Курсовой проект — бульдозер на базе трактора Т-130 — файл

Курсовой проект — бульдозер на базе трактора Т-130 — файл

Курсовой проект - бульдозер на базе трактора Т-130 - файлКурсовой проект — бульдозер на базе трактора Т-130 — файл.

Российский государственный университет нефти и газа имени И.М. Губкина.

Кафедра сооружения и ремонта газонефтепроводов и хранилищ.

«Бульдозер с неповоротным отвалом на базе трактора Т-130» Москва 2010г.

ВВЕДЕНИЕ Выполнение больших и возрастающих с каждым годом масштабов строительства обеспечивается применением высокопроизводительных строительных и дорожных машин, комплексной механизации и автоматизации строительного производства. В настоящее время создан большой парк разнообразных строительных и дорожных машин, который систематически пополняется новыми более совершенными машинами.

Для выполнения земляных работ созданы универсальные и специализированные строительные машины — экскаваторы, скреперы, бульдозеры, грейдеры, автогрейдеры с облегченным управлением и удобными кабинами. В данной работе подробнее рассмотрим бульдозеры.

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

Бульдозеры применяют при сооружении насыпей, засыпке траншей и канав, разработке взорванных скальных грунтов, перемещении и штабелировании сыпучих материалов, подаче каменных материалов к питателям дро­бильных установок, очистке территорий от шлака, мусора и снега, планировке откосов и др.

Бульдозеры как навесное оборудование на тракторы, тягачи и другие базовые машины широко распространены, что объясня­ется простотой их конструкций, высокой производительностью, возможностью их использования в самых разнообразных грунто­вых и климатических условиях и относительно низкой стоимостью выполненных работ.

1. ОБЗОР И АНАЛИЗ СУЩЕСТВУЮЩИХ КОНСТРУКЦИЙ Бульдозеры классифицируются по назначению, весу и мощности, силе тяги базовой машины и типу движителя; отдельным конструктивным признакам; системе управления рабочим органам и др.

По назначению бульдозеры делятся на бульдозеры общего назначения, приспособленные для выполнения разнообразных землеройно-транспортных и строительных работ в различных грунтовых условиях, и на бульдозеры специального назначения, которые предназначаются для выполнения определенных видов работ (например, для прокладки дорог, чистки снега, сгребания торфа и т.д.

По мощности двигателя базовых машин современные бульдозеры можно условно разделить на следующие группы (таблица 1.1). Таблица 1.1 Классификация бульдозеров по мощности двигателя и по номинальному тяговому усилию.

Классификация бульдозеров по номинальному тяговому усилию представлена в таблице.

По типу движителя базовой машины бульдозеры разделяются на гусеничные и колесные. Колесные бульдозеры создаются на базе колесных тракторов, колесных тягачей, автомобилей и специализированных самоходных машин (автогрейдеров и др.

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

В бульдозерах с гидравлическим управлением отвал внедряется в грунт принудительно в результате усилий, развиваемых гидросистемой. Эти усилия могут достичь 40% и более от общего веса трактора. При гидравлическом управлении отвалу могут быть заданы четыре положения: подъем, принудительное опускание, плавающее положение, фиксированное положение.

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. 2. ВЫБОР ОСНОВНЫХ ПАРАМЕТРОВ За главный параметр бульдозеров принимается номинальное тяговое усилие трактора или тягача. За основные параметры бульдозеров приняты: эксплуатационный вес бульдозера; скорости рабочего и обратного хода; среднее удельное давление ходовой части на грунт и смещение центра давления; удельное горизонтальное и вертикальное давление на режущей кромке ножа, определяющее возможность разработки бульдозером грунтом с различным сопротивлением копанию.

Удельное горизонтальное усилие на режущей кромке р г . кг/см, находим по формуле.

Т н – номинальное тяговое усилие, т, Т н =18т (180кН), таблица 29 /1.

Ширину отвала находим по формуле.

где m – масса бульдозера, т, m =17500т.

В =1,4* =3650 мм. Принимаем В =4000 мм.

Из таблицы выбираем удельное вертикальное давление на режущей кромке и категорию грунта. Р в =35кН/м, категория грунта 3.

Основные параметры поперечного профиля отвала бульдозера выбираем по таблице 31 /1/, и заносим выбранные значения в таблицу 2.1. Таблица 2.1 Основные параметры поперечного профиля отвала бульдозера.

Угол установки отвала ?=75,град.

Высота козырька Н 1 = (0,1…0,25) Н.

Н 1 = 1220*0,18=220 мм.

Угол установки козырька ? 1 =(90…100) град.

Примем ? 1 = 95,град.

3. ТЯГОВЫЙ РАСЧЕТ Рассмотрим вопросы тягового расчета применительно к наиболее распространенному способу работы — лобовому толканию грунта при бестраншейном способе работ.

