книги / Устройство автогрейдера и расчёт рабочего оборудования
..pdf2 у |
2 • 0 05 |
где со - угловая скорость поворота, © = — 5^- = ---- -— = 0,027 об/с |
|
г |
'МО |
^ОТВ |
|
(Vno* “ скорость поворота отвала, Fn0B = 5 см/с = 0,05 м/с; L0TB - длина отвала, L0TB = 3,72 м);
т| - КПД механизма поворота отвала, т| = 0,75.
Механизм изменения угла резания отвала
Механизм изменения угла резания отвала рассчитывают по усилию, равному силе тяжести отвала.
Внутренний диаметр гидроцилиндра определяют по формуле
Dr |
4 G0TB |
[ |
4-8000 |
|
|
34,6 • 10~3 м = 34,6 мм, |
|
|
л р Лг Лм |
|
3,14-10-1-0,85 |
где GOTBсила тяжести, создаваемая отвалом, <70ТВ = 8 кН.
По ГОСТ 12447-^80 выбирают стандартный вяутретвгй~диаметрг гид^ роцилиндра, Dp - 35 мм.
Диаметр штока
dm = 0,5 Dp= 0,5-35 = 17,5 мм.
Принимают = 18 мм.
Мощность механизма изменения угла резания отвала определяют по формуле
^и = |
8 - 0,02 |
0,21 кВт, |
|
|
0,75 |
где Уи- скорость изменения угла резания отвала, Уи = 0,02 м/с; т] - КПД механизма изменения угла резания отвала, г\ =0,75.
Механизм выдвижения отвала
Механизм выдвижения отвала рассчитывают по усилию, равному си ле тяжести отвала. Скорость выдвижения отвала для гидравлического при вода считают равной 0,1 м/с.
Мощность механизма выдвижения отвала
N |
= g 0TB Е'отв = |
= 11кВт, |
во |
ц |
0,75 |
где G0XBсила тяжести, создаваемая отвалом, G0TB = 8 кН; т] - КПД механизма выдвижения отвала, г| = 0,75.
Внутренний диаметр гидроцилиндра |
|
||
4 £?отв |
4•8000 |
34,6-10 Зм = 34,6 мм. |
|
^ V I M |
3,14-10 • 1 ■0,85 |
||
|
По ГОСТ 12447-80 выбирают стандартный внутренний диаметр гид роцилиндра, Dp= 35 мм.
Диаметр штока
dm= 0,5 Dp- 0,5-35 = 17,5 мм.
Принимают dm= 18 мм.
Механизм выноса тяговой рамы в сторону
Механизм выноса рамы рассчитывают при выглубленном отвале:
Рвын ~ (С'отв Срамы)/2 —34/2 17 кН,
где (Соте* Срамы) = Gp= 34 кН (см.выше). Мощность механизма выноса тяговой рамы
|
N |
— |
р |
V |
17-0,08 |
= 1,8 кВт. |
|
|
|
вын г в |
|
||||
|
|
|
|
|
0,75 |
|
|
где VB- скорость выноса тяговой рамы, К„= 8 см/с = 0,08 м/с; |
|
||||||
1) - КПД механизма выноса тяговой рамы в сторону, г| = 0,75. |
|
||||||
Внутренний диаметр гидроцилиндра определяют по формуле |
|||||||
DР |
4 -Рвын |
|
|
4-17000 |
50,5 -10 Зм = 50,5 |
мм . |
|
Лм |
|
V3,14 -10-1-0,85 |
По ГОСТ 12447-80 выбирают стандартный внутренний диаметр гид роцилиндра, Dp= 50 мм.
Диаметр штока
dul= 0,5 Dp - 0,5-50 = 25 мм.
Принимают dm= 25 мм.
Основным этапом расчета гидропривода является выбор насоса. Мощ ность гидропривода определяется мощностью установленного насоса, а мощность насоса складывается из мощностей, работающих от этого насоса гидроцилиндров:
где Кс- коэффициент запаса по скорости, ЛГС=1,1; Ку - коэффициент запаса по усилию, Ку- 1,1.
