Расширение технологической возможности минипогрузчика МКСМ-800 с разработкой устройства для фрезерования дорожных покрытий

ПЗ ДП ст. гр. ЗТТТиТ-07с Пукасёв Н.С.

 

 

 

 

 

 

 

Расширение технологической  возможности минипогрузчика МКСМ-800 с разработкой устройства для фрезерования дорожных покрытий

 

ДИПЛОМНЫЙ ПРОЕКТ

 

специальность 050713 –  «Транспорт, транспортная техника и  технологии»

 

 

 

 

 

 

Аннотация

 

 

Дипломный проект, выполненный на тему: «Расширение технологической возможности минипогрузчика МКСМ-800 с разработкой устройства для фрезерования дорожных покрытий», представляется для итоговой аттестации автора и присвоения академической степени бакалавр транспорта.

Расчетно–пояснительная записка содержит: 77 страницы, 4 таблиц, 24 рисунков, 14 источников, 5 приложения. Графическая часть представлена на 6 листах формата А1.

Объектом разработки является сменной рабочий орган минипогрузчика МКСМ-800.

Целью разработки является расширение технологической возможности машины. В работе спроектирован сменный рабочий орган для фрезерования асфальтобетона при ямочном ремонте небольших участков дорожных покрытий к универсальной коммунальной машине МКСМ-800, что позволит отказаться от применения пневматических отбойных молотков. Эффективность разработанной конструкции подтверждена расчетами, приведенными в пояснительной записке к дипломному проекту.

Все принимаемые решения по ходу разработки дипломного проекта обоснованы техническими и экономическими расчётами,  данными ГОСТов и справочной литературы.

 

 

Содержание

Стр.

Введение	6
1 Обзор и анализ универсальных малогабаритных погрузчиков	8
1.1 Назначение, устройство и принцип  работы	8
1.2 Рабочее оборудование и сменные  рабочие органы УМП	9
1.3 Обзор современных моделей  минипогрузчиков	12
1.4 Анализ конструктивных исполнений  УМП и тенденции их развития	17
2 Разработка устройства для фрезерования дорожных покрытий на минипогрузчик МКСМ-800	22
2.1 Описание и техническая характеристика  погрузчика МКСМ-800	22
2.2 Быстросъёмное навесное оборудование  МКСМ-800	24
2.3 Обоснование разработки и  устройство рабочего органа для фрезерования дорожных покрытий	36
2.4 Расчет кинематических параметров	36
2.5 Расчет баланса мощности	39
2.6 Проверка проушин крепления фрезы к базовой машине на смятие	42
2.7 Проверка прочности сварного  шва между проушинами и кожухом  фрезы	42
2.8 Расчет шлицевого соединения: вал редуктора – вал фрезы	43
2.9 Расчет болтов крепления барабана  фрезы к валу на срез	44
3 Техника безопасности при эксплуатации машин и охрана окружающей среды	46
3.1 Требования по технике безопасности  при эксплуатации погрузчиков	46
3.2 Требования безопасности при  техническом обслуживании и ремонте  машин	48
3.3 Микроклимат в кабине	50
3.4 Противопожарная устойчивость машины или оборудования	51
3.5 Экологичность технических систем  и оборудования	53
4 Определение показателей экономической  эффективности от внедрения новой  техники	55
4.1 Выявление назначения и области применения новой техники	55
4.2 Расчет капитальных вложений	55
4.3 Расчет эксплуатационных затрат	56
4.4 Расчет годового экономического  эффекта	59
Заключение	64
Список использованных источников	65
Приложение

 

 

Введение

 

 

Для выполнения малых объемов работ  в коммунальном и сельском хозяйстве, в стесненных условиях реконструкции промышленных, гражданских и жилых зданий, при строительстве станций метрополитена, при реконструкции, строительстве, ремонте и содержании улиц и городских дорог в Америке, Европе и Австралии при погрузочно-разгрузочных работах в морских и речных портах, на складах и терминалах находят широкое применение мини-погрузчики. Чрезвычайно высокая маневренность мини-машин и наличие широкого спектра сменного рабочего оборудования (до 100 видов) позволяют полностью решить проблему малой механизации труда.

Универсальные малогабаритные погрузчики с бортовым поворотом и гидрообъемной трансмиссией (УМП) являются наиболее представительными по числу выпускаемых моделей (более 100). Погрузчики с бортовым поворотом – это универсальная техника, имеющая целый ряд преимуществ перед другими строительными и коммунальными машинами. К их числу можно отнести разворот на месте, компактность, простоту управления, достаточную для самосвала высоту выгрузки, возможность применения разнообразной сменной навески, включая гидрофицированную

Эти машины, благодаря универсальности, экономичности, высокой мобильности  и маневренности, а также простоте управления в сочетании с быстрой сменой рабочих органов, служат высокоэффективным средством механизации ручного труда на малых и рассредоточенных объектах строительства, где использование машин большой мощности нецелесообразно или невозможно.

