Общее устройство рыхлителя

Вид работы:

Курсовая работа (т)
Предмет:

Другое
Язык:

Русский
,
Формат файла:
MS Word

842,96 Кб
Опубликовано:

2013-05-12

Все курсовые работы по другим направлениям

Скачать курсовую работу Читать текст online Заказать курсовую
*Помощь в написании! Посмотреть все курсовые работы

Вы можете узнать стоимость помощи в написании студенческой работы.

Общее устройство рыхлителя

Содержание

Введение

1. Назначение, общее устройство и принцип работы рыхлителя

1.1 Назначение рыхлителя

1.2 Общее устройство рыхлителя

1.3 Принцип работы

2. Техническая характеристика трактора Т-170

3. Расчет основных параметров рыхлителя (трехзубого)

4. Тяговый расчет рыхлителя

5. Производительность рыхлителя

6. Расчет и подбор гидроцилиндров

Введение

Большую часть площади нашей страны занимают леса, и поэтому значение лесозаготовительной и лесоперерабатывающей промышленности в экономике России огромно.

В лесозаготовительной промышленности лесным дорогам отведена особая роль, так как они должны обеспечивать круглогодичную вывозку леса и создавать нормальные условия для ведения лесного хозяйства.

Для целей лесной промышленности необходимо строить ежегодно около 7 тыс. км лесных дорог постоянного действия и около 40 тыс. км временных дорог.

При строительстве лесных дорог средний объем земляных работ на I километр пути составляет в равнинной местности 3000-5000 м³, в холмистой и низкогорной-4000-8000 м³.

Результативное решение проблемы строительства лесных дорог возможно только при условии полной механизации всех дорожно-строительных работ с применением современных машин и совершенных технологий.

В настоящих методических указаниях представлена методика расчета и выполнения курсовой работы, включающая в себя задание на курсовую работу, разделы расчета основных параметров рыхлителя. Приводятся необходимые справочные данные и делаются рекомендации.

рыхлитель тяговый расчет производительность

1. Назначение, общее устройство и принцип работы рыхлителя

1.1 Назначение рыхлителя

В практике дорожного строительства производству земляных работ предшествуют подготовительные работы: расчистка полосы отвода от леса и кустарника, корчевка пней, уборка валунов и больших камней, засыпка ям, удаление растительного слоя, планировка, рыхление плотных грунтов, прокладка специальных осушительных канав. С этой целью применяется специальное оборудование, как правило, на базе трактора для выполнения данного вида работ.

Трактор Т-170 - гусеничный, промышленный, общего назначения, с гидромеханической или механической трансмиссией. 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.

Применяемый на тракторах Т-170 двигатель Д180 при увеличенной до 180 л. с. мощности и повышенном до 25% запасе крутящего момента повысил эффективность использования землеройных агрегатов. Три ступени мощности модификаций двигателя также способствуют рациональному применению его.

Возможность работы двигателя трактора Т-170 на различных видах топлива (дизельное, керосин, газоконденсат) делают трактор и агрегаты на его базе весьма эффективными в различных регионах. Двигатель в зависимости от условий эксплуатации может комплектоваться различными системами пуска: электростартерной и карбюраторным пусковым двигателем. Предусмотрена возможность комплектации трактора Т-170 предпусковым подогревателем и другими средствами облегчения пуска, что позволяет эксплуатировать двигатель в климатических зонах с температурой воздуха до минус 50°С.

Каркасная кабина трактора Т-170 установлена на виброизолированной платформе, имеет современный дизайн. Большая площадь остекления, удобное расположение органов управления, подрессоренное, регулируемое по весу и росту оператора, сиденье, отопитель калориферного типа, солнцезащитные шторки и др. обеспечивают повышенную комфортность при работе. На изготовленной в травмобезопасном исполнении панели приборов установлены указатели и сигнализаторы, позволяющие оператору контролировать работу всех основных систем трактора. Защитный каркас кабины (ROPS-FOPS) защищает оператора при опрокидывании и от падающих предметов. По заказу потребителя кабина трактора Т-170 может быть оснащена кондиционером.

