Автогрейдер ДЗ-122 с дополнительным оборудованием для профилировки откосов (стр. 1 из 7)
Министерство образования и науки Российской Федерации
Федеральное агентство по образованию
Пермский государственный технический университет
Курсовая работа
Автогрейдер ДЗ-122 с дополнительным оборудованием для профилировки откосов
Пермь 2010
Содержание
Введение
Патентный поиск
Определение основных параметров автогрейдера
Тяговый расчёт автогрейдера
Расчёт на прочность оборудования автогрейдера
Расчёт основной рамы
Расчёт тяговой рамы
Расчёт отвала
Расчёт механизмов управления рабочим оборудованием автогрейдера
Механизм подъёма отвала
Механизм поворота отвала
Механизм изменения угла резания отвала
Механизм выдвижения отвала
Механизм выноса тяговой рамы в сторону
Расчёт автогрейдера на устойчивость
Расчёт продольной устойчивости
Расчёт поперечной устойчивости
Расчёт производительности автогрейдера
Техника безопасности
Список литературы
Введение
Автогрейдеры представляют собой самоходные планировочно-профилировочные машины, основным рабочим органом которых является полноповоротный грейдерный отвал с ножами, установленными под углом к продольной оси автогрейдера. Отвал размещён между передним и задним мостами пневмоколёсного ходового оборудования. При движении автогрейдера ножи срезают грунт и отвал сдвигает его в сторону.
Автогрейдеры применяют для планировки и профилирования дорог, сооружения высоких насыпей и профильных выемок, отрывки дорожного корыта и распределения в нём каменного материала, зачистки дна каналов, планировки территорий, засыпки траншей, рвов, канав и ям, а также очистки дорог, строительных площадок, городских магистралей и площадей от снега в зимнее время. Автогрейдеры используются на грунтах I …III категорий. При работе автогрейдер совершает ряд последовательных проходов: резание грунта, его перемещение, разравнивание и планировка поверхности сооружения. Современные автогрейдеры конструктивно подобны и выполнены в виде самоходных трёхосных машин с полноповоротным грейдерным отвалом, с механической или гидромеханической трансмиссией и гидравлической системой управления рабочими органами.
Автогрейдеры могут быть использованы для киркования грунта и изношенного полотна автомобильных дорог, а также для перемешивания грунтов с добавками и вяжущими материалами на полотне дороги. Все рабочие операции автогрейдеры осуществляют при продольных проходах машин с помощью основного рабочего оборудования – отвала с различными приспособлениями (уширителем, удлинителем, откосником, кюветоочистителем) и навесного оборудования (бульдозерного отвала, кирковщика, снегоочистителя, смесителя и пр.)
Автогрейдер состоит из следующих основных частей: длинной и выгнутой в средней части основной рамы, служащей для установки на ней всех механизмов автогрейдера и опирающейся сзади на заднюю тележку, снабжённую балансирами с ведущими колёсами, а спереди на переднюю ось с управляемыми колёсами; двигателя, закреплённого сверху рамы над задней тележкой; трансмиссии, передающей вращение от двигателя к ведущим колёсам, гидронасосам и пр.; отвала, расположенного в пространстве под выгнутой узкой в плане частью рамы, называемой хребтовой балкой, на специальной тяговой раме, закреплённого с помощью сферического шарнира на концевой части хребтовой балки над передней осью и двух гидроцилиндров подъёма отвала, установленных на кронштейнах с двух сторон хребтовой балки в её самой приподнятой части; кабины с органами и пультом управления и сиденьем машиниста; дополнительного оборудования (отвала бульдозера, кирковщика и др.) с гидроцилиндра для их привода; капота с откидными стенками, закрывающего двигатель, и электоросистемы сигнализации и освещения.
Над тележкой удачно скомпонованы двигатель с системами его запуска и радиатором охлаждения, закрытыми капотом; элементы трансмиссии и кабина со всем оборудованием. При такой компоновке создаётся полезная нагрузка на ведущие колёса и , кроме того, из кабины машиниста открывается достаточно хороший обзор по ходу машины и на всё зону расположения отвала, что позволяет машинисту автогрейдера непосредственно наблюдать за самим процессом обработки грунта на дороге при любых положениях отвала в пространстве. Расположение ведущих колес задней тележки непосредственно под двигателем и под кабиной машиниста с расположенными внутри органами управления, позволяет также удачно скомпоновать трансмиссию, сделать несложной систему управления ею.