Объем призмы волочения (м 3 ), зависит от геометрических размеров отвала и свойств грунта и определяется по формуле /5.

где L —ширина отвала.

H — высота отвала.

k пр —коэффициент зависящий от характера грунта и отношения H/L. Примем k пр =0,80.

При транспортировании грунта отвалом бульдозера по горизонтальной площадке возникают сопротивления, которые будем определять по формулам /1.

Сопротивление резанию в кН W р =k*B*h 1 . (6) где k—удельное сопротивление лобовому резанию в кН/м 2. k=170.

В—ширина отвала в м.

h 1 —глубина резания во время перемещения призмы грунта (величина заглубления), которую определим по формуле /1.

где k п —коэффициент определяющий потери грунта в боковые валики на 1м пути, он зависит от свойств грунта. Примем k п =0,0285—для связных грунтов.

W р =170*4*0,023=15,64 кН.

Сопротивление перемещению призмы грунта перед отвалом в кН.

где µ 2 —коэффициент трения грунта по грунту µ 2 =0,5.

G пр —вес призмы волочения в Н, которая определятся по формуле /1.

где ? г —объемный вес грунта в плотном теле кг/м 3. Примем ? г =1800.

g—ускорение свободного падения, g=9,81м/с 2.

Сопротивление перемещению грунта вверх по отвалу в кН.

где ?—угол резания. =55.

µ 1 —коэффициент трения грунта по металлу, µ 1 =0,8 (тяжелый суглинок.

W в =3,23*1800*9,81*cos 2 55*0,8=15,011кН.

Сопротивление перемещению бульдозера в кН.

W f =G*f, (11) где f—коэффициент сопротивления перемещению движителей трактора, для гусеничной машины f=0,1.

G—сила тяжести бульдозера в Н, которая определяется по формуле /1.

где G бм —вес базовой машины, G бм =13630 кг.

W f =163,13*0,1=16,313. Для бульдозеров с неповоротным отвалом суммарное сопротивление движению, кН по формуле /13.

W=W p +W пр +W в +W f . (13) W=15,64+28,52+15,011+16,313=75,484 (kH) Имея введу, что сопротивление грунта копанию преодолевается силой тяги базового тягача, можно написать неравенство W? Т н . (14) где Т н —номинальная сила тяги бульдозера в кН.

где ?—коэффициент сцепления грунта с гусеницами. =0,9.

Потребная мощность двигателя базовой машины л.с.(кВт) определяется по формуле /16.

где ύ д —действительная скорость движения бульдозера в км/ч, ύ д =2,8.

—механический к.п.д. машины. =0,9.

N=75484*2,8/2700*0,9=106,6(83,15), что составляет 70% от мощности базовой машины (118), следовательно Т—130 в качестве базовой машины подходит.

3.1 РАСЧЕТ УСИЛИЙ ДЕЙСТВУЮЩИХ НА ИСПОЛНИТЕЛЬНЫЕ МЕХАНИЗМЫ Расчетная схема для определения нагрузок действующих на бульдозерное оборудование приведена на рисунке 3.1.1.

Рисунок 3.1.1—Расчетная схема для определения нагрузок действующих на бульдозерное оборудование.

На нож отвала бульдозера в плоскости действуют две силы, Р 1 горизонтальная и Р 2 вертикальная в кН, которые определяются по формулам /1.

где G—сила тяжести бульдозера в Н.

max —максимальный коэффициент сцепления движителя с грунтом, принимаем ? max =0,9.

—угол резания. =55.

1 —угол трения грунта по металлу. 1 =32.

Сила подъема отвала кН, определяются по формуле /19.

где S y —усилие на штоках гидроцилиндров, в кН.

k д —коэффициент динамичности, принимаем k д =1,35.

где G o —сила тяжести рабочего оборудования, G o =29,43кН.

l—линейный размер, l=3,64м.

l o — линейный размер, l o =3,45м.

m— линейный размер, m=0,45м.

r— линейный размер, r=2,1м.

4. РАСЧЕТ ГИДРОСИСТЕМЫ В бульдозере Т—130 используется гидравлический шестеренчатый насос НШ100—2(3). Техническую характеристику насоса НШ100—2(3) сведем в таблицу 4.1. Таблица 4.1 Техническая характеристика насоса НШ100—2(3.

=107,6*0,242/7,73 + 113,87*0,338/0,0822 =271.

Крутящий момент кН, определяем из уравнения /34.

где h, h 1 . h 2 —плечи приложения сил м, относительно главных осей сечения h=0,618, h 1 =0,274, h 2 =0,300.

Моменты инерции для замкнутых профилей (1) (2) м 4. при постоянной толщине стенки определяют по формуле /35.

где F i —площадь, заключенная внутри средней линии контура м 2. где F 1 =0,025, F 2 =0,099.