Трактор Т-170 обладает раздельно-агрегатной гидравлической системой с насосом шестеренного типа. Гидросистема конфигурируется в зависимости от устанавливаемого навесного оборудования. Основной гидронасос шестеренного типа НШ-100 установлен на двигатель и приводится от его шестерен распределения. Полнопоточный фильтр с фильтрующими элементами "Реготмас" имеет тонкость очистки 25 мкм и установлен на трассе слива.

Рыхлители

Рыхлители - являются навесным рабочим оборудованием и предназначены для предварительного рыхления плотных, каменных или мерзлых грунтов для облегчения работы землеройно-транспортных машин. Их применяют также для удаления из грунта корней, остатков пней и камней после работы корчевателя, а также для разрушения старых дорожных покрытий при ремонте автомобильных лесовозных дорог.

Рыхлитель это сменное навесное оборудование к гусеничному трактору или мощному колесному трактору. Рыхлители обычно выполняют на базе той же машины, что и бульдозеры <#"655091.files/image001.gif">

Рисунок 1 - Рабочий орган рыхлителя: 1 - стойка; 2 - защитная накладка; 3 - элементы крепления; 4 - наконечник

Стойка является несущим, наиболее нагруженным элементом зуба, на котором крепятся его детали. При разработке плотных связных и слабых трещиноватых скальных грунтов и при большом заглублении наконечника рыхлителя стойки частично участвуют в разрушении грунта, производя дополнительное рыхление. Для современных рыхлителей характерны в основном стойки трех типов: изогнутые, прямые и с незначительным изгибом. Рыхление стойками изогнутой формы осуществляется с меньшими усилиями, чем прямыми, однако при рыхлении средних и крепких трещиноватых скальных пород и мерзлых грунтов выломленные глыбы могут заклиниваться между стойкой и рамой рыхлителя, что ведет к значительному повышению сопротивления рыхлению. Иногда применяют стойки с незначительным изгибом. Как показали исследования, они наиболее эффективны при разработке скальных грунтов средней крепости.

Стойка 1 является несущим, наиболее нагруженным элементом зуба, на котором крепятся его детали 3. Для современных рыхлителей характерны в основном стойки трех типов: изогнутые, прямые и с незначительным изгибом. Рыхление стойками изогнутой формы осуществляется с меньшими усилиями, чем прямыми.

Однако при рыхлении изогнутыми стойками средних и тяжелых трещиноватых скальных и мерзлых грунтов выломленные глыбы могут заклиниваться между стойкой и рамой рыхлителя, что ведет к значительному повышению сопротивления грунта рыхлению. Стойки с незначительным изгибом наиболее эффективны при разработке скальных грунтов средней прочности. Для предотвращения износа передней рабочей грани стойки используются съемные износостойкие стальные пластины - защитные накладки, установленные на рабочей поверхности стойки.

Наконечники 4 являются сменной частью зуба, обеспечивающей непосредственное отделение грунта от массива и его разрушение. В ряде случаев для повышения производительности при рыхлении пластично-мерзлых грунтов и трещиноватых скальных пород на зубьях устанавливают уширители. Конструктивно уширители выполняют либо в виде расширяющихся в стороны от режущей кромки зуба клиновидных пластин, жестко или шарнирно смонтированных на стойке зуба, либо в виде двух стержней, выступающих по бокам стойки. У рыхлителя ДП-9С зубья закреплены в литых флюгерах, которые в свою очередь, при помощи вертикальной оси закреплены в рабочей балке.

