     Т-170 - собирательное обозначение семейства  промышленных гусеничных тракторов  тягового класса 10 общего и специального назначения, предназначенных для эксплуатации во всех климатических зонах. Тракторы Т-170 с этой целью выпускаются во множестве (около 80) различных модификаций и комплектаций.

     Ниже  приведена основная техническая  характеристика бульдозера ДЗ-171. 

     Таблица 1.2 – Техническая характеристика бульдозера 

Марка трактора Т-170
Тяговый класс базового трактора 10
Максимальное  тяговое усилие при общей эксплуатационной массе, кН 150
Эксплуатационная  мощность двигателя, кВт (л.с.) 125(170)
Тип трансмиссии механическая
 
 

     Продолжение таблицы 1.2

Ширина, мм 2480
Длина, мм 4600
Высота, мм 3180
Тип отвала неповоротный
Max подъём отвала, мм 995
Max заглубление отвала, мм 400
Масса, кг 15520
 
 

     1.1 Анализ и обзор существующих конструкций рабочих органов 

     Анализ  достижений машиностроения и технологии индивидуального строительства  позволяет выделить ряд основных направлений развития и исследований в области землеройных машин, методов их интенсификации и повышения эффективности. Одним из главных таких направлений является проблема повышения функциональных свойств машин и совершенствование рабочих органов на базе достижения техники и фундаментальных наук. Совершенствование конструкций и расширение производства машин по данному направлению является одной из основных задач машиностроения.

     Перспективным направлением развития бульдозеров  заключается в повышении производительности, расширение технологических возможностей,  надежности машин.

     Для современного бульдозеростроения характерен выпуск конструктивно подобных машин унифицированных между собой как в части базовых тракторов, так и навесного рабочего оборудования.

     Преимущественное  развитие имеют бульдозеры на гусеничном ходу, обеспечивающие высокие тяговые усилия и проходимость.

     Необходимость повышения производительности бульдозеров  на мёрзлых  грунтах привела к  появлению ряда предложений по добавлению различных дополнительных рабочих органов к отвалу традиционного типа.

     Проведем  патентный обзор с целью выявления  авторских свидетельств, формулой которых является расширение технологических возможностей путём разработки плотных и мёрзлых грунтов.

     Ниже  рассмотрим  ряд авторских свидетельств.

     Известен  бульдозер (авторское свидетельство  №618498, 1978г) рабочий орган которого включает заднюю стенку 1 ( рис. 1.1), в нижней части которой установлен режущий нож 2, причем на задней стенке 1 выполнены отверстия 3 для прохода воздуха. С тыльной стороны стенки 1 установлены сопла 4, в которых выполнены каналы 5 для прохода воздуха к отверстиям.

     Угол  направления каналов 5 сопел 4 и отверстий 3 относительно касательной к  внутренней поверхности задней . стенки ориентировав по направлению движения грунта .и имеет величину от ?1=5?15  в нижней части, до ?2=90s в верхней части.

     Рабочий орган работает следующим образом.

     При поступлении грунта на поверхность задней стенки 1, сжатый воздух, проходящий от компрессора через каналы 5 сопел 4 и отверстий 3 уменьшает трение грунта о стенку 1 и помогает  продвижению грунта в верхнюю часть задней стенки 1. Уменьшение усилий при продвижения грунта в ковш достигается уменьшением внутреннего трения поступающего грунта о грунт, который находится на задней стенке. При этом воздух обеспечивает газовую смазку отвала. Когда грунт достигает верхней частя задней стенки, сжатый воздух проходящий через каналы 5 сопел 4 и отверстий 3, помогает откидывать грунт назад, например, в ковш скрепера облегчая поступление новой стружки грунта и тем самым уменьшая усилие его продвижения. Данный рабочий орган позволяет в применение его на скрепере или бульдозере уменьшить усилие продвижения грунта примерно на 15%.

     Однако  в этом рабочем органе наблюдаются сравнительно больше потери сил струй газов, которые направлены на отрыв срезаемого пласта грунта от поверхности отвала с целью его газовой смазки, что является одним из его существенных недостатков, Такая потеря сил нерациональна, отрицательно влияет на процесс перемещения грунта по поверхности отвала. С целью улучшения продвижения грунта по поверхности отвала рабочего органа путем сообщения ему дополнительного усилия перемещения от струй сжатого воздуха, ось каждого сопла и отверстия отвала наклонена в направлении движения грунта от режущего ножа и угол наклона каждой предыдущей оси меньше угла наклона каждой последующей.

    Рисунок 1.1 – Отвал с отверстиями для выхода воздуха 

     Известен  бульдозер (авторское свидетельство №956699, 1982г.) рабочий орган которого включает отвал 1 (рис. 1.2) с ножом 2 и лобовым листом 3, за которым установлен дополнительный лист 4. В лобовом, листе выполнены, расположенные рядам по высоте выпускные отверстия 5, а в дополнительном листе  равные по диаметру и расположенные соосно-проходные отверстия 6. На тыльной стороне дополнительного листа установлены воздушные коллекторы 7, сообщенные с источником сжатого воздуха 8.

