Автор работы: Пользователь скрыл имя, 02 Июня 2013 в 16:47, курсовая работа
Строительное, дорожное, коммунальное и мелиоративное машиностроение является важной отраслью народного хозяйства страны.
При изучении данного курсового проекта студенты получают основные сведения о технологических процессах, изучают классификацию дорожных машин, их принципиальные схемы, кинематики привода, конструктивные решения отечественных и зарубежных машин, вопросы теории прочностного расчета, методики выбора типа машины для конкретных условий производства и расчета технологических параметров машин с применением ЭВМ, а также рационального их использования в конкретных условиях эксплуатации с соблюдением правил техники безопасности.
Введение
Строительное, дорожное, коммунальное и мелиоративное машиностроение является важной отраслью народного хозяйства страны.
При изучении данного курсового проекта студенты получают основные сведения о технологических процессах, изучают классификацию дорожных машин, их принципиальные схемы, кинематики привода, конструктивные решения отечественных и зарубежных машин, вопросы теории прочностного расчета, методики выбора типа машины для конкретных условий производства и расчета технологических параметров машин с применением ЭВМ, а также рационального их использования в конкретных условиях эксплуатации с соблюдением правил техники безопасности.
1. Общая часть
1.1 Назначение и область применения машин
Плужные снегоочистители предназначены для очистки дорог и аэродромов от свежевыпавшего и слежавшегося снега путем перемещения его отвалом, установленным под углом к направлению движения машины, в боковой вал или баллистическим отбрасыванием под действием инерционных сил.
Классификация плужных снегоочистителей приведена на рис. 1.2. Плужные снегоочистители, сдвигающие снег по ширине захвата в виде снежного вала, используют при расчистке дорог после снегопада. Для патрульной очистки дорог во время снегопада от свежевыпавшего снега применяют плужно-щеточные снегоочистители, оборудованные помимо переднего отвала цилиндрической щеткой, установленной под углом 60° к направлению движения машины для зачистки слоя снега толщиной 1-2 см после прохода отвала, а также скоростные плужные снегоочистители, отбрасывающие снег на расстояние до 10-15 м (рис. 1.1.).
Плужные
снегоочистители сдвигающего
а- одноотвальный на автомобиле или колесном тракторе; б-одноотвальный скоростной с дополнительным открылком; в- плужно-щеточный; г -двухотвальный тракторный
Рис.1.2 Классификация плужных снегоочистителей
1.2 Общее устройство машины
Плужно-щеточные снегоочистители в основном базируются на колесных тракторах, автогрейдерах и автомобилях и разрабатывают свежевыпавший снег толщиной 0,2-0,4 м со скоростью 2,5-5,5 м/с. Скоростные плужные снегоочистители базируются на автомобилях и разрабатывают свежевыпавший снег толщиной 0,2-0,4 м со скоростью более 7 м/с. Скоростные снегоочистители в основном применяют на загородных дорогах для отбрасывания снега за один проход за обочину дороги и в придорожный кювет.
По типу рабочего органа плужно-щеточные и скоростные снегоочистители бывают одноотвальные, а снегоочистители сдвигающего действия - как одноотвальные, так и с двумя симметрично установленными углами перед отвалами. Отвалы снегоочистителей могут иметь жесткое крепление или возможность изменения угла установки в плане - с определенным шагом с помощью жестких фиксаторов или бесступенчато с помощью гидроцилиндров управления. В качестве дополнительного оборудования применяют дополнительные боковые открылки» увеличивающие ширину захвата снегоочистителя, опорные устройства в виде стальной лыжи или опорных колес, позволяющих отвалу копировать рельеф дороги при плавающем положении гидроцилиндров подъема, механизм изменения углов резания и наклона отвала в вертикальной плоскости в соответствии с изменением прочности и плотности снега, а также предохранительное устройство, которое уменьшает динамическую нагрузку на рабочее оборудование снегоочистителя при наезде отвалом на непреодолимое препятствие (бордюрный камень, крышку канализационного люка и др.).
Динамическую нагрузку (Н) определяют из условия реализации максимальной силы тяги машины по сцеплению вследствие кратковременного буксования движителя при наезде на препятствие:
Таким
образом, динамическая нагрузка снижается
при установке в
Ножи (рис. 1.1) и отвалы (рис. 1.2) обеспечиваются устройствами, предотвращающими поломки снегоочистительного оборудования при наезде на препятствие.
