Изучение технологических параметров дорожных машин


КОНТРОЛЬНАЯ работа

По дисциплине: Строительные машины

На тему: Изучение технологических параметров дорожных машин

Исходные данные для выполнения работы

Таблица 1

Вариант

Базовая машина, тягач

Дорожная машина

Рабочий орган

Привод к рабочему органу

Условия работы машины

Число ударов С

Глубина резания грунта, h, см

Дальность перемещения грунта, м

Длина участка L, высота насыпи H, ширина земполотна B, м

5

ДЗ-31-1

Дизель

AM-4I

Автогрейдер

Отвал для вырезания стружки,

F = 0,20

Гидравлический

8

18

Профилирование

L = 500;

B = 8,5;

H = 0,7

C=8, следовательно категория грунта II - супесь

Решение первой задачи

Автогрейдеры представляют собой самоходные планировочно-профилировочные машины, основным рабочим органов которых служит полноповоротный грейдерный отвал с ножами, установленный под углом к продольной оси автогрейдера и размещенный между передним и задним мостами пневмоколесного ходового оборудования. При движении автогрейдера ножи срезают грунт, и отвал сдвигает его в сторону.

Автогрейдеры применяют для планировочных и профилировочных работ при строительстве дорог, для сооружения невысоких насыпей и профильных выемок, отрывки дорожного корыта и распределения в нем каменных материалов, зачистки дна котлованов, планировки территорий, засыпки траншей, рвов, канав и ям, а также для очистки дорог, строительных площадок, городских магистралей и площадей от снега в зимнее время. Автогрейдеры используют на грунтах I - IV категорий. Процесс работы автогрейдера состоит из последовательных проходов, при которых осуществляется резание грунта, его перемещение, разравнивание и планировка поверхности сооружения.

Автогрейдеры относятся к группе землеройно-транспортных машин, состоящих из грейдерного оборудования и базовой машины.

Таблица 2 Характеристика базовой машины.

Показатели

Ед. измерения

Марка трактора и двигателя

Дизель АМ - 41

Масса

Кг

13500

Габаритные размеры:

Длина

М

7,1

Ширина

М

2,25

Высота

М

2,95

Рекомендуемая масса навесного оборудования

Т

2,43

Номинальная мощность

КВт

66

Скорости перемещения машины:

Транспортная

М/с

1,03ч8,45

При резании и перемещении грунта (рабочая)

М/с

0,89

При заднем ходе

М/с

0,89

На холостом ходе

М/с

-

Параметры машины:

А) Масса рабочего оборудования при навешивании одного агрегата:

Где - масса трактора (базовой машины), т;

- масса рабочего оборудования, т.

Б) Сцепная масса машины:

,

Где - сцепная масса машины, т;

    Ш - коэффициент использования массы машины сцеплению (для колесных машин - 1,0 - 0,7). В) По условию сцепления значение номинальной силы тяги определяется следующим образом (Н):

,

Где - коэффициент сцепления ведущих колес с поверхностью качения (для колесных - 0,65 - 0,85);

- ускорение свободного падения (9,81ч10 ).

По мощности двигателя номинальная сила тяги равна (Н):

,

Где - эффективная мощность, кВт;

- скорость движения, м/с;

- коэффициент буксования (для колесных тракторов - 0,20);

- КПД механической трансмиссии (0,85 - 0,88).

, следовательно не надо увеличивать массу машины за счет массы оборудования.

Параметры рабочего органа:

    А) Размеры отвала:
      - Длина поворотного отвала:

Где Г - габаритный размер (ширина), м;

Б - угол захвата, град.

- Высота поворотного отвала:

,[1]

Где А - коэффициент, принимаемый для поворотных отвалов 450, ;

- номинальное тяговое усилие, кН.

Решение второй задачи

Расчет сил сопротивления.

1) Расчет силы сопротивления резанию для плоского ножа отвала по формуле Зеленина:

,

Где - толщина срезаемой стружки, см;

    - число ударов стандартного ударника-плотномера, соответствующее заданной категории грунта, ; - длина режущей кромки ножа, м; - угол захвата, град; - угол резания, град. 2) Расчет сопротивления движению призмы грунта перед рабочим органом

,

Где - вес грунта в призме волочения, Н;

- коэффициент трения грунта о грунт, который может быть принят в пределах 0,8-1,0.

,

Где - объем призмы волочения, ,

- объемный вес грунта, который может быть принят равным 1400-1600 .

,

Где L - длина отвала или ширина вырезаемой стружки грунта, м;

H - высота наполнения, м;

- поправочный коэффициент, который определяется в зависимости от вида грунта и отношения H/L по таблице 3.

Таблица 3

H/L

для грунтов

Связных

Несвязных

    0,15 1,3 0,9 0,30 1,3 0,8 0,45 1,2 0,7

3) Сопротивление движению машины как тележки:

,

Где G - вес машины, кг;

F - коэффициент сопротивления передвижению, который может быть равным 0,1 - 0,15;

I - уклон.

4) Сопротивление перемещению грунта вверх по отвалу:

,

Где - коэффициент трения грунта о сталь, который обычно равен 0,5 - 0,6.

5) Сопротивление движению грунта вдоль отвала:

[3]

Расчет требуемой мощности выполняется по формуле:

,

Где V - рабочая скорость движения машины, м/с;

З - коэффициент полезного действия машины (0,85 - 0,95).

, Следовательно, происходит недостаток мощности, необходимо уменьшить глубину резания грунта H до 11 см.

, Следовательно, есть неиспользованный запас мощности.

Расходование мощности на преодоление каждого сопротивления.

    1. На преодоление расходуется мощность. 2. На преодоление расходуется мощность. 3. На преодоление расходуется мощность. 4. На преодоление расходуется мощность. 5. На преодоление расходуется мощность.

Решение третьей задачи

На автогрейдерах применяют механическую или гидромеханическую трансмиссию. В механической трансмиссии (рис. 1) за двигателем, вперед по ходу машины, расположены: муфта сцепления, соединительный вал, коробка передач и задний мост с балансирами. Коробка передач соединена с задним мостом единым блоком или через карданный вал.

кинематическая схема автогрейдера дз-31-1

Рис. 1. Кинематическая схема автогрейдера ДЗ-31-1: 1-- двигатель; 2 -- муфта сцепления; 3 -- первый карданный вал; 4 -- коробка передач; 5 -- ручной тормоз; 6 -- второй карданный вал; 7 -- главная передача; 8 -- балансир; 9 -- ступица; 10 -- ножной тормоз; 11 -