     Между лобовым 3 и дополнительным 4 листами  смонтированы заслонки 9 с прорезями 10 различной высоты параллельными рядами выпускных 5 и проходных б отверстий. При этом высота каждой нижерасположенной прорези 10 заслонки 9 меньше сечения вышерасположенной, а для обеспечения регулировки расхода воздуха в широком диапазоне высота наибольшей прорези 10 заслонки 9 меньше или равна диаметру отверстий 5 и 6. Фиксация заслонок 9 в нужном положении обеспечивается болтами 11. Последние, сопряжены с пазами 12, выполненными на боковых сторонах лобового листа 3, и с жестко закрепленными с тыльной стороны дополнительного листа 4 вертикальными профилями 13, также играющими роль направляющих пазов.   Поверхности заслонок 9, контактирующие с лобовыми 3 и дополнительными 4 листами, покрыты уплотнительным материалом 14, например резиной.

    

    Рисунок 1.2 – Отвал бульдозера снабжённый дополнительным листом с отверстиями для выхода сжатого воздуха 

     Рабочий орган землеройной машины работает следующим образом.

     Перед разработкой влажных грунтов, когда  требуется больший расхода сжатого воздуха, заслонки 9 перемещают по пазам 12 лобового листа 3 и пазами образованным профилем 12 дополнительного листа 4, и фиксируют с помощью болтов 11 в таком положении, что прорези 10 большей высоты совмещены с отверстиями 5 и 6 лобового 4 и дополнительного 5 листов соответственно. Перед разработкой сыпучих грунтов, когда требуется меньший расход сжатого воздуха, заслонки 9 фиксируют в таком положении, что прорези 10 меньшей высоты совмещены с отверстиями 5 и 6. При фиксации заслонки 9 в нужном положении уплотнительный материал 14 исключает утечки сжатого воздуха.

     Предложенное  устройство обеспечивает регулировку расхода воздуха, подаваемого на отвальную поверхность, расширяет область использования бульдозеров и в итоге приводит к повышению эффективности его работы.

     Однако  отсутствие автоматического регулирования подаваемого на отвал сжатого газа в соответствии с изменением в процессе копания давления грунта на отвал ведет к нерациональному использованию энергии сжатого газа и следовательно, к повышенным энергозатратам. 

     Известен  бульдозер ( авторское свидетельство №874901, 1981г.) рабочий орган которого включает отвал 1 (рис. 1.3) с режущим ножом 2, воздушные коллекторы 3, смонтированные на различной высоте с тыльной стороны отвала и снабженные выпускными отверстиями 4. Воздушные коллекторы 3, соединены с источником 5 сжатого воздуха магистралью 6 подвода сжатого воздуха посредством регуляторов 7 давления, которые, в свою очередь, соединены линиями 8 управления, с эластичными емкостями 9, заполненными жидкостью и установленными в прорезях отвала в зоне каждого из воздушных коллекторов.

     Устройство  работает следующим образом.

     При копании вырезаемая ножом 2 стружка  грунта продвигается по поверхности отвала 1 деформируя эластичные емкости 9. Значение деформации, а следовательно, и значение давления зависят от давления грунта на отвал в зоне каждого из воздушных коллекторов 3.

     Сжатый  воздух от источника 5 поступает в магистраль 6 подвода воздуха и через регуляторы 7 давления в воздушные коллекторы 3, и через выпускные отверстия 5 на поверхность отвала 1 под давлением, значение которого в каждом из воздушных коллекторов 3 зависит от давления управления, создаваемого воздействием грунта на эластичные емкости 9.

     Использование предлагаемой конструкции обеспечивает автоматическую регулировку давления сжатого воздуха, подаваемого на отвальную поверхность, в соответствии с изменением в процессе копания давления грунта на отвал в зоне каждого из воздушных коллекторов, что позволяет обеспечить стабильность воздушной смазки отвальной  поверхности  за счет рационального  использования   энергии   сжатого   воздуха.

     Недостатком его является то, что при разработке грунта может изменяться угол наклона  отвала, а угол наклона сопел относительно отвальной поверхности при этом остаётся постоянным. В связи  с  этим дополнительные усилия перемещения от струй сжатого воздуха будут уменьшаться, поскольку направление струй сжатого газа может быть не оптимальным. Это приводит к снижению эффективности разработки грунта.