Расчет плужного снегоочистителя включает в себя определение рациональных параметров процесса взаимодействия рабочего органа со снегом и геометрических параметров рабочего органа, нагрузок на оси колесной машины или гусеничное ходовое оборудование и баланса мощности, прочностной расчет рабочего органа по напряжениям, возникающим в элементах конструкции при действии динамической нагрузки, тягово-динамические расчеты, расчеты продольной, поперечной и курсавой устойчивости и систем управления, определение производительности и др.
Рис. 1.3 Ножевое оборудование отвалов, предотвращающее поломку при наезде на
препятствие:
а - ножи из износостойкой резиновой полосы; б-комбинированное оборудование (стальной нож на износостойкой резиновой полосе); / - резиновая полоса; 2 - возвратная Пружина; 3 - отвал; опорная лыжа
1.3 Патентный анализ
В результате проведенного патентного поиска и анализа существующих конструкций для работы с курсовым проектом были выбраны следующие наиболее прогрессивные и передовые технологии, патенты и изобретения:
Изобретение относится к машинам для уборки дорог от снега. Целью изобретения является повышение надежности работы. Плужный снегоочиститель содержит базовое шасси 1, на котором посредством толкающей рамы 2 шарнирно закреплен с возможностью поворота в вертикальной плоскости отвал 3, подпружиненный в плоскости поворота пружиной 5. На раме 2 установлен концевой выключатель 12, электрически соединенный с дополнительным гидрораспределителем, подключенным к гидроцилиндру 6. При наезде на препятствие отвал 3 поворачивается, что приводит к размыканию контактов выключателя 12, который обесточивает электропривод дополнительного гидрораспределителя. В результате этого включается гидроцилиндр 6 и отвал 3 поднимается, обходя препятствие. После этого пружина 5 поворачивает отвал 3 и он опускается вниз в исходное положение.
Рис.1
Изобретение относится к машинам для уборки дорог от снега.
Цель изобретения - повышение надежности работы.
На рис. 1 показан снегоочиститель, вид сбоку; на рис. 2 - то же, при преодолении препятствия; на рис. 3 - гидравлическая схема устройства; на рис. 4 - электрическая схема устройства.
Плужный снегоочиститель содержит базовое шасси 1, на котором закреплена толкающая рама 2. К последней шарнирно присоединен с возможностью поворота в вертикальной плоскости отвал 3. Верхнее звено лапы 4 выполнено с пружиной 5, которая установлена в плоскости поворота отвала 3. К базовому шасси 1 и раме 2 присоединен гидроцилиндр 6 подъема отвала 3, сообщенный с гидросистемой, включающей в себя насос 7 и маслобак 8 через основной гидрораспределитель 9, между последним и гидроцилиндром 6 подключен дополнительный трехлинейный двухпозиционный гидрораспределитель 10 с электромагнитным приводом 11. Напорная и сливная линии гидрораспределителя 10 сообщены с линиями управления гидрораспределителя 9. Одна полость гидроцилиндра 6 соединена с лентой управления гидрораспределителя 10, а другая полость - с его напорной линией.
На раме 2 для взаимодействия с отвалом 3 закреплен концевой выключатель 12, последовательно подключенный к источнику 13 питания, электромагниту привода 11 и кнопке 14 включения. При очистке дорог от снега основной гидрораспределитель 9 находится в положении. «Подъем» и включена кнопка 14. При этом электрическая цепь привода 11 замкнута, и питание к нему подводится от источника 13. В результате дополнительный распределитель находится в позиции а, перекрывая сливную магистраль и соединяя обе полости цилиндра 6, что позволяет рабочей жидкости свободно перетекать из одной полости в другую. Отвал 3 в этом случае находится в «плавающем» положении, что позволяет копировать рельеф трассы. При встрече с препятствием базовое шасси 1 через толкающую раму 2 продолжает воздействовать на отвал 3, который, поворачиваясь, растягивает пружину 5. При этом гасится динамический удар от столкновения и размыкается контакт концевого выключателя 12, что приводит к отключению питания от привода 11. При этом дополнительный распределитель 10 переходит в позицию б, соединяя надпоршневую полость цилиндра 6 со сливным трубопроводом, и отвал 3 снегоочистителя поднимается гидроцилиндром на высоту препятствия, после этого, выйдя из закрепления с препятствием, отвал 3 возвращается в исходное положение под действием пружины 5 и замыкается контакт, который включает питание привода 11 и переводит дополнительный распределитель 10 в позицию а. Отвал 3 опускается под собственным весом, обходя препятствие.
Для отключения системы автоматического преодоления препятствий достаточно разомкнуть контакты кнопки 14. При преодолении препятствия отвал 3 поворачивается на небольшой угол, близкий к оптимальному углу резания, и снижаются динамические нагрузки на толкающую раму 2.
Формула изобретения
Плужный снегоочиститель, содержащий базовое шасси с толкающей рамой, шарнирно закрепленный на ней с возможностью поворота в вертикальной плоскости отвал, подпружиненный в плоскости поворота относительно рамы, гидроцилиндр подъема отвала, связанный с толкающей рамой и сообщенный с гидросистемой через основной гидрораспределитель, отличающийся тем, что, с целью повышения надежности работы, он снабжен дополнительным трехлинейным двухпозиционным гидрораспределйтелем с электромагнитным приводом, напорная и сливная линии которого сообщены с линиями управления основного гидрораспределителя, а к линии управления подсоединен одной полостью гидроцилиндр, связанный другой полостью с напорной линией дополнительного гидрораспределителя и концевым выключателем, электрически связанным с электромагнитом привода дополнительного гидрораспределителя и установленным на толкающей раме для взаимодействия с отвалом.
Рис 3
2 Тяговый расчет
2.1 Определение основных параметров плужного снегоочистителя.
К основным параметрам плужного снегоочистителя относятся:
- мощность двигателя N;
- сила тяги ;
- производительность П;
- дальность отбрасывания снега .
Параметры отвала:
- угол захвата , угол резания
Основные параметры базовой машины:
- мощность двигателя,
кВт
- угол захвата снежного плуга 60
- угол резания снежного плуга 30
- размеры отвала, м
Высота 1560
ширина захвата 3700
- Max рабочая скорость, км/ч 50
Рассчитаем действительную дальность отбрасывания снега отвалом плужного снегоочистителя:
где - относительная скорость, м/с;
- угол выброса, ;
- направляющий угол, ;
- высота снимаемого отвалом слоя снега, м;
- плотность снега, г/см3, (411)[2]
В – ширина захвата плуга.
Техническая производительность (т/ч) плужного снегоочистителя:
где В - ширина захвата отвала, м;
vm - рабочая скорость снегоочистителя, м/с;
рси- плотность снега, кг/м3
Уравнение тягового баланса плужного снегоочистителя:
w= w1 + w2+ w3
где W1 - сопротивление снега резанию, Н,
W1 = ВHcК0,
где К0 - удельное сопротивление снега резанию(0,4…3 ,);
В - ширина вырезаемой стружки, м;
W2 – сопротивление возникающее при отбрасывании снега, Н
где - коэффициент зависящий от плотности снега и угла наклона отвала( )
W3 - сопротивление перемещению базовой машины, Н;
W3
=
где mпл- масса плуга опирающегося на дорогу
mм- масса машины
f1- коэффициент трения металла о снег = 0,1
fкач- коэффициент сопротивления перекатыванию = 0,15
W3 = H
Суммарное сопротивление, преодолеваемое снегоочистителем при работе:
w=6200+1420 +750 7690 Н
Определим силу тяги по сцеплению снегоочистителя:
Следовательно условие выполняется.
.
2.2 Определение усилий в гидроцилиндрах
Рисунок 2.1 – Схема нагружения плуга.
Рисунок 2.2 – Расчетная схема для определения усилия в гидроцилиндре при подъеме плуга.
Рисунок 2.2 – Расчетная схема для определения усилия в гидроцилиндре при повороте плуга.
Усилия, действующие на гидроцилиндр отвала при подъеме равно:
где: - количество гидроцилиндров;
- вес отвала, =300кг;
Gпл – вес призмы волочения;
Усилия, действующие на гидроцилиндр отвала при повороте равно: