Бульдозер марки ДЗ-42Г

Бульдозер марки ДЗ-42Г

ВВЕДЕНИЕ

В строительстве, гидромелиорации, на открытых горных разработках массовые земляные работы занимают одно из ведущих мест. По мере возрастания сложности сооружений, масштабов промышленного, гражданского, транспортного строительства, развития добывающей промышленности объемы таких работ непрерывно увеличиваются. Быстрыми темпами совершенствуются техника и технология производства земляных работ. Перед конструкторами землеройных и землеройно-транспортных машин возникают новые, все более сложные задачи по осуществлению технического прогресса в данной отрасли машиностроения.

Совершенствование и ускорение строительного производства, подъем его на качественно новый уровень возможны исключительно за счет индустриализации и комплексной механизации основных трудоемких работ с конечной целью полного исключения ручного труда.

Широкое внедрение комплексной механизации способствует сокращению сроков строительства и его себестоимости, повышению производительности труда. В свою очередь комплексная механизация невозможна без насыщения строительства необходимым количеством высокопроизводительных машин и оборудования.

Любой строительный процесс начинается с производства земляных работ, т.е. разработки грунта, перемещению его или погрузки на транспортные средства. Так, для устройства оснований или фундаментов любого здания или сооружения отрывают котлованы необходимых размеров и глубины, а для прокладки наружных сетей трубопроводов - траншеи.

Земляные работы по своему удельному весу в общих объемах строительных работ являются наиболее массовыми и трудоемкими, и поэтому с ними справиться ручными способами не представляется возможным. При их выполнении крайне необходимы механизированные способы работ с применением специальных землеройных и землеройно-транспортных машин. Эти машины в основном воздействуют на грунт, т.е. разрабатывают его резанием, - это экскаваторы различного вида; или резанием и перемещением - бульдозеры, скреперы, грейдеры, а также путем рыхлением грунта - рыхлители, уплотнения, т.е. укатки, - катки и т.п. Некоторые машины, например, воздействуют на грунт при его разработке струей воды под давлением (средства гидромеханизации) - гидромониторы, землесосные снаряды, либо воздействуют сколом (при разработке скальных и мерзлых грунтов), используют также энергию взрыва.

Бульдозеры и бульдозеры-рыхлители служат для механизации земляных работ при послойном копании, перемещении (на расстояние 60-180 м), укладке и планировке грунтов. Преимущественное распространение получили гусеничные бульдозеры, обладающие высокими тяговыми усилиями и проходимостью.

В данной контрольной работе рассмотрим одну из машин данного класса, а именно бульдозер марки ДЗ-42Г. Область применения их довольно широка, что обуславливается исключительной надежностью и качеством, отменной производительностью, отличными технико-эксплуатационными характеристиками. Все вышеперечисленное делает бульдозер одной из распространённых и востребованных машин.

1. КОНСТРУКТИВНЫЕ ОСОБЕННОСТИ И РАБОТА БУЛЬДОЗЕРА ДЗ-42Г

.1 Назначение бульдозера ДЗ-42Г

Бульдозер ДЗ-42.Г предназначен для выполнения землеройно-планировочных работ в строительстве, в сельском хозяйстве и других сферах деятельности. С помощью бульдозеров возводят насыпи высотой до 2 м, разрабатывают грунт (I - II категории) в выемках с перемещением его на расстояние 50...150 м; разрабатывают грунт котлованов под фундаменты и траншеи; срезают грунт на косогорах; нарезают кюветы и неглубокие водоотводные канавы; засыпают пазухи, котлованы, траншеи, резервы, ямы и овраги; планируют площадки и т. д.

1.2 Состав бульдозера ДЗ-42Г

Бульдозер ДЗ-42Г представляет собой самоходную землеройно-транспортную машину на гусеничном ходу с неповоротным отвальным рабочим органом.

Рисунок 1.1 - Бульдозер ДЗ-42Г вид сбоку

Бульдозер ДЗ-42Г состоит из следующих основных частей:

Базовый трактор 6 оснащен неповоротным отвалом 2, который снабжен ножом 1 и козырьком 3. Отвал через толкающий брус 9 крепится к поперечной балке трактора цапфами 8. В движение отвал приводят гидроцилиндры 5, закрепленные на кронштейне 4.

Поперечная балка жестко крепится к кронштейнам лонжеронов трактора между опорными катками. Управление гидроцилиндрами отвала осуществляется от гидросистемы базового трактора оборудованной гидронасосом НШ-46У-Д и трехсекционным распределителем.