     

     Рисунок 1.3 – Отвал снабжённый упругими элементами для регулировки подачи сжатого воздуха 

     1.2 Описание и обоснование выбранной  конструкции 

    Известен  бульдозер (авторское свидетельство  №825789, 1981г.) рабочий орган которого включает отвал 1 (рис. 1.4), в нижней части которого закреплён режущий нож 2. В отверстиях отвала установлены подпятники 3 и 4, закреплённые на тыльной стороне отвала 1. Внутренняя поверхность подпятников 3 и 4 выполнена в виде полусфер, взаимодействующих со сферической наружной поверхностью сопел 5, частично выступающих за отвальную поверхность. Таким образом подпятники 3 и 4 и сопла 5 образуют сферический шарнир, каналы 6 сопел служат для подвода сжатого воздуха.

    На  тыльной стороне отвала сопла 5 одного ряда соединены кронштейнами 7.  Поворот сопел 5 относительно отвала осуществляется гидроцилиндрами 8, шарнирно закреплёнными на толкающих брусьях.  Штоки гидроцилиндров 8 шарнирно соединены с кронштейнами 7.

     При копании грунт поступает на отвальную  поверхность, а сжатый газ, проходящий от компрессора через каналы 6 сопел 5 на отвальную поверхность, уменьшает трение грунта об отвал и помогает продвижению грунта в верхнюю часть отвала.

     При изменении угла наклона отвала 1 направление струй сжатого воздуха  относительно отвальной поверхности  регулируется соплами 5. При этом для  каждого угла наклона отвала 1 направление струй сжатого воздуха может быть оптимальным, что достигается регулировкой наклона сопел 5.

     Достоинство этого бульдозера в том, что более эффективно используются дополнительные усилия перемещения грунта по отвальной поверхности путём обеспечения возможности оптимального направления движения струй сжатого воздуха, что приводит к повышению эффективности разработки грунта.  

 
 

     

     Рисунок 1.4 – Отвал снабжённый приводом регулировки наклона сопел 

 

      2 МЕХАНИЗАЦИЯ СТРОИТЕЛЬСТВА ЗЕМЛЯНОГО  ПОЛОТНА 

     Эффективность комплексной механизации обеспечивается не только путем увеличения количества машин в специализированном комплекте  машин (СКМ), но и в результате наиболее рационального их использования в технологическом процессе. В работе представлен один из возможных вариантов поточного метода строительства земляного полотна, так как комплексная механизация наиболее эффективна в условиях поточного метода организации работ.

     Исходные  данные для расчёта сведены в  таблицу 2.1 

     Таблица 2.1 – Исходные данные для расчёта

Объект  строительства

Устройство  земляного полотна

 
 

Характеристика

объекта

Длина строящегося участка дороги

L = 5,5 км

Ширина  земляного полотна по верху

B = 15 м

Угол  заложения откосов

m = 1:1,5

Высота  земляного полотна

H = 1,3 м

Категория грунта

I

Ведущая машина

Бульдозер на базе трактора Т-170

Дальность транспортирования грунта

Lтр : 30м, 60 м, 90 м, 120 м

 

Дополнительные  сведения: Период строительства: 5.05.10 – 8.10.10

                            Регион строительства: Омская область.

                            Разрабатываемый грунт  оптимальной влажности.

                            Срезка растительного  слоя производится на

                            глубину hр.с = 40 см. 
 
 
 
 

     2.1 Организация технологии строительства 

     Таблица 2.2 – Организация технологии строительства 

Технологическая операция средства механизации Марка машины
1 Снятие растительного  слоя (40 см) и перемещение его за приделы полосы отвода Бульдозер ДЗ-171
2 Разработка  и перемещение грунта в нижний слой земляного полотна Бульдозер ДЗ-171
3 Разравнивание нижнего слоя земляного полотна Автогрейдер ДЗ-122
4 Уплотнение  нижнего слоя земляного полотна катком среднего типа Самоходный  каток на пневмошинах ДУ-98
5 Уплотнение  нижнего слоя земляного полотна катком тяжелого типа Самоходный  каток на пневмошинах ДУ-85
6 Разработка  и перемещение грунта в средний слой земляного полотна Бульдозер ДЗ-171
7 Разравнивание среднего  слоя земляного полотна Автогрейдер ДЗ-122
8 Уплотнение  среднего  слоя земляного полотна катком среднего типа Самоходный  каток на пневмошинах ДУ-98
9 Уплотнение  среднего  слоя земляного полотна катком тяжелого типа Самоходный  каток на пневмошинах ДУ-85
10 Разработка  и перемещение грунта в верхний слой земляного полотна Бульдозер ДЗ-171
11 Разравнивание верхнего слоя земляного полотна Автогрейдер ДЗ-122
12 Уплотнение  верхнего слоя земляного полотна катком среднего типа Самоходный  каток на пневмошинах ДУ-98
13 Уплотнение  верхнего слоя земляного полотна катком тяжелого типа Самоходный  каток на пневмошинах ДУ-85
14 Профилирование  верха земляного полотна за 4 прохода  по одному следу Автогрейдер ДЗ-122
15 Профилирование  откосов насыпи Автогрейдер ДЗ-122

     2.2 Определение параметров потока 

     2.2.1 Определение длины захватки 

     Длина захватки, м, определяется по формуле 
 
 

где  - длина строящегося участка дороги,;

- количество  рабочих дней. 