Родоначальник таких машин появился на свет в США в 1957 году. Это был трехколесный погрузчик с двумя передними ведущими колесами. В 1960 году «Melroe Manufacturing» выпустила первый настоящий «skid-steer loader» - мини-погрузчик М-400 с 4-мя ведущими колесами. Как и предшественник, эта машина предназначалась исключительно для погрузочных работ. В дальнейшем минипогрузчики обрели дополнительные возможности благодаря навесному оборудованию.

Помимо своего основного назначения, погрузчики с бортовым поворотом в комплекте с дополнительным рабочим оборудованием и дополнительными рабочими органами применяют в строительстве, коммунальном и сельском хозяйстве, на промышленных предприятиях для подачи инертных материалов в приемные устройства транспортеров, для уборки мусора, в складском хозяйстве и в местах, где от погрузчиков требуется универсальность, высокая мобильность и возможность работы в стесненных условиях.

Наиболее важными эксплуатационными  особенностями мини-машин являются легкость перебазирования (на другую стройплощадку) и многофункциональность. Каждый производитель мини-погрузчиков выпускает, в среднем, от 10 до 20 наименований дополнительного оборудования. Оно превращает погрузчик в бурильную установку, грузовой кран, экскаватор, траншеекопатель (который сам же потом и засыплет траншею), грейдер, виброкаток, мусоросборщик, механическую косилку и многое другое. Отмечается сезонность в специализации минипогрузчиков. Весной и летом, в основном, приобретаются дополнительные устройства для земляных, строительных и погрузочных работ. Зимой повышенным спросом пользуются снегоочистители, поворотные отвалы, подметальные щетки, легкие ковши.

 

 

 

1 Обзор и анализ универсальных малогабаритных погрузчиков

 

1.1 Назначение, устройство и принцип работы

 

 

Универсальные малогабаритные погрузчики (УМП) (рисунок 1.1) - это многофункциональные высокоманевренные самоходные колесные машины с набором быстросъемных сменных рабочих органов, которые предназначены для выполнения в особо стесненных условиях строительства трудоемких малообъемных земляных, погрузочно-разгрузочных, подготовительных, вспомогательных, ремонтных и других работ. Наиболее эффективно малогабаритные погрузчики применяются на рассредоточенных объектах для комплексной механизации строительно-монтажных работ небольших объемов в коммунальном хозяйстве, на транспортно-складских работах. Многоцелевое сменное рабочее оборудование погрузчиков позволяет практически полностью механизировать ручной труд.

 

1 – рама, 2 – рабочее оборудование, 3 – пневмоколесный движитель, 4 –  рабочее место оператора, 5 – рычаги  управления

Рисунок 1.1. Компоновочная схема исполнения УМП

 

Общие компоновочные схемы мини-погрузчиков  обусловлены их малыми размерами, необходимостью обеспечения тягово-сцепных свойств  и устойчивостью к опрокидыванию, а также принятой схемой поворота, определяющей тип рамы (цельная, жесткая  или шарнирно сочлененная).

Примером рациональной компоновки являются малогабаритные колесные погрузчики с бортовым поворотом: жесткая подвеска колес (отсутствие их вертикального  перемещения относительно основной рамы), механизм поворота за счет изменения  относительных скоростей вращения левых и правых колес, рама, элементы которой используются не только как жесткий каркас, но и как емкости для рабочей жидкости гидросистем и топлива. Мини-погрузчики с бортовым поворотом состоят из рамы, двигателя, гидрообъемной трансмиссии, бортовых передач, ходовой части, рабочего оборудования с гидроприводом, системы управления и рабочего места оператора.

Главный параметр малогабаритных погрузчиков - номинальная грузоподъемность (кг). Малогабаритные погрузчики базируются на самоходных короткобазовых четырехколесных полноприводных шасси (4 х 4) с бортовым поворотом и гидрообъемным приводом хода.

Гидрообъемная ходовая трансмиссия  обеспечивает независимый привод каждого  борта машины и бесступенчатое плавное  регулирование скорости движения погрузчика в диапазоне от 0 до 9... 12 км/ч.

Привод вращения колес обоих  бортов (правого и левого) шасси  может осуществляться: каждого колеса непосредственно от индивидуального  гидромотора (мотор-колесо) или пары колес каждого борта от отдельного гидромотора через бортовую цепную передачу (независимый привод).

При изменении скорости вращения пары колес одного борта по отношению  к другому обеспечивается бортовой поворот машины. При вращении бортовых пар колес в противоположные  стороны осуществляется разворот машины на месте.

Торможение колес обеспечивается прекращением подачи рабочей жидкости к гидромоторам. Торможение колес  на стоянке обеспечивается многодисковыми тормозами с гидравлическим управлением.

Колеса малогабаритных погрузчиков  комплектуют пневматическими шинами, жесткими обрезиненными элементами, шинами с губчатой камерой. При работе на слабонесущих грунтах и травяных покрытиях на каждую пару колес (независимо от их типа) надевают резиновые, сталерезиновые и штампосварные съемные гусеницы.