Рыхлительное оборудование в однозубом и многозубом исполнениях (рисунок 1) состоит из унифицированных опорных кронштейнов, нижней тяги, гидроцилиндров подъема-опускания и регулировки угла рыхления. Рабочая балка однозубой модификации имеет одно центральное отверстие для установки зуба увеличенного, наибольшего заглубления. В зубе предусмотрены четыре отверстия с шагом 0,23 м, что допускает регулировку максимального заглубления зуба в широких пределах. Перестановка стойки в одно из отверстий производится с использованием механизма, управляемого из кабины машиниста. Литые защитные накладки зуба унифицированы для обеих модификаций рыхлительного оборудования.

Рисунок 2 - Рыхлительное оборудование: б - рыхлительное оборудование; 4 - опорный кронштейн; 5 - гидроцилиндр подъема-опускания рыхлителя; 6 - гидроцилиндр изменения угла рыхления; 7 - рабочая балка; 8 - буферное устройство; 9 - зуб; 10 - защитная накладка; 11 - наконечник; 12 - механизм перестановки стойки зуба; 13 - нижняя тяга

Установка рабочих органов рыхлителя в рабочее и транспортное положения осуществляется гидроцилиндрами, приводимыми от гидросистемы трактора.

Рисунок 3 - Гидроцилиндр подъема и опускания рыхлителя: 7-кольцо защитное; 2-кольцо; 3-клапан; 4-корпус; 5-крышка; 6-комплект уплотнении; 7-чистик; 8-скребок; 9-болт; 10-втулка; 11-шток; 12-регулировочная шайба; 13-подшипник; 14-стопорное кольцо;

Гидросистема рыхлителя присоединяется к гидросистеме трактора, состоит из двух гидроцилиндров подъема-опускания, гидроцилиндра изменения вылета зуба и гидролиний (трубы, рукава, соединения) и предназначена для управления рабочим органом рыхлителя. Гидроцилиндры рыхлителя и изменения вылета зуба двухстороннего действия, поршневые, с односторонним штоком. Рабочая балка - звено рыхлительного оборудования для крепления зуба.

Рисунок 4 - Общий вид рыхлителя; 1 - зуб рыхлителя, 2 - рама рыхлителя, 3 - базовая машина

1.3 Принцип работы

Работа рыхлителя заключается в рыхлении грунта перед работой бульдозером <#"655091.files/image007.gif">

Рисунок 5 - Рабочий цикл рыхлителя;

Рабочий цикл рыхлителя начинается с момента движения вперед (1) заглубленного в грунт зуба. Рабочим ходом (II) считается операция рыхления дна траншеи или котлована от начала до конца. При остановке (III) включают задний ход и выглубляют рыхлитель. Движение машины назад называют холостым ходом (IV). Затем следует остановка для переключения передач и заглубления рабочего органа (V). При рыхлении рабочий цикл повторяют по параллельно смещенной траектории. Часто рыхление совмещают с уборкой отделенного от земляного массива грунта бульдозером.

В этом случае после окончания рыхления разрабатывают грунт бульдозером по рассмотренному циклу (операции VI, VII, VIII, IX, X), причем в зависимости от глубины разрыхленного слоя может быть целесообразна уборка материала не одним, а несколькими рабочими циклами бульдозера. Так образуется рабочий цикл рыхлителя.

2. Техническая характеристика трактора Т-170

Для работы в разнообразных климатических зонах были спроектированы гусеничные тракторы тягового класса 10, которые получили название Т-170, отличающую всю их модельную линейку. Применять эти тракторы можно в разных сферах, во многом благодаря тому, что было выпущено около 80 его моделей разных модификаций и комплектаций.

Знаменитый трактор Т-170 <#"655091.files/image008.gif">

Рисунок 6 - Габаритные размеры базовой машины

Основные характеристики трактора Т-170

Таблица 1 - Технические характеристики трактора Т-170 (Т170)

Тип трансмиссии	M
Объем отвала, м	-
Максимальная глубина рыхления, мм	-
Габаритные размеры длина ширина высота	4600 2480 3180
Колея, мм	1880
База, мм	2517
Масса конструкционная, кг	15000
Двигатель	Д180.111-1 (Д-160.11)
Мощность двигателя, эксплуатационная, кВт (л. с.)	125 (170)	218 (160)
Удельное давление на грунт, МПа	0,076

Двигатель.