        ,                                            (2.2) 

где  – строительный сезон (110 дня);

        – нерабочие дни по метеоусловиям (5 дней). 
 
 
 
 

     2.2.2  Определение темпа строительства 
 
 

где  – коэффициент сменности,

 –   общий объем работ, м3.

Общий объем работ определяется по формуле 

                                                   (2.4)

где  – длина строящегося участка дороги,

 площадь  поперечного сечения земляного  полотна, определяемая из      соотношения: 
 
 

где - ширина земляного полотна,;

- высота  земляного полотна,;

- ширина  основания земляного полотна,  м.

Ширина  основания земляного полотна  определяется по следующим формулам 

,                                               (2.6) 

                                                   (2.7) 

где – коэффициент заложения откосов,  
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 

     2.2.3 Определение слоев земляного полотна 

     Принимаем 3 слоя толщиной: 0,43 м, 0,43 м, 0,44 м. 

     2.2.4 Определение площади слоев

     Определим площадь нижнего слоя, по следующим  формулам 

      (2.8) 
 
 

где . 
 
 
 
 
 

Данные  расчета площадей слоев занесены в таблицу 2.3. 

     Таблица 2.3 - Площади поперечного сечения слоев

     
7,85 7,3 6,89
 
 

     2.3 Определение производительности и потребного количества машиносмен машин входящих в состав СКМ 

 Срезка  растительного слоя

Срезка  производится бульдозером ДЗ-171 на базе трактора Т-170  

Технические характеристики ДЗ – 171 

Тип отвала                                                                            неповоротный

Длина отвала, м                                                                            3,20

Высота отвала, м                                                                           1,30

Управление                                                                               гидравлическое

Глубина резания, м                                                                       0,40

Мощность двигателя, кВт (л.с.)                                              135 (170)

Масса, кг                                                                                      15990 
 

   Определение эксплуатационной производительности: 
 
 

где – продолжительность смены,

 –  коэффициент использования машин  по времени,

        – нормативный объем, /6/

– норма  времени,  
 
 

       Определение площади срезаемого  слоя: 

                             (2.11)

                  (2.12) 

  Определение необходимого количества машиносмен: 
 
 
 

       Перемещение земляного полотна: перемещение производится с помощью бульдозера ДЗ-171

     Определение эксплуатационной производительности: 
 
 

где – продолжительность смены,

 –  коэффициент использования машин  по времени,

 –  нормативный объем,              /6/

– норма  времени.                /6/ 

     Таблица 2.4 -  Нормы времени для бульдозера

Дальность трансп., км.

Машина СКМ

0,03 0,06 0,09 0,12
1 2 3 4
Бульдозер ДЗ – 28 0,95 1,85 2,75 3,65
 

    Для базового бульдозера ДЗ – 171  
     
     
     
     

    Для модернизированного бульдозера ДЗ-171

     У модернизированного бульдозера производительность на 15% больше чем у базового бульдозера.  
 
 
 
 
 

     Определение количества машиносмен 
 
 

     Для базового бульдозера ДЗ-171  
 
 
 
 
 

     Для модернизированного бульдозера ДЗ-171  
 
 
 
 
 

       Разравнивание отсыпаемого слоя

       Разравнивание производится с помощью автогрейдера ДЗ-122 

Технические характеристики ДЗ-122 

Длина отвала, м                                        3,09

Высота отвала, м                                        0,86

Марка трактора-тягача или двигателя                             ЯМЗ-236

Мощность двигателя, кВт(л.с.)                     110 (150) 

       Определение эксплуатационной производительности,  
 
 

где – продолжительность смены,

 –  коэффициент использования машин  по времени,

 –  нормативный объем,              /7/

– норма  времени.                /7/

                
 

       Определение количества машиносмен 

                              
 
 
 

       Уплотнения грунта насыпи

     Для уплотнения грунта насыпи применяем  средний каток  ДУ – 98 и тяжёлый каток ДУ – 85. 

Технические характеристики катка ДУ – 98 

Тип катков                  вибрационные вальцы

Ширина уплотняемой  полосы, м                                                       1,7

Мощность, кВт                                                                                  57,4

Масса катка, т                                                                                    11,5 
 

Технические характеристики катка ДУ – 85

Тип катков     вибрационный валец и пневмошины

Ширина уплотняемой  полосы, м                                                       2

Мощность, кВт                                                                                  110

Масса катка, т                                                                                      13 

       Определение эксплуатационной производительности,

     Для грунта I категории, уплотнение производится при 8 проходах по одному месту. 
 