Малогабаритные погрузчики способны совершать бортовой разворот на месте  на 180° с загруженным ковшом при  ширине рабочей зоны до 4 м. Возможность  выезда погрузчика с загруженным  ковшом из стесненной зоны, задним ходом  позволяет использовать эти машины при ширине проезда не более 2 м. Максимальная производительность погрузчиков (30...45 м³/ч) достигается при наибольшей дальности транспортировки до 25...30 м.

 

 

 

1.2 Рабочее оборудование и сменные  рабочие органы УМП

 

 

Рабочее оборудование является важнейшим  узлом машины. Комплексы оборудования машин с бортовым поворотом и шарнирно сочлененной рамой аналогичны по составу и включают сменный рабочий орган, суппорт, механизм подъема-опускания, поворота рабочего органа и гидропривод. Сменные рабочие органы могут навешиваться на стрелу или непосредственно на раму мини-погрузчика. В первом случае для быстрой смены рабочих органов применяются специальные устройства. При этом смена рабочих органов и их фиксация на стреле могут осуществляться из кабины оператора. Во втором случае для установки дополнительного рабочего оборудования на раме машины предусматриваются специальные присоединительные места.

Конструкции минипогрузчиков кроме основного погрузочного ковша позволяют использовать следующие виды быстросъемного сменного рабочего оборудования: экскаваторный ковш (обратная лота), зачистной ковш, грузовые вилы, грузовую стрелу, грузовой штырь, гидробур, гидромолот, виброкаток, подъемник, лебедку, плужный и роторный снегоочистители, траншеекопатель, дорожную щетку, пескоразбрасыватель, подметально-уборочное оборудование, бульдозерный отвал, рыхлитель, насосную сварочную и компрессорную установки (рисунок 1.2). Для оперативной смены подвесных рабочих органов без дополнительных инструментов каждый погрузчик снабжен быстродействующим устройством.

 

1- грузовые вилы; 2 - грузовая безблочная  стрела; 3 - обратная лопата экскаватора; 4 - гидробур; 5 - дорожная щетка; 6 - гидромолот

Рисунок 1.2. Сменные рабочие органы малогабаритных погрузчиков

 

Основной погрузочный ковш предназначен для черпания и погрузки грунта, сыпучих материалов плотностью до 1,6 т/м3. Мини-машины с погрузочным ковшом эффективно работают в стесненных условиях строительства, включая сельское строительство, в речных и морских портах на погрузке сыпучих материалов в трюмы кораблей. Погрузочные ковши вместимостью 0,15-0,7 м3 и шириной 900-2100 мм выполнены с режущей кромкой сплошной или с зубьями.

Двухчелюстной ковш позволяет срезать слой грунта, выполнять планировочные и грейферные работы, захват и погрузку негабаритных грузов, погрузку сыпучих и кусковых материалов различной плотности. Вместимость двухчелюстного ковша примерно в 1,7 раза больше, чем у основного ковша.

Экскавационное оборудование предназначено для разработки небольших траншей, котлованов. Для работы вблизи зданий, фундаментов, в стесненных условиях предусмотрена возможность поперечного смещения стрелы до 1,1 м относительно продольной оси машины. В состав экскавационного оборудования, помимо стрелы, рукояти и ковша обратной лопаты, входит также специальный суппорт с двумя опорами и поперечными направляющими для перемещения стрелы.

Ковш с боковой разгрузкой применяют  при работе машины в особо стесненных условиях строительства, повышая ее производительность на 10-15%, при этом машина работает челночным способом. С помощью этого ковша можно также по ходу движения машины последовательно подсыпать на дно траншеи мягкий грунт и окончательно засыпать траншею. Ковшом вместимостью до 0,8 м3 оборудуют машины грузоподъемностью 1,5-2 т.

Гидромолот предназначен для рыхления мерзлого грунта, разрушения стен и  перекрытий из бетона, для вскрышных  работ и ремонта дорог с  асфальтобетонным покрытием. Сменные  рабочие наконечники для гидромолота: долото с режущей кромкой разной формы и размера, трамбующая плита. На мини-погрузчиках применяют гидромолоты массой 130-150 кг, работающие при давлении 10-13 МПа. Частота ударов 450-1200 мин^-1. При оснащении гидромолотом погрузчики способны разрушать асфальтобетонные и бетонные покрытия дорог, площадок, полов и т. п., а также мерзлые грунты на глубину до 0,6 м. При бортовом развороте на месте можно производить несколько ударов молотом в определенном секторе с одной стоянки погрузчика.

Буровое оборудование предназначено для бурения ям под столбы, для обустройства автомобильных дорог. В зависимости от размера машины диаметр бура 150-600 мм, глубина бурения до 1270 мм. Применяя удлинитель, можно увеличить глубину бурения до 1625 мм.

В последнее время мини-погрузчики используют для ремонта дорожных одежд. При этом в качестве рабочего оборудования применяют шнековый перегружатель грунта, дорожную фрезу для холодного фрезерования асфальтобетонных покрытий, дорожный валец и шнековый распределитель песка и гравия.