На Т-170 используют 2 модели двигателей: это Д-160.11 и его модификация Д-180.111-1, имеющая увеличенную мощность (180 л. с.) и повышенный на 25% запас крутящего момента. Такие преобразования качественно улучшили работу землеройных машин. Двигатель имеет 3 ступени мощности, также способен работать на разных видах топлива: дизельное, керосин, газоконденсат. Все это делает возможным подбор оптимального сочетания характеристик для работы в разных регионах и климатических зонах.

Несущая система.

Имеет рамную конструкцию, с повышенной жесткостью корпуса за счет боковых фрикционов. Несущая система Рамная. Боковые фрикционы корпуса повышают жесткость. Лонжероны имеют коробчатое сечение, к ним приварены бампер и коробка балансирной балки. В болотноходной версии трактора лонжероны удлинены.

Трансмиссия.

Сцепление постоянно замкнутое, сухого трения. Трактор оснащен четырехвальной коробкой передач с шестернями постоянного зацепления и восемью передними скоростями, четырьмя задними.

Ходовая система.

Является тележечной, с полужесткой трехточечной подвеской тележек. Такой вид подвески является наиболее эффективным для данной модели. Стандартная комплектация оснащена ходовой частью с пятикатковыми тележками, объединяющая весь тяговый класс 10. В болотистой местности можно снизить давление на грунт, установив семикатковые тележки и башмаки с шириной 900 мм. Габаритные размеры и масса трактора т-170.

Любые модификация и комплектации трактора Т-170 позволяют осуществить железнодорожную перевозку. Базовая модель имеет следующие габариты: длина 4210 мм, ширина 2480 мм, высота 3250 мм, ширина колеи 1880 мм и базы 2880 мм. Масса составляет 14100-16760 кг.

Одной из главных сфер применения трактора стало сельское хозяйство, ведь трактор выполняет многие работы: пашет, культивирует, убирает зерновые и т.д. Кроме этого, он широко применяется и при строительных, дорожных и снегоуборочных работах, используется в качестве погрузчика.

Компания "ЧЗТС" поставляет тракторы Т-170 различной модификации: Т-170М1.01 <#"655091.files/image009.gif"> (1.1)

где - коэффициент сцепления гусениц с грунтом, который равен 0,5

- сцепной вес рыхлителя, который определяется по формуле:

(1.2)

где - вес базового трактора, который равен:

(1.3)

где - масса базового трактора равен 15000кг., который дан в технической характеристике (таблице 11).

- ускорение свободного падения, который равен 9,81м/с²

Основными параметрами являются:

Глубина рыхления =0,6м, которая принимается в зависимости от тягового усилия базового трактора.

Ширина рыхлительного зуба, принимается в зависимости от глубины рыхления:

(1.4)

где - глубина рыхления, который равен 0,4м

Расстояние от нижней точки навески до поверхности грунта (принимается из условия прохождения больших кусков грунта под навеской)

а) для рыхления с тяговым усилием до 150кН, определяется:

(1.5)

б) для рыхления с тяговым усилием свыше 150кН, определяется:

(1.6)

так как тяговое усилие (формула 1.1) ниже 150кН, рассчитывается по формуле (1.6)

Расстояние от наконечника зуба до гусениц (принимается из условия прохождения больших кусков грунта)

(1.7)

где - глубина рыхления, который равен 0,4 м

4. Тяговый расчет рыхлителя

Тяговый расчет дорожно-строительных машин, в том числе и рыхли гелей, включает в себя: определение отдельных сопротивлений W₁-W_n, действующих на машину; определение суммарной силы сопротивления ΣW.

В процессе рыхления, на зуб действует сила сопротивления R, которая раскладывается на касательную составляющую сопротивления рыхлению Р_k, нормальную составляющую силу сопротивления рыхлению Р_н.