 

где – продолжительность смены,

 –  коэффициент использования машин  по времени,

 –  нормативный объем,              /6/

– норма  времени.                /6/

     Для катка ДУ - 98 

  

  

     Для катка ДУ - 85 

  
 
 
 

       Определение объема слоев 
 
 

где   – площадь поперечного сечения нижнего слоя (данные приведены в

                  таблице 2.3). 
 
 
 
 
 
 

     Данные  расчетов занесем в таблицу 2.5 

         Таблица 2.5 – Объемы слоев

     
222,3 208 191
 

       Определение количества машиносмен 
 
 

     Для катка ДУ-98

     При уплотнении нижнего слоя 
 

     При уплотнении второго слоя 
 
 

     При уплотнении верхнего слоя 
 
 

     Для катка ДУ-85

     При уплотнении нижнего слоя 
 
 

     При уплотнении второго слоя 
 
 

     При уплотнении верхнего слоя 
 
 

       Профилирование верха земляного полотна

     Профилирование  производится с помощью автогрейдера  ДЗ-122.

     Определение эксплуатационной производительности,  
 
 

где – продолжительность смены,

 –  коэффициент использования машин  по времени,

 –  нормативный объем,              /6/

– норма  времени.                /6/ 
 
 

     Определение площади верха земляного полотна,  

, 
 
 

        Определение количества машиносмен 
 
 
 
 

     Профилирование  откосов насыпи: профилирование производится автогрейдером ДЗ – 122

     Определение площади и длины откосов

     Длина откосов, м 

,                                                (2.23) 

=2,3 м 

     Площадь откосов,  

                                               (2.24) 
 
 

     Определение эксплуатационной производительности,.  
 
 

где – продолжительность смены,

 –  коэффициент использования машин  по времени,

 –  нормативный объем,              /6/

     – норма времени,               /6/

     Рабочий ход в двух направлениях, длина  гона до 200м 
 
 

     Определение количества машиносмен 
 
 
 
 
 

     2.4 Определение технико-экономические  показателей работы СКМ

         

         2.4.1 Определение стоимости производства работ на единицу продукции 
 
 

где – накладные расходы предприятия, принимаем

– потребное  количество машиносмен;

– стоимость  машино-смен, руб. (таблица 2.6). 

     Таблица 2.6 -  Стоимость машиносмен

Марка машины Стоимость машино-смен, руб.
ДЗ  – 171 6871
ДЗ  – 171(модернизированный) 7180
ДЗ  – 122 7930
ДУ  – 98 4250
ДУ-85 4620

     Для СКМ 1:

     Дальность транспортирования грунта 0,03 км 
 
 
 

     Дальность транспортирования грунта 0,06 км 
 
 
 

     Дальность транспортирования грунта 0,09 км 
 
 
 

     Дальность транспортирования грунта 0,12 км 
 
 
 

     Для СКМ 2:

     Дальность транспортирования грунта 0,03 км 
 
 
 

     Дальность транспортирования грунта 0,06 км 
 
 
 

     Дальность транспортирования грунта 0,09 км 
 
 
 

     Дальность транспортирования грунта 0,12 км 
 
 
 

    2.4.2 Определение трудоёмкости единицы продукции  
     
     

где - количество операторов на i машине, принимаем

     Для СКМ 1:

     Дальность транспортирования грунта 0,03 км 
 
 

     Дальность транспортирования грунта 0,06 км 
 
 

     Дальность транспортирования грунта 0,09 км 
 
 

     Дальность транспортирования грунта 0,12 км 
 
 
 

     Для СКМ 2:

     Дальность транспортирования грунта 0,03 км 
 
 

     Дальность транспортирования грунта 0,06 км 
 
 

     Дальность транспортирования грунта 0,09 км 
 
 

     Дальность транспортирования грунта 0,12 км 
 
 

    2.4.3 Определение энергоемкости единицы продукции  
 
 

где – мощность силовой установки i машины кВт (таблица 2.7).

      

   Таблица 2.7 -  Мощность силовых установок машин

Марка машины Мощность силовой  установки, кВт
ДЗ  – 171 125
ДЗ  – 171(модернизированный) 125
ДЗ  – 122 110
ДУ  – 98 57,4
ДУ-85 110
 

     Для СКМ1:

     Дальность транспортирования грунта 0,03 км 
 
 
 

     Дальность транспортирования грунта 0,06 км 
 
 
 

     Дальность транспортирования грунта 0,09 км 
 
 
 

     Дальность транспортирования грунта 0,12 км 
 
 
 

     Для СКМ 2:

     Дальность транспортирования грунта 0,03 км 
 
 
 

     Дальность транспортирования грунта 0,06 км 
 
 
 

     Дальность транспортирования грунта 0,03 км 
 
 
 

     Дальность транспортирования грунта 0,12 км 
 
 
 
 

     2.4.4 Определение металлоемкости единицы продукции 
 
 

где (таблица 2.8). 

          Таблица 2.8 -  Массы машин

Марка машины Масса машин, т.
ДЗ  – 171 16
ДЗ  – 171(модернизированный) 16,5
ДЗ  – 122 14,6
ДУ  – 98 10
ДУ - 85 13
 

     Для СКМ 1:

     Дальность транспортирования грунта 0,03 км 
 
 
 

     Дальность транспортирования грунта 0,06 км 
 
 
 

     Дальность транспортирования грунта 0,09 км 
 
 
 

     Дальность транспортирования грунта 0,12 км 
 
 
 

     Для СКМ 2:

     Дальность транспортирования грунта 0,03 км 
 
 
 

     Дальность транспортирования грунта 0,06 км 
 
 
 

     Дальность транспортирования грунта 0,03 км 
 
 
 

     Дальность транспортирования грунта 0,12 км 
 
 
 

     2.4.5 Определение удельных приведенных затрат 

                                      ,                                         (2.31) 

где   E – коэффициент эффективности использования машин, E=1,17;

 –   удельные капитальные затраты,  руб/м3. 

     Удельные  капитальные затраты определяются по формуле

                          
 

где  – отпускная цена машины, тыс.руб. (таблица 2.9);

–  общий  объем работ,;

 –   коэффициент учитывающий затраты  на транспортировку, 

    Таблица 2.9 -  Цены машин

Марка машины Отпускная цена машины, тыс.руб.
ДЗ  – 171 1340
ДЗ  – 171(модернизированный) 1500
ДЗ  – 122 1050
ДУ  – 98 970
ДУ-85 990
 

     Удельные  капитальные затраты для СКМ 1

     Дальность транспортирования грунта 0,03 км 
 
 
 

     Дальность транспортирования грунта 0,06 км 
 
 
 

     Дальность транспортирования грунта 0,09 км 
 
 
 

     Дальность транспортирования грунта 0,12 км 
 
 
 

    Удельные  капитальные затраты для СКМ 2

     Дальность транспортирования грунта 0,03 км 
 
 
 

    Дальность транспортирования грунта 0,06 км 
 
 
 

     Дальность транспортирования грунта 0,03 км 
 
 
 

     Дальность транспортирования грунта 0,12 км 
 
 
 

     Тогда, удельные приведенные затраты для  СКМ 1

     Дальность транспортирования 0,03 км 
 
 

     Дальность транспортирования 0,06 км 
 
 

     Дальность транспортирования 0,09 км 
 
 

     Дальность транспортирования 0,12 км 
 
 

     Удельные  приведенные затраты для СКМ 2

     Дальность транспортирования 0,03 км 
 
 

     Дальность транспортирования 0,06 км 
 
 

     Дальность транспортирования 0,09 км 
 
 

     Дальность транспортирования 0,12 км 
 
 

     2.4.6 Определение годовой экономической эффективности 

                                (2.33) 

где  – удельные приведенные затраты СКМ 1;

удельные  приведенные затраты СКМ 2;

– общий  объем работ, ;

        – затраты на модернизацию, З=0 рублей.

     Дальность транспортирования грунта 0,03 км 
 
 

     Дальность транспортирования грунта 0,06 км 
 
 

     Дальность транспортирования грунта 0,09 км 
 
 

     Дальность транспортирования грунта 0,12 км 
 
 

     Проанализировав показатели, можно сказать, что комплект СКМ-2 с модернизированным бульдозером использовать гораздо эффективнее, нежели комплект СКМ-1 с базовым бульдозером.

     Можно сказать, что модернизация бульдозера значительно уменьшает себестоимость, металлоемкость, трудоемкость и удельные приведенные затраты единицы продукции СКМ, а также значительно уменьшает энергоемкость процесса возведения земляного полотна.  

 

     3 КОНСТРУКТОРСКИЙ РАЗДЕЛ 

     3.1 Тяговый расчёт

     3.1.1 Определение сопротивления копанию грунта бульдозером 

     Целью расчёта является определение суммарного сопротивления движению бульдозера при копании грунта.

     Произведём  расчёт применительно к наиболее распространённому способу работы – лобовому толканию грунта при  бестраншейном способе работ.

     Объём призмы волочения зависит от геометрических размеров отвала, свойств грунта и  определяется по формуле /2/ 
 
 

где B – ширина отвала, В = 3,2 м;

    Н – высота отвала, Н = 1,2 м;

    Кпр – коэффициент зависящий от характера грунта и от отношения , т.е. , а значит, согласно /2/,  Кпр = 0,85. 
 