б i —толщина стенки элементов контура м, где б 1 =б 2 =0,012.

s i —длина средней линии элементов контура м, где s 1 =0,470, s 2 =0,947.

Момент инерции для незамкнутого профиля (3) м 4. имеющего форму части кольца определяется по формуле /36.

Полный момент инерции м 4. при кручении находится как сумма моментов инерции частей сечения по формуле /1.

J K =64*10 -6 +49*10 -5 +18*10 -7 =555,8*10 -6.

Считая, что крутящий момент распределяется между частями сечения пропорционально их жесткости, определяем крутящий момент кН*м, приходящийся на каждую часть по формуле /37.

Для замкнутых профилей (1) и (2) касательные напряжения МПа, определяются по формуле /39.

Для незамкнутого профиля (3) касательные напряжения МПа, определяются по формуле /40.

Определив нормальные и касательные напряжения в точках сечения, в которых они достигают своей максимальной величины, находим суммарное напряжение в этих точках и производим проверку прочности сечения по уравнению /41.

где [?]—предельно допустимое напряжение, для стали 16 ГС [?]=480МПа, ГОСТ 19282—73.

сум = [271 2 + 4*38,2 2 ] 0.5 =281 3 /час, при резании и перемещении грунта определяется по формуле /43.

где к в —коэффициент использования бульдозера по времени, принимаем к в =0,85.

к укл —коэффициент, учитывающий влияние уклона местности на производительность бульдозера, определяют по таблице 35 /1/, при угле уклона (5…10) принимаем к укл =1,64.

Т ц –длительность цикла в сек.

V ф —объем грунта (в плотном теле) перед отвалом м 3. определим по формуле /44.

где к пр —коэффициент зависящий от характера грунта и отношения H/L. Примем k пр =0,80.

к р —коэффициент разрыхления грунта, принимаем к р =1,13.

Длительность цикла находится по формуле /1.

где l n —длина пути перемещения грунта в м, принимаем l n =20.

l р —длина пути резания в м, принимаем l p =8,0.

1 —скорость движения бульдозера при копании грунта в м/сек.

2 —скорость движения бульдозера при перемещении грунта в м/сек.

3 —скорость обратного холостого движения трактора в м/сек, принимаем ? 3 =1,5.

t o —время на опускание отвала в сек, принимаем t o =1,5.

t с —время на переключение передач в сек, принимаем t с =4,5.

t n —время, необходимое для разворота в сек, принимаем t n =10. Т ц =8/0,4 +20/1 +(8+20)/1,5 +2*20 +1 + 5=104, П=3600*2,88*0,85*1,64 / 104=139. Производительность бульдозера при планировочных работах м 2 /час, определяется по формуле /1.

где n—число проходов по одному месту, принимаем n=2.

—рабочая скорость движения трактора в м/сек (км/час), принимаем ?=0,8(2,8.

l—длина планируемого участка в м, принимаем l=20.

0,5—величина перекрытия проходов в м.

—угол захвата отвала.

П=(3600*20*(4*sin45 – 0,5)*0,85) /(2*(20/0,8+10)=2035.

В процессе выполнения курсового проекта мы изучили возможные конструкции бульдозеров, а также классификацию бульдозеров по различным признакам и параметрам. Кроме этого выбрали и рассчитали основные параметры бульдозера, скорректировали их по стандартным значениям. Произвели тяговый расчет бульдозера, в итоге которого выяснили, что тягового усилия, развиваемого бульдозером, достаточно для выполнения работы в заданных условиях. Произвели расчет механизма управления отвалом; определил усилие, действующее на него при возникновении случайных нагрузок. По полученным данным выбрали гидроцилиндр подъема отвала, а также гидронасос, который будет обеспечивать бесперебойную работу механизма управления отвалом.

Общий вид бульдозера с неповоротным отвалом на базе трактора.

8. СПИСОК ИСПОЛЬЗОВАННОЙ ЛИТЕРАТУРЫ.

ДОРОЖНЫЕ МАШИНЫ. Часть 1. Машины для земляных работ. Издательство 3—е, переработано и дополнено М. “Машиностроение”, 1972, стр. 504. Авт. Алексеева Т. В. Артемьев К.А. и др.

Расчет объемного гидропривода мобильных машин: Методические указания для курсового проектирования по дисциплинам “Гидравлика”, “Гидравлика и гидропривод” / Сост. Н.С. Галдин.—Омск. Изд—во СибАДИ, 2003.—28 с.

В. И. Минаев. Машины для строительства магистральных трубопроводов. М. Недра, 1985.

С.А. Горелов. Машины и оборудование для сооружения газонефтепроводов. М. РГУ нефти и газа им. И. М. Губкина, 2000.

Технические характеристики бульдозера Т-130.

Добавить комментарий

Ваш e-mail не будет опубликован. Обязательные поля помечены *

Adblock detector