Nr - наибольшая суммарная мощность гидродвигателей, работающих в одном рабочем цикле,
N r ^ N n + Nn+Nv +Nr- 1,8+ 1,1 +0,21 + 1,8 = 4,91 кВт.
Зная необходимую полезную мощность насоса, можно найти подачу насоса:
Q„=NH/PH= 6/10,5 = 0,57 дм3/с,
где Рн - номинальное давление насоса с учетом потерь в гидролинии, Рп = = 1,05-10= 10,5 МПа.
По давлению Рн и подаче QHвыбирают насос по справочникам. Сле дует выбрать насос с ближайшей к расчетному значению подачей в боль шую сторону. Выбирают насос 207.20 и распределитель Р20.
Объем бака |
|
Кб=(1,2 |
1,5) 0 б= 1,35 0,57 = 0,77 дм3 = 34,2 л * 35 л7~ |
РАСЧЕТ АВТОГРЕЙДЕРА НА УСТОЙЧИВОСТЬ Расчет продольной устойчивости
В процессе работы потеря устойчивости и опрокидывание автогрей дера могут произойти при его движении по наклонной поверхности и при
повороте. Автогрейдер - |
длиннобазовая машина, поэтому его продольная |
||||
устойчивость (рис. |
17) |
против |
|
||
опрокидывания обеспечена на |
|
||||
уклонах, являющихся предель |
|
||||
ными |
по |
условию |
сцепления |
|
|
движителя с дорогой. |
|
|
|||
Предельный угол подъема, |
|
||||
преодолеваемый |
автогрейде |
|
|||
ром |
по |
условию |
сцепления |
|
|
движителя с дорогой, рассчи |
|
||||
тывают по формуле |
|
|
Рис. 17. Схема для определения устойчивости |
||
tg а п = ф - / = 0,6 - |
0,05 = 0,55, |
автогрейдера |
|||
|
где (р - коэффициент сцепления движителя с опорной поверхностью,
ф= фсц= 0,6;
/-коэффициент сопротивления качению колес,/ = 0,05. Тогда предельный угол подъема
а п= arctg 0,55 = 28,8°.
Наибольший угол подъема, преодолеваемый по условию реализации 100 % мощности двигателя, устанавливают по соотношению
sin a n =Nr)/G V (1 + / 2) = 99-0,76/105,3- 1,1 (1 + 0,052) = 0,65,
где V - скорость автогрейдера, V= 1,1 м/с;
N - номинальная мощность двигателя, N=99 кВт; G - вес автогрейдера, G = 105,3 кН;
rj - КПД трансмиссии, для гидродинамической трансмиссии г\ = 0,76. Тогда наибольший угол подъема
а п= arcsin 0,65 = 40,5°.
Предельный уклон по условию сцепления тормозящих колес__с. доро
гой находят из равенства: |
|
|
|
||
t а |
-- 1 |
^(Ф " / ) + / £ |
1 |
4,08 (0 ,6 -0 ,0 5 )+ 0,05-5,83 |
_ 023 |
8<Ху |
1,2 |
£ + ( ф - / ) й ц |
1,2 |
5,83+ (0,6-0,05)1,06 |
’ ’ |
где/ц - расстояние от оси передних колес до центра тяжести, /ц= L - I = |
|||||
|
= 5,83 —1,75 = 4,08 м (здесь L - база автогрейдера, L = 5,83 м); |
||||
Ац - |
расстояние от опорной поверхности до центра тяжести автогрей |
||||
|
дера, Ац= # = 1,06 м. |
|
|
|
|
Тогда предельный уклон |
|
|
|
а п = arctg 0,33 = 18,3°
Расчет поперечной устойчивости
По условию опрокидывания допускаемый угол поперечного уклона tg а = 0,5 А/1,2 Ац= 0,5-2,0/1,2-1,06 = 0,79,
где b - ширина колеи автогрейдера, Ь=2,0 м;
Ац - расстояние от опорной поверхности до центра тяжести автогрейде ра, Ац= 1,06 м.
