1. Задание.
Проект рыхлителя на базе тягача Т-130.
Тип трактора – гусеничный, промышленный, тягового класса 25 тс.
Скорость движения – 2,3…19,0 км/ч.
Габариты – 6236x3220x3180 мм.
Масса – 27500 кг.
Глубина рыхления – от 0,2 до 1 м.
Грунт – k=110 кН/м2.
Объёмная масса грунта – 1200 кг/м3.
Количество зубьев – 3 шт.
Разработать раму и управление её подъёмом и опусканием.
1.1. Расчёт на прочность.
В процессе работы на зуб рыхлителя действуют нагрузки:
Rx=Tн·KТ·KД=445500 Н,
где KТ – коэффициент использования тягового усилия;
KД – коэффициент динамичности.
Боковые составляющие:
Ry=0,4Tн·KТ=71280 Н,
С учетом KД=1,2:
Ry=71280·1,2=85536 Н
Усилие заглубления Rz определяется из условия вывешивания задней части трактора на зубе рыхлителя:
GТР=275000 Н; GР=60000 Н
∑МA=0,
С учетом коэффициента динамичности:
RZ=216027,39 Н
Определяем Усилия при выглублении рыхлителя R'z по уравнению:
∑MВ=0, находим:
R'z=132500·1,8=196750 Н
1.2. Определение опорных реакций в шарнирах крепления зуба.
Сила 0,5 Rz – опора B, что обеспечивает посадкой пальца в отверстие.
В плоскости XOZ ∑MВ=0, тогда:
т.к. ∑MА=0, то:
В плоскости YOZ ∑MВ=0, тогда:
∑y=0, отсюда By=Py-Ry=142560 Н.
1.3. Расчёт зуба.
На центральный зуб при max глубине рыхления действуют max величины Rx, Ry и половина от max значения R'z, который учитывается полностью.
Геометрическая характеристика сечения I-I:
Изгибающий момент в плоскости YOZ:
Mz=Ry·lz=10264320 Н·см,
1.4. Выбор гидроцилиндра и насоса.
Наибольшее усилие создаётся при действии на зуб максимальной составляющей Rx.
Предельное плечо приложения этого наибольшего усилия при работе в мёрзлых грунтах HК=1,0 м.
Объём масла, поступающего в цилиндр при заглублении:
Ввиду значительного объёма масла, подаваемого в один цилиндр, подбираем насос, производительностью Q=410 л/мин.
Время полного опускания зуба с помощью двух цилиндров, при величине объёмного КПД≈0,48 равного:
1.5. Определение необходимой толщины δ стальных листов, из которых сварена рама.
Проведём расчёт опасного сечения II-II (кронштейны рамы) на изгиб от наибольшей силы Pц.
Изгибающий момент в сечении определяется по формуле:
M=Pц·50=445500·50=2227000 Н·см.
Принимая это погружение за случайное, берём коэффициент запаса, равное 1,4, материал Сталь 3, допустимое напряжение:
(3)
Необходимый момент сопротивления:
Соответственно момент инерции равняется:
(4)
Сечение II-II коробчатое равностороннее:
Момент инерции:
тогда толщина листа стенки:
Принимаем δ=20 мм.
Проверим сечение I-I на срез:
где F – площадь сечения без учёта наваренных шайб равна примерно 54 см2:
на смятие:
(5)
Из условия определяем диаметр отверстия dп(диаметр кольца).
Допустимое напряжение [δ] принимаем:
На месте крепления кольца щеки, проушины усилены стальным листом (δ=3 см), тогда суммарная толщина металла в отверстии δ∑=5 см.
Определим dп:
Принимая dп=12 см, проверим напряжения τ на срез в металле кольце:
Напряжение на изгиб при расстоянии на изгиб между опорами равны около 10 см, определяется:
Предел текучести металла кольца должно быть меньше:
σТ≥45000·1,15=51750 Н/см3.
Выбираем сталь 40x с пределом текучести σТ=80000 Н/с2.
2. Технический раздел.
2.1. Организация и технология работ.
Технология производства земляных работ рыхления. Рыхлители целесообразно использовать при рыхлении котлованов, широких траншей, при разработке мёрзлых россыпей полезных ископаемых.
Рабочий цикл рыхлителя включает рабочий ход (заглубление рабочего органа, регулирование угла рыхления, рыхление с постоянной корректировкой глубины и направления), выглубление рабочего органа, разворот или обратный ход в зависимости от схемы разработки.
Расстояние между соседними проходами выбирают так, чтобы происходил скол массива между ними. Близкое положение соседних проходов вызывает увод рабочего органа рыхлителя в ранее полученную борозду. На грунтах высокой прочности нанесение только параллельно резов для последующей уборки грунта бульдозером, бывает недостаточно. В этом случае разработку ведут во взаимно перпендикулярных направлениях.
2.2. Техника безопасности.
1. Машины, механизмы, оборудование и приспособления, числящиеся в строительно-монтажных организациях, должны быть снабжены паспортами и инвентарными номерами, по которым их записывают в специальный журнал учёта.
2. Машинист должен работать на машине в плотно облегающей одежде.
3. Ремённые и цепные передачи, валы и другие вращающиеся или подвижные детали должны быть закрыты кожухами.
4. Выполнять работы разрешается только на исправных машинах.
5. Машинист не должен оставлять без присмотра машину с работающим двигателем.
6. Машинист должен постоянно наблюдать, чтобы под оборудованием не находились люди.
7. Машинист должен вести машину на безопасной скорости.
8. Перед поворотами во избежании заноса машины или потери её устойчивости скорость движения уменьшается.
9. Машинист не должен сходить с машины до её полной остановки.
3. Общие выводы.
С учётом данных условий работы и параметров трактора и рассчитанными основными параметрами рыхлитель, который удовлетворяет необходимым условиям. С глубиной рыхления 0,45 м. Трактор Т-130 с номинальным тяговым усилием 25 т.с.
Подвеску рамы выбираем трёх шарнирную ввиду её простоты. Расстояние между зубьями 800 мм, количество – 3 шт. Рама из листовой стали δ=20 мм имеет проушины для соединения с трактором, гидроцилиндрами управления и крепления зубьев.
Для жёсткости между проушинами зубьев привариваются трубы, диаметром 300 мм.
4. Литература.
1. Абрамов Н.Н. "Курсовое и дипломное проектирование по дорожным и строительным машинам", 1972 г.
2. Бромберг А.П. "Машины для земляных работ".
3. Харахута Н.Я. "Дорожные машины. Теория конструкции и расчёт", 1971 г.
Уважаемый посетитель!
Чтобы распечатать файл, скачайте его (в формате Word).
Ссылка на скачивание - внизу страницы.