 

     При транспортировании грунта отвалом  бульдозера по горизонтальной поверхности возникают сопротивления:

     Wр – сопротивление резанию;

     Wпр – сопротивление перемещению призмы грунта перед отвалом;

     Wв – сопротивление перемещению грунта вверх по отвалу;

     Wm – сопротивление перемещению бульдозера;

     Wтр – сопротивление трению ножа бульдозера о грунт; 

     Сопротивление резанию определяется по формуле 
 

где k –  удельное сопротивление лобовому резанию, т/м2;

      h1 – глубина резания во время перемещения призмы грунта, м 
 
 

     При перемещении призмы волочения часть  ее теряется в боковые валики, поэтому нож бульдозера должен быть заглублен на некоторую величину h1 для срезания стружки, восполняющей потери грунта в боковые валики. Потери грунта в боковые валики на 1 м пути могут быть оценены коэффициентом kп : 
 
 
 
 

где   Vв – объем грунта в боковых валиках в плотном теле на 1 м пути

     Vпр – фактический объем призмы волочения в плотном теле, м3

    Коэффициент kп зависит от свойств грунта:

    Для связных грунтов……………………………………………0,025 - 0,032

     Для несвязных грунтов…………………………………………0,06 - 0,07 
 
 

     Величина  заглубления определяется по формуле 
 
 
 

     Сопротивление перемещению призмы волочения (см. рисунок 3.1) определяется по формуле 
 
 

где Gпр – вес призмы волочения в кГ;

    ?г – объемный вес грунта в плотном теле в кГ/м3;

    ?2 – коэффициент трения грунта по грунту, для связных грунтов ?2 = 0,5, для несвязных грунтов ?2 = 0,7, максимальное значение ?2 = 1,0 
 
 

    Сопротивление от перемещения грунта вверх по отвалу (см. рисунок 3.1) определяется по формуле 
 
 

где ?  – угол резания, ?=55;

      ?1 – коэффициент трения грунта по металлу, ?1=0,5 
 
 

     Сопротивление перемещению бульдозера определяется по формуле 
 
 

где G –  вес трактора и бульдозера, т;

     f – коэффициент сопротивление  перемещению движителей трактора,                               f = 0,1?0,12. 
 
 

    

    Рисунок 3.1 – Схемы к определению сопротивления  копанию грунта бульдозером 

     Сопротивление трению ножа бульдозера о грунт Wтр учитывается в том случае, когда вертикальная составляющая сопротивлению копанию и собственный вес рабочего оборудования G1, передающей на грунт, не воспринимаются системой управления и не передаются на ходовую часть бульдозера.

     Сопротивление трению ножа бульдозера о грунт определяется по формуле 
 
 

где Rx  и Rz – горизонтальна и вертикальная составляющие результирующей силы сопротивления копанию (рисунок 3.2);

    ?-угол наклона результирующей сил сопротивления  на отвале , град; при резании и перемещении плотного грунта , а разрыхлённого грунта  

    

    Рисунок 3.2 – Схема к расчёту горизонтальной и вертикальной составляющих результирующей сил сопротивления копанию 

     Горизонтальная  составляющая результирующей силы сопротивления  копанию определяется по формуле 
 
 

где – коэффициент использования тягового усилия , =0,6 – 0,8;

      - номинальная сила тяги. 
 
 
 
 

     Суммарное сопротивление движению определяется по формуле 
 
 
 

     Номинальное тяговое усилие бульдозера должно превышать  суммарное сопротивление движению при копании грунта. 
 
 
 

    3.2 Определение сил действующих на бульдозер 

    Задачей расчёта является определение таких  сил как:

- горизонтальной  составляющей суммарной реакции  грунта на нож;

     – вертикальной составляющей  суммарной реакции грунта на  нож;

     – силы подъема отвала.

     Горизонтальную  составляющую суммарной реакции  грунта на нож определим по следующей зависимости 
 
 

где - вес трактора, кг

      - вес рабочего органа, кг

      – максимальный коэффициент сцепления движителя с грунтом,=0,95

      – угол трения грунта по металлу,  
 
 

     Вертикальную  составляющую суммарной реакции  грунта на нож определим по следующей зависимости 
 
 
 
 

     Силу  подъёма отвала определим по формуле 
 
 

где - сила подъёма отвала, кг;

      плечо силы (см. рисунок 3.3), ;

     – плечо силы , ;

     – плечо силы , ;

     – плечо силы ,  
 
 
 

Рисунок 3.3 – Схема сил действующих  на бульдозер 

    1. Расчёт  на прочность толкающего бруса
 

     Задачей расчёта является определение суммарного напряжения в толкающем брусе и сравнение его с допустимым.

     Для расчёта на прочность воспользуемся  расчётной схемой (рисунок 3.4) 

     

     Рисунок 3.4 – Расчётная схема толкающего бруса 

     Учитывая  возможность неравномерного распределения  нагрузок между подкосами, допускаем, что работает лишь один из них, и  за расчётное значение силы в подкосе  принимаем удвоенное значение силы .

     Реакции в шарнире C определяются из уравнений равновесия сил, действующих на рабочее оборудование.

     Горизонтальная  реакция в шарнире С1 определяется по формуле 
 
 

где – угол между силой подъёма отвала и горизонталью,  
 
 

     Вертикальная  реакция в шарнире С1 определяется по формуле 
 
 
 
 

     Сила  в подкосе (рисунок 3.4) и реакции в шарнире А1 определяются из условий равновесия толкающего бруса.