Тогда допускаемый угол поперечного уклона
а = arctg 0,79 = 38,3°.
Максимальную скорость движения на поворотах по условию опрокидывания находят из формулы
hn V2
где Куст- коэффициент устойчивости, Куст~ 1,2;
р- радиус поворота, р = 10 м;
е- эксцентриситет центра тяжести относительно продольной оси машины, равный 0.
K W b - e l p S |
= | Ю |
,0 -0 )1 0 .9 ,81 |
У 1,2 Ац |
V |
1,2-1,06 |
По условию сцепления движителя с дорогой допускаемый угол попе речного уклона
tg а = 0,8 срЯ,2 = 0,8-0,6/1,2^ 0,4,__________ ___
где ср - коэффициент сцепления движителя с дорогой, ф = 0,6. Тогда допускаемый угол поперечного уклона
а = arctg 0,4 = 21,8°.
Максимальная скорость движения на поворотах по условию сцепле ния движителя с дорогой
^уст ” |
^2 |
— |
Vmax = , М Ф £ 1 = |
0 ,8 -0 ,6 -10_?г81 = |
|
ш Л' 1,2 |
V |
1,2 |
РАСЧЕТ ПРОИЗВОДИТЕЛЬНОСТИ АВТОГРЕЙДЕРА
Производительность автогрейдера при профилировании дороги опре деляют в километрах спрофилированной дороги в единицу времени. Она зависит от основных параметров автогрейдера и от условий работы.
Когда известна схема проходов автогрейдера по участку и определено число проходов, необходимое для выполнения работ при постройке земля ного полотна или корыта, производительность автогрейдера определяют по формуле
где Lnр - длина участка профилирования, = 100 м;
Кв - коэффициент использования машины по времени, Кв= 0,85; tCM- число рабочих часов в смене, /см= 8,2 ч;
Т- время профилирования;
Т=2Ьпр(П\/У\ +TI2/v2+/l3/v3 + ...) + 2 п t\ = = 2-1004/66,7 + 24-1 = 19,99 « 20 мин,
здесь ль л2, л3 - число проходов, выполняемых соответственно на первой, второй и третьей передачах коробки скоростей автогрей дера, И1 = 4, л2= 0, л3 = 0;
vi, v2, v3 - скорости соответственно на первой, второй и третьей пе редачах, vi = 4 км/ч = 66,7 м/мин, скорости v2 и v3 в расчет не берут, так как при второй и третьей передачах авто грейдер не выполняет работу;
п - общее число проходов, п = 4;
t\ - время на поворот автогрейдера или поворот его отвала на 90° на концах рабочего участка для движения в обратную сторону, t\ = 1мин.
При выполнении автогрейдером земляных работ по возведению насы пи и устройству выемки путем перемещения грунта из выемки в насыпь отвалом, установленным под углом 90° к направлению поступательного движения, производительность подсчитывают по формуле
П = “ -ГЬ а Ь . , |
, 4,7 Л м , |
tK D |
144,7 1,2 |
где V - объем ipynra, перемещаемый за один цикл;
Кв - коэффициент использования машины по времени, Кв= 0,85; Г- время на рабочий цикл, с:
Кр - коэффициент рыхления грунта, Кр= 1,2; Объем грунта, перемещаемый за один цикл,
У = HQTB LQTB К3 = 0,622 - 3,72 |
-1,9 = 94мз |
||
2 tg <р |
2tg 35° |
|
|
где Яотввысота отвала, Нтв= 0,62 м; |
|
||
2-отв - длина отвала, |
= 3,72 м; |
|
|
К3- коэффициент |
заполнения отвала грунтом, К3= 1,9; |
ф - угол естественного откоса насыпного грунта, для расчетов Ф =35°;
Время на рабочий цикл
t t0 + 2tn = ^ . + ^ + 1 ^ + 5 + 2 + 2-40 = 144,7с,
где /р, /п, /0 - длина пути резания, перемещения и обратного хода, соответ ственно 25, 75, 100 м;
vp, vn> vo - скорости при резании, перемещении и обратном ходе, соот ветственно 1,1; 5; 5 м/с;
tc- время на переключении передач, tc= 5 с;
t0- время на опускание и подъем отвала, t0= 2 с;
/п - время на поворот автогрейдера в начале и в конце рабочего участка, tn - 40 с.