С целью повышения поперечной устойчивости на наклонных поверхностях на автогрейдерах предусмотрен наклон передних колёс, осуществляемый с помощью специально механизма. Благодаря наклону передние колёса всегда занимают вертикальное положение на уклонах, и поэтому машина более устойчива против поперечного опрокидывания.
На автогрейдере применена гидромеханическая трансмиссия, в которой вместо муфты сцепления установлен гидротрансформатор, позволяющий автоматически в широких пределах менять крутящий момент на колёсах и их скорость в зависимости от возникающего на колёсах сопротивления. Это упрощает механическую часть трансмиссии, улучшает условия труда машиниста, тяговые свойства автогрейдера и его проходимость, снижает динамические нагрузки в трансмиссии. Применение гидротрансформатора повышает производительность автогрейдера, особенно при тяжёлых режимах работы, хотя несколько удорожает конструкцию автогрейдера.
Патентный поиск
Анализируя изобретения, решаю остановиться на дополнительном отвале, установленном на раме автогрейдера ссади, в качестве навесного оборудования для профилировки откосов. Благодаря дополнительному отвалу увеличивается производительность автогрейдера; можно уменьшить количество проходов при профилировании за счёт выполнения сразу двух операций: профилировки поверхности дороги и откоса или сразу двух полос дороги. Увеличение сопротивления резания позволяет использовать мощность двигателя более полно.
Определение основных параметров автогрейдера
Техническая характеристика автогрейдера ДЗ-122:
Тип автогрейдера средний
Мощность двигателя, кВт 99
Размеры отвала, м
длина 3,72
высота 0,62
Угол наклона отвала, град 40…90
Угол резания, град 30…70
Угол поворота отвала, град 360
Вынос отвала в сторону, м 0,81
Высота подъёма отвала, м 0,4
Колёсная формула 1х2х3
Давление в гидроприводе, МПа 10
Колея колёс, м:
передних 2,0
задних 2,0
База, м 5,83
Радиус поворота, м 14
Тип трансмиссии гидромеханическая
Дорожный просвет, м 0,4
Скорости передвижения, км/ч:
вперёд 7,4…43
назад 7,7…25,2
Габаритные размеры, мм:
длина 9450
ширина 2500
высота 3500
Эксплуатационная масса, т 14,7
Определение основных параметров автогрейдера
К основным параметрам и размерам автогрейдера относятся: масса, длина и высота отвала, боковой вынос отвала, дорожный просвет и заглубление отвала, угол резания ножа, углы захвата наклона отвала, калёсная база, колея передних и задних колёс, колёсная формула.
Определим оптимальную силу тяжести автогрейдера по заданным площади поперечного сечения кювета автодороги и необходимому для создания земляного полотна числу проходов:
где m – коэффициент, учитывающий неравномерность сечений стружки при последовательных проходах, m = 1,35
S –площадь сечения треугольного кювета, S = 2,25hk2 = 2.25 . 0.62 = 0.81м2
k – удельное сопротивление грунта резанию, k = 130 кПа
ψ – коэффициент учитывающий колёсную формулу автогрейдера,
ψ = 0,75 при формуле 1х2х3
φсц – коэффициент сцепления при буксовании колёс, φсц = 0,75
n – число проходов при устройстве земляного полотна в нулевых
отметках, для грунтов II категории n = 4
Сила тяжести автогрейдера, приходящаяся на его задний мост:
где G = 105,3кН – вес автогрейдера
Сила тяжести автогрейдера, приходящаяся на его передний мост:
Сцепной вес автогрейдера (вес, приходящийся на ведущие колёса):
где ψ1 – коэффициент, определяемый колёсной схемой автогрейдера, дл схемы 1х2х3 ψ1 = 0,7…0,75
Необходимая при рабочем режиме мощность двигателя:
где Nпол – полезная мощность, кВт:
где Vф =4 км/ч – фактическая скорость перемещения машины
Nдв – мощность затрачиваемая на перекатывание:
Nбукс – мощность затрачиваемая на пробуксовку:
k1 = 1 - коэффициент учитывающий уменьшение мощности двигателя в
условиях неустановившейся нагрузки.
ή = 0,76 – КПД трансмиссии, для гидромеханической трансмиссии
Мощность двигателя, определяемая для транспортного режима:
где f = 0,04 – коэффициент сопротивления качению
Vmax– максимальная скорость движения автогрейдера
Из найденных двух значений мощности выбираем максимальную и используем её в расчётах. Найденная максимальная мощность совпадает с номинальной рассчитываемого автогрейдера.