Рисунок 7 - Схема сил действующих на зуб

Касательная составляющая силы сопротивления рыхлению определяется по формуле

(1.8)

где - удельное сопротивление грунта рыхлению равна 0,5МПа, принимается в зависимости от типа грунта (принимаю условно (песок), т.к. не знаю с каким грунтом будет работать данный рыхлитель)

- ширина зуба (формула 1.4), м,

- глубина рыхления, который равен 0,6м

- число зубьев (по исходным данным данный рыхлитель трехзубый)

Нормальная составляющая сил сопротивления грунта рыхлению определяется в зависимости от касательной составляющей

(1.9)

Тогда сила сопротивления рыхлению записывается так:

(1.10)

Сумма всех сил сопротивления при работе рыхлителя записывается

(1.11)

где =R - сила сопротивления грунта рыхлению (формула 1.10) - сила сопротивления передвижению рыхлителя, которая определяется

(1.12)

где - сцепной вес рыхлителя (формула 1.2) - коэффициент сопротивления движению рыхлителю (таблица 1) - значение уклона местности (таблица 1). Условие нормальной работы рыхлителя записывается

(1.13), условие выполняется

5. Производительность рыхлителя

Под производительностью машины понимают количество продукции, производимое машиной в единицу времени. Производительность является комплексным показателем рационального применения машин и зависит от тягово-скоростных свойств, использования рабочего оборудования, показателей надежности, технологии рабочего процесса и эргономических свойств. В зависимости от периодичности выполнения операций строительные машины могут быть цикличного или непрерывного действия. Производительность для них определяется по-разному. У машин цикличного действия рабочее оборудование взаимодействует со средой только часть цикла, остальная часть цикла затрачивается на транспортировку, разгрузку, маневрирование и холостой ход. У машин непрерывного действия рабочее оборудование непрерывно взаимодействует со средой.

Производительность машин в значительной мере зависит от технологии выполняемых работ и выбранного режима работы. При выборе технологии строительного производства предпочтение отдается операциям, сокращающим продолжительность времени работы машины с недогрузкой или перегрузкой двигателя, а также рациональным схемам производства работ. Для снижения доли ручного труда и повышения производительности предусматривается совершенствование конструкций рабочих органов машин.

Производительность и техническое состояние машины определяется квалификацией обслуживающего персонала. Это требует систематической подготовки и переподготовки рабочих-механизаторов для повышения технической грамотности и совершенствования практических навыков, а также автоматизации управления технологическими процессами.

Повысить производительность рыхлителя и улучшить его тягово-сцепные свойства можно за счет рационального выбора направления рабочего движения, отдавая предпочтение движению под уклон, резервирования части неубранного после предшествующих проходок грунта или породы слоем 5.7 см, удаления снежного покрова перед разрыхлением мерзлых грунтов для улучшении сцепления движителя, совместной работы с тракторами-толкачами. В последнем случае энергозатраты на разрыхление грунта увеличиваются примерно в два раза, а производительность повышается в три-четыре раза.

Расчет производительности рыхлителя:

Производительность рыхлителей определяется по формуле:

(1.14)

где L - длина участка рыхления, м (условно 200м) - глубина рыхления, который равен 0,4м

- время обслуживания цикла равен 60с (таблица 10)

- скорость при рабочем ходе (условно 0,3м/с) - время на повороты и переключение передач, с;

n - число проходов по одному следу (условно 1)

- ширина захвата рыхления, м определяется по формуле:

(1.15)

- число зубьев (по исходным данным данный рыхлитель трехзубый)

- ширина рыхлительного зуба (формула 1.4)

- расстояние между рыхлительными зубьями принимается равной 1м (таблица 10)

6. Расчет и подбор гидроцилиндров

На рабочее оборудование рыхлителя действуют следующие силы: сила тяжести оборудования, Gоб, горизонтальная и вертикальная составляющие силы сопротивлению копанию Рг и Рв соответственно, усилие подьема на штоки гидроцилиндра Т.