------------------- ТЕХНИКА-БЕЗОИАСШЗеТИ
К работе на автогрейдере допускается машинист, имеющий соответ ствующее удостоверение.
Работать на неисправном автогрейдере запрещается.
Перед выездом на работу машинист обязан осмотреть автогрейдер и устранить все обнаруженные неисправности. При осмотре автогрейдера двигатель должен быть заглушен.
При движении автогрейдера машинист обязан соблюдать все правила дорожного движения, установленные для автотранспорта.
Снятие или установку сменного дополнительного оборудования, а также другие тяжелые работы должны выполнять двое рабочих.
Электроосвещение, установленное на автогрейдере, должно обеспе чивать хорошую видимость маршрута движения и каждого рабочего орга на во время ремонта.
Запрещается:
S оставлять без присмотра автогрейдер при работающем двигателе; S регулировать, исправлять и смазывать автогрейдер на ходу или при
работающем двигателе;
S останавливать автогрейдер на уклонах;
S находиться под рамой автогрейдера при поднятом отвале;
S во время работы автогрейдера удалять из-под ножа случайно по павшие предметы.
Техническое обслуживание и ремонт автогрейдера следует проводить только после полной остановки двигателя.
Техническое обслуживание проводится по истечении установленного срока эксплуатации.
СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ
1.Борадачев И.П. Справочник конструктора дорожных машин. - М.: Высш. шк., 1973.
2.Васильченко В.А. Гидравлическое оборудование мобильных ма шин: Справочник. -М .: Машиностроение, 1983.
3. Дорожные машины. |
Часть 1. |
Машины для |
земляных работ / |
Т.В. Алексеева, К.А. Артемьев, А.А. Бромберг и др. - |
М.: Машинострое |
||
ние, 1972. |
|
|
|
4. Живейнов Н.Н. Строительная механика и металлоконструкции |
|||
строительных и дорожных |
машин |
/ Н.Н. Живейнов, Г.Н. Карасев, |
|
И.Ю. Цвей. - М.: Машиностроение, 1988. |
|
5.Машины для земляных работ: Учебник / Н.Г. Гаркави, В.И. Аринчечков, В.В. Карпов и др. - М.: Высш. шк., 1982.
6.Машины для земляных работ: Учебник для студентов вузов по спе циальности «Подъемно-транспортные, строительные, дорожные машины и оборудование» / Д.П. Волков, В.Я. Крикун, П.Е. Тотолин и др.; Под общ. ред. Д.П. Волкова. -М .: Машиностроение, 2002.
7.Расчет основных элементов объемного гидропривода дорожных машин: Метод, указания к выполнению курсовой работы для студентов специальности СДМ / Сост.К.Г. Пугин; Перм. гос. техн. ун-т. - Пермь, 1999.
8.Ронинсон Э.Г. Автогрейдеры. - М.: Высш. шк., 1986.
9.Серов К.П. Автогрейдеры. Теория, конструкция и расчет. - М.: Машиностроение, 1970.
10. Справочник конструктора-машиностроителя. Т. 1 / Под ред. В.И. Анурьева. - М.: Машиностроение, 1980.
11.Справочные таблицы по курсу «Сопротивление материалов» для выполнения учебных заданий / Сост. В.А. Гладковский, М.Л. Эйнштейн, Г.П. Размахнин; Перм. политехи, ин-т. - Пермь, 1989.
12.Хархута Н.Я. Дорожные машины. Теория, конструкция и расчет. Учебник для вузов / Н.Я. Хархута, М.И. Капустин, В.П. Семенов и др.; Под общ. ред. Н.Я. Хархуты. 2-е изд. доп. и перераб. - Л.: Машиностроение (Ленингр. отд.), 1976.
13.Холодов А.М. Проектирование машин для землеройных машин. - М.: Высш. шк., 1986.