При такой компоновке из кабины машиниста открывается достаточно хороший обзор по ходу машины и на всю зону расположения отвала, что позволяет машинисту бульдозера непосредственно наблюдать за самим процессом обработки грунта.

Таблица 1.1 - Техническая характеристика бульдозера ДЗ-42Г

1.3 Установка силовая

В качестве силовой установки бульдозера ДЗ-42 установлен четырехцилиндровый четырехтактный дизельный двигатель А-41. Конструкция двигателя рассчитана на длительную работу без капитального ремонта при условии соблюдения правил эксплуатации, хранения и своевременного технического обслуживания.

Таблица 1.2 - Основные параметры и характеристики двигателя А-41

бульдозер двигатель гидравлический система

1.4 Кинематическая схема бульдозера ДЗ-42Г

Рисунок 1.2 - Кинематическая схема бульдозера ДЗ-42Г: 1 - двигатель; 2 - фрикционная муфта; 3 - карданный вал; 4 - редуктор; 5 - блокировка механизма поворота; 6 - венечные шестерни; 7 - блокировка остановки; 8 - солнечная шестерня; 9 - водило; 10 - ведущие колеса; 11 - бортовой редуктор; 12 - масляный насос трансмиссии; 13 - вал отбора мощности; 14 - раздаточный редуктор; 15 - гидронасос; 16 - планетарный механизм поворота; 17 - тяговый электродвигатель; 18 - силовой генератор

1.5 Гидравлическая система бульдозера ДЗ-42Г

Рисунок 1.3 - Гидравлическая система бульдозера ДЗ-42Г: 1 - масляный фильтр; 2 - силовой гидроцилиндр; 3 - гидроклапан предохранительный; 4 - гидрозамок; 5 - гидрораспределитель; 6 - гидронасос; 7 - масляный бак

1.6 Рабочий цикл бульдозера ДЗ-42Г

При движении машины вперед отвал с помощью системы управления заглубляется в грунт, срезает ножами слой грунта и перемещает впереди себя образовавшуюся грунтовую призму волоком по поверхности земли к месту разгрузки; после отсыпки грунта отвал поднимается в транспортное положение, машина возвращается к месту набора грунта, после чего цикл повторяется.

При разработке грунта отвал устанавливается режущей кромкой под углом 55o с заглублением отвала 410 мм.

Максимально возможный объем призмы волочения бульдозер набирает на участке длиной 6...8 м. Экономически целесообразная дальность перемещения грунта не превышает 60 м.

Рисунок 1.4 - Рабочий цикл бульдозера: а) транспортное положение; б) заглубление в грунт; в) перемещение грунта. 1 - бульдозер; 2 - отвал; 3 - толкающий брус; 4 - грунтовая призма

2. ТЕХНИКО-ЭКСПЛУАТАЦИОННЫЕ ПОКАЗАТЕЛИ БУЛЬДОЗЕРА ДЗ-42Г

.1 Условия расчета

Основными технико-эксплуатационными показателями бульдозера являются часовая производительность машины и тяговые расчеты которые мы и произведем в рамках данного курсового проекта.

Для разработки несвязной горной породы типа легкого суглинка, перемещения ее на расстояние l2=60 м и послойной укладки на участке l3=10 м применили бульдозер ДЗ-42, если набор горной породы происходит на длине пути резания l1=8 м, когда пути резания, перемещения и укладки горной породы лежат на одной прямой, а условия работы позволяют применить скорости трактора, соответствующие I передаче при резании, II - при транспортировании и укладке, и наибольшую скорость при возвращении бульдозера в забой.

Рисунок 2.1 - Расчетная схема

2.2 Расчет производительности бульдозера

Производительность является важнейшей выходной характеристикой машины. Ее определяют количеством продукции, произведенной машиной в единицу времени. Различают расчетную (теоретическая или конструктивная), техническую и эксплуатационную производительность. Под расчетной (теоретической, конструктивной) производительностью понимают производительность за 1 ч непрерывной работы при расчетных скоростях рабочих движений, расчетных нагрузках на рабочем органе и расчетных условиях работы. Теоретическую производительность рассчитывают на стадии разработки конструкторской документации на машину, используя для этого нормативные значения расчетных параметров и расчетных условий. Под технической производительностью понимают максимально возможную в данных производственных условиях производительность при непрерывной работе машины. Под эксплуатационной производительностью понимают фактическую производительность машины в данных производственных условиях с учетом ее простоев и неполного использования ее технологических возможностей.