     Сила  в подкосе определяется по формуле 
 
 

где  - плечо силы до точки А1,

      – плечо силы до точки А1,

        – плечо силы до точки А1,  
 
 

     Горизонтальная  реакция в шарнире А1 определяется по формуле 
 
 

где  – угол между силой и горизонталью (рисунок 3.4). 
 
 

            Примем РВ1В2, т.е. значение силы в подкосе соответствует случаю одинакового нагружения правого и левого подкоса.

     Вертикальная  реакция в шарнире А1 определяется по формуле 
 
 
 
 

           Проектируя силы ХС1, ZC1 на оси Х и Z и складывая проекции, получим:

      Горизонтальная  реакция в шарнире С1 относительно оси Х определяется по формуле 
 
 

где  – угол между осью толкающего бруса и горизонталью,  
 
 

            Вертикальная реакция  в шарнире С1 относительно оси Z определяется по формуле 
 
 
 
 

            Опасным сечением бруса  является сечение , в котором действуют следующие условия:

                 Изгибающий момент в плоскости (рисунок 3.4), определяется по формуле 
 
 

где l2 – расстояние от точки С до точки D (рисунок 3.4), l2=1,62м 
 
 

            Изгибающий момент в плоскости  (рисунок 3.5), определяется по формуле 
 
 

где - расстояние от точки С до точки A,  
 
 

     Сжимающая сила определяется по формуле 
 
 
 
 

Рисунок 3.5 – Схема к расчёту на прочность  толкающих брусьев и подкосов бульдозера с неповоротным отвалом 

     Толкающий брус имеет коробчатое сечение и  является сварным из двух неравнополочных уголков (рисунок 3.6), уголок изготовлен из Стали 3.

     Уголок  №18; Ширина большой полки Н=180мм; ширина меньшей полки В=110мм; толщина уголка . 
 

     

     Рисунок 3.6 – Поперечное сечение толкающего бруса 

     Проверка  прочности бруса в сечении  производится по следующему уравнению 
 
 

где - площадь поперечного сечения бруса, Па;

     W – момент сопротивления

      - коэффициент уменьшения допускаемых напряжений для сжатых стержней, ;

      - допускаемое напряжение в толкающем брусе,

     Момент  сопротивления определяется по следующим зависимостям 
 
 
 
 

где - высота бруса, м;

      - ширина бруса, м;

      - толщина стенки, м. 
 
 
 
 

           Площадь поперечного  сечения толкающего бруса можно  определить по формуле 
 
 
 
 
 
 

=420МПа 

     3.4. Расчёт механизмов управления 

     Системы управления, применяемые на машинах для земляных работ, по их назначению можно разделить на следующие группы: системы управления установкой рабочего органа, системы рулевого управления, системы управления двигателем, системы управления вспомогательными механизмами.

     Задачей расчета является выбор и определение  его основных параметров, обеспечивающих заданные выходные параметры на исполнительном звене гидропередачи.

     Исходные  данные для расчёта: S – усилие необходимое для подъёма отвала;                          S=150кН; V – скорость подъёма и опускания отвала; V=0,25м/с

     Примем, что для подъёма отвала используются два гидроцилиндра.

     Мощность  гидропривода определяется по формуле 
 
 
 

     Мощность  насоса определяется по формуле 
 
 

где – коэффициент запаса по усилию;

      - коэффициент запаса по скорости; 
 

            Принимаем давление в гидросистеме 20МПа, тогда подачу насоса определим по формуле 
 
 

где – номинальное давление;  
 
 

            Принимаем частоту  вращения вала насоса 1500 об/мин, тогда  рабочий объём определим по формуле 
 
 

где – частота вращения вала насоса;  
 
 

            По полученному  значению рабочего объёма, примем насос НШ-32-4 со следующими техническими характеристика:

- действительный  рабочий объём, =32см3/об

- объёмный  КПД, 

- номинальная  частота вращения,

            По технической  характеристике выбранного насоса производим уточнение действительной подачи насоса: 
 
 
 
 

            Примерную полезную площадь одного цилиндра определим  по следующей зависимости 
 
 

где – усилие на штоке одного гидроцилиндра, кг

      – номинальное давление;  
 
 
 
 
 

     Определим диаметр цилиндра по формуле 
 
 
 
 

     По  полученному значению диаметра цилиндра выбираем нормализованные значения диаметра цилиндра и штока:

     D=80мм - диаметр цилиндра
и т.д.................


Перейти к полному тексту работы


Скачать работу с онлайн повышением уникальности до 90% по antiplagiat.ru, etxt.ru или advego.ru


Смотреть полный текст работы бесплатно


Смотреть похожие работы


* Примечание. Уникальность работы указана на дату публикации, текущее значение может отличаться от указанного.