Анализ существующих конструкций. Уборочная машина. Описание разработанного изделия. Конструкция машины УМПФ-8

Введение

Ввиду того, что цена на рынке на нефть и на газ прыгает все выше и выше, встал вопрос о производстве твердого топлива из других природных ресурсов. Особенно широкое применение получило производство торфяных брикетов и других его производных.

Прицепная к трактору МТЗ-82 машина для уборки фрезерного торфа УМПФ-8 предназначена для сбора торфа из валиков, транспорта торфа к месту хранения и выгрузки торфа из бункера машины. В процессе работы машина делает прямой рабочий ход вдоль валика, пропуская его между своими" гусеницами. В конце рабочего хода трактор с машиной делает плавный поворот на 90° против часовой стрелки, выходит на подкараванную полосу, на которой перпендикулярно рабочему ходу машины располагаются складочные единицы торфа — караваны. Здесь торф из бункера выгружается  к  подножью и на откос каравана. По подкараванной полосе машина проходит примерно 30-60 м, поворачивается еще раз влево на 90° и делает обратный рабочий ход. Выгрузка производится также, но уже на другом конце прохода. Длина рабочего хода обычно 450—500 м.

Конструкция машины УМПФ-8 позволяет производить уборку высушенного фрезерного торфа с минимальными потерями и сохранением качества; средняя влажность торфа в бункере машины выше средней влажности торфа в валике всего лишь на 2—3%.          

Высота навала торфа, выгруженного из бункера машины, определяется положением разгрузочного транспортера машины над поверхностью карты и составляет 1,5—1,7 м.

Колесный движитель для машины берем в виде тандемной тележки, состоящей из левого и правого балансиров с колесами.

Вданном курсовом проекте стаяла задача разработать колесный движитель для машины УМПФ-84. Изначально машина УМПФ-84разработана на гусеничном движителе.

1.  Состояние вопроса

1.1 Анализ существующих конструкций

Уборочные машины были оснащены ранее гусеничным движителем и прицеплялись к тракторам ДТ различных серий. Позже ввиду того, что применение гусеничного хода стало нецелесообразно ввиду многих параметров и вследствие технического прогресса тракторы с гусеничным ходом были заменены тракторами на колесном ходу. Так же и сами машины оснащались колесными движителями различных исполнений и модификаций.

Существуют такие разновидности систем колесного хода как прицеп, полуприцеп и роспуск.

Двухосный низкорамный прицеп СМЗ-710В имеет бортовую платформу и предназначен для перевозки грузов в составе автопоезда по всем видам дорог.

Прицеп-шасси ГКБ-83011 предназначен для монтажа специального оборудования и отличается от прицепа ГКБ-8301 конструкцией брызговиков, отсутствием платформы и держателя запасного колеса.

1.2 Описание разработанного изделия

  В данном курсовом проекте уборочная машина садится на колесный ход выполненный своеобразно.

Движитель состоит из правого и левого балансира с колесами. Балка выполнена в виде трапециидального блока в который вварены одним концом ступицы. На другом конце ступицы размещается бескамерное колесо Бел-91. Плечи у балки выполнены различной длинны.

С помощью кронштейнов балансир крепится к раме. В свою очередь между собой балансиры крепятся с помощью массивной оси. Такое расположение на этой оси позволяет балансирам поворачиваться на некоторый угол относительно друг друга.

Самым главным усовершенствованием данного колесного хода является лыжа, которая размещается под рамой и крепится к той же оси, что соединяет между собой и балансиры.

Лыжа предохраняет машину от вязания колес в торфяное покрытие. При заседании колес в влажном торфе машина опирается полностью на лыжу, что позволяет волоком вытащить ее из ямы. За счет увеличения площади соприкосновения машины с торфяным грунтом лыжа снимает часть нагрузки с колес.

2. Расчёты

2.1.  Расчёт на проходимость

Рисунок 2. Схема к расчету на проходимость.

Определим суммарное сопротивление передвижению тракторного агрегата:

, н, (17)

где -коэффициент сопротивления качению колёс;

-соответствующие реакции;

-скатывающая сила,Н.

Определим  :

Н, где -вес машины, Н;

Н,

Н, где -угол подъёма дорожного полотна.

Н,

Коэффициент сцепления колёс с грунтом

, тогда возможный максимум тягового усилия при тягаче по схеме 4*4 равен

Н,

Если , то движение возможно.

37100-2489  0, условие выполнено.

Движение возможно ,если  , (18)

где -номинальный крутящий момент двигателя, Н*м;

-передаточное число трансмиссии трактора на низшей передаче;

-радиус качения заднего колеса трактора в ведомом режиме на асфальте.

Условие выполнено.

Проходимость по двигателю и по сцеплению обеспечена.

Проверка на проходимость по опорным давлениям:

, где - опорное давление i-го колеса, Па;

-допустимое давление на колесо,Па;

,Па, (19)

где -вес i-го колеса, Н;

-ширина колеса, м;

-длина пятна контакта,м.

Па

Условие выполнено.

Проверка по осадке грунта:

, где -осадка колеса, м;

-допустимая осадка колеса, м.

, м, (20)

где -коэффициент объёмного смятия ;

-приведенный диаметр, м.

.

Условие выполнено.

Определим давление в пятне контакта колеса с опорным основанием по формуле:

где - нагрузка на одно колесо, кН;

;

где - масса машины вместе с торфом;

Принимаем допустимую нагрузку на крюк =10 кН

 кН

Площадь пятна контакта принимаем в форме эллипса

;

где В=0,61- ширина шины, м;

- длина пятна контакта;

при м

м

м2

Тогда   

31,190 кПа

Условие выполняется

Уравнение баланса мощности в начале выгрузки торфа

75=0,0121*W+65

Откуда искомая рабочая скорость

W = 827 м/ч,

Для передвижения машины должно выполняться условие

Q_цб ³ Q_х

Действительная скорость

W = W₀ * (1-e) = W₀  * (1-0.1)=0.9W₀

W₀ =   м/с

Условие  возможности передвижения колесного хода

Достаточность сцепления  колес  машины

S Р_i < f Р_{z сцепл}

P = 3910,2+2923,5+665+1094,4+170,7 = 8763,8 H ,

Р_z.сцеп  =  372400 H .

8763,8 < 0.3 * 372400 = 111720

Условие  выполнено .

В целом проходимость обеспечена.

2.2. Оценка маневрового свойства

Рисунок 16.Схема к оценке манёвренности.

Фактор маневренности:

,(21)

где -показатель маневренности;

-габаритная ширина прицепа, м;

-ширина поворотной полосы, м;

Условие выполнено.

Максимальный габаритный радиус разворота =10, что меньше допустимого =12м.

Минимальный габаритный радиус разворота =4м.

В целом маневренность для условий работы обеспечена.