Таблица 2.1 - Средние значения коэффициента разрыхления kp

Таблица 2.2 - Коэффициент призмы kпр

Таблица 2.3 - Параметры бульдозера ДЗ-42Г

Производительность определяем по формуле (м3/ч):

П = 3600Vпp × ky × kи /(tцkp),

где Vпp - объем грунта в разрыхленном состоянии (объем призмы волочения), находящийся перед отвалом в конце транспортирования, м3;ц - продолжительность цикла, с; - коэффициент уклона (kу=1, так как участок горизонтальный); и - коэффициент использования бульдозера во времени (kи =0,85);- коэффициент разрыхления грунта, т.е. отношение объема разрыхленного грунта к объему грунта такой же массы в естественно плотном состоянии ( kp =1,2 табл. 2.1).

Объем призмы волочения (м3):

'пр = BH2/(2kпр),

где В и Н - ширина и высота отвала, м;пр - коэффициент призмы, установленный экспериментально и зависящий от свойств грунта и соотношения размеров отвала (табл.2.2).

Продолжительность цикла (с):

где l1, l2, l3, l4 - длины пути резания, перемещения, укладки грунта и обратного хода бульдозера, м.;

u1, u2, u3, u4 - скорости движения бульдозера на соответствующих участках пути, м/с; п - время на переключение передач (tп »2...3 с);о - время опускания и подъема отвала (tо »4...5 с);пов - время разворота бульдозера на 180° (tпов »10...15 с); п, nо, nпов - соответственно количество переключений передач, подъемов и опусканий отвала и разворотов бульдозера на 180°.

Для определения коэффициента призмы находим отношение Н/В = 0,88/2,56 = 0,34;

по таблице 2.2 kпр=1,2.

По таблице 2.1 среднее значение коэффициента разрыхления kр=1,17.

 м3.

Продолжительность цикла (с):

По условию расчета l4=l1+l2+l3=8+60+10=78 м; nп=3; nо=5; nпов=2.п=2,5 с; tо=4 с; tпов=12,5 с.

u1=1,51, u2=u3=1,88, u4=uмах=3,13 - скорости движения на соответствующих участках пути, м/с (табл. 2.3);

 с.

Определим производительность:

 м3/ч.

2.3 Тяговый расчет бульдозера

Талица 2.4 - Коэффициенты сопротивления передвижению f и коэффициенты сцепления φ

Таблица 2.5- значения коэффициентов k (при α = 45…60°) и kn

Таблица 2.6 - величины необходимые для расчета

Движение машины возможно, если максимальное тяговое усилие Тmах (Н) будет не меньше суммарного сопротивления движению W(Н):

Тmах ≥ W.

Усилие Тmах ограничено двумя факторами - мощностью привода ходового устройства и условиями сцепления движителя с опорным основанием, с которыми оно связано зависимостями:

Тmах(Рх) = 1000 Рх ηх / v;

Тmах(φ) = G φ,

где Рх - суммарная мощность двигателей механизма передвижения (табл. 2.6) (Вт); ηх - общий КПД механизма передвижения (табл. 2.3);

φ - коэффициент сцепления движителя с основанием (табл. 2.4).- скорость передвижения на 1 передаче (м/с).

Имея необходимые показатели рассчитываем усилие (Тmах(Рх)) мощности привода ходового устройства и усилие (Тmах(φ)) сцепления движителя с опорным основанием:

, кН

Тmах(φ) = G φ = 75200∙0,65 = 48,8, кН

Сопротивление передвижению W (Н) складывается из сопротивлений на рабочем органе машины Wpo (Н), передвижению (перекатыванию) движителей Wпep (H) по горизонтальному пути, повороту машины Wnoв (H), движению на уклоне местности Wу (Н), инерции при разгоне и торможении Wи (H) и ветрового давления WB (H):

= Wpo + Wпep + Wnoв ± Wу ± Wи + WB

Из этого набора сопротивлений удерживаются только те сопротивления, которые имеют место в конкретном транспортном режиме работы машины.

Сопротивление повороту гусеничных машин определяется затратами энергии на срезание и смятие грунта гусеницами и на преодоление сил трения гусениц о грунт. При движении по вязкому рыхлому грунту

в = (0,4... 0,7) Wпep

Сопротивление движению от уклона местности определяют по формуле:

Wу = ± тgsinα

где т - масса машины, кг;- ускорение свободного падения, g = 9,81 м/с2;

α - угол подъема пути машины, (+) на подъем, (-) под уклон.

Сопротивление сил инерции при разгоне и торможении:

и = ± m v / tр(т).

где v - скорость в конце разгона или начале торможения (м/с): р(т) - продолжительность разгона (торможения) (с).

Сопротивление ветрового давления:

где S - площадь, воспринимающая давление ветра (м2); =125 - 500 - распределенная ветровая нагрузка на 1 м2 (Па).

Сопротивления Wnoв, Wу, WB и Wи в данном тяговом расчете не учитываются, так как по условию участок горизонтальный, бульдозер движется с равномерной скоростью, а разворот совершается после выполнения операций (резание, транспортировании, укладке), а сопротивление ветрового давления незначительно при данной скорости.

Сопротивление резанью:

 Н

где k - коэффициент сопротивления резанью (табл. 2.5);

В - ширина отвала (м);- глубина резания во время перемещения призмы грунта (м2).

где kn - коэффициент потерь грунта при перемещении (табл. 2.5)

По таблице 2.6 Vпр = 0,82 м3.

, м2

Вычислив необходимые величины находим сопротивление резанью;р = 11000∙2,56∙0,02 = 563, Н

Сопротивление перекатыванию:

пep ≈ fG,

где f - коэффициент сопротивления передвижению движителей (табл. 2.4)пep = 0,08∙75200 = 6,02, кН

Подставив значения необходимых усилий находим сопротивление перемещению W (H);= Wp +Wпер = 563 + 6020 = 6,6, кН

Проверяем соответствие условию Тmах ≥ W:

Тmах = 48,8 ≥ W = 6,6, кН

Условие соблюдено, тяговые характеристики бульдозера подходят для работы в заданных условиях. Неудовлетворение указанному выше условию по тяговому усилию Тmах(Рх) означает недостаток мощности для движения машины с заданной скоростью v.

3. ТЕХНИКА БЕЗОПАСНОСТИ ПРИ ЭКСПЛУАТАЦИИ БУЛЬДОЗЕРА

Работать на неисправном бульдозере запрещается. Перед выездом на работу машинист обязан осмотреть бульдозер и устранить все обнаруженные неисправности. При осмотре бульдозера двигатель должен быть заглушён.

К работе на бульдозере допускается машинист, имеющий соответствующее удостоверение.

Снятие или установку сменного дополнительного оборудования, а также другие тяжёлые работы должны выполнять двое рабочих.

Электроосвещение, установленное на бульдозере, должно обеспечивать хорошую видимость движения и каждого рабочего органа во время работы.

Запрещается:

оставлять без присмотра бульдозер при работающем двигателе;

регулировать, исправлять и смазывать бульдозер на ходу или при работающем двигателе;

находиться под поднятым отвалом бульдозера;

во время работы бульдозера удалять из-под ножа случайно попавшие предметы.

Техническое обслуживание и ремонт бульдозера следует проводить только после полной остановки двигателя.

Техническое обслуживание проводится по истечении установленного срока эксплуатации.

ЗАКЛЮЧЕНИЕ

В данном курсовом проекте рассмотрен бульдозер марки ДЗ-42Г, его конструктивные особенности, особенности работы, основные составные части конструкции. Так же представлены основные характеристики и общее устройство силовой установки, кинематическая схема машины, ее гидравлическая система, описание рабочего цикла бульдозера.

Произведены расчет наиболее важных технико-эксплуатационных показателей бульдозера, а именно мощность привода ходового устройства, равное 34768 кН, усилие сцепления двигателя с опорным основанием, равное 48,8 кН, так же произведен расчет производительности автогрейдера, равной 17,42 м3/ч, дающей представление о возможностях машины. Приведен перечень мероприятий по технике безопасности при эксплуатации бульдозера.

СПИСОК ИСПОЛЬЗУЕМОЙ ЛИТЕРАТУРЫ

1.  Носенко А.С., Каргин Р.В. «Сервис транспортных и технологических машин» «Учебное пособие» - 2003 г., - 565 с.

2.       Абрамов Н.Н. «Курсовое и дипломное проектирование по дорожно-строительным машинам», «Высшая школа» - 1972 г., - 119 с.[1]

.        Алексеева Т.В., Артемьев К.А., Бромберт Л.А. «Дорожные машины. Часть I. Машины для земляных работ», «Машиностроение» - 1972 г., - 499 с.[2]

.        Белецкий Б.Ф., Булгакова И.Г. «Строительные машины и оборудование», «Феникс» - 2005, - 606 с.[3]

.        Ляшенко Ю.М. «Методические указания к курсовому проекту по дисциплине: Машины для земляных работ», ШИ (ф) ЮРГТУ (НПИ) - ЮРГТУ, 2010. - 19 с.[5]

.        Ляшенко Ю.М. «Методические указания к выполнению практических занятий и домашнего задания», ШИ (ф) ЮРГТУ (НПИ) - ЮРГТУ, 2010. - 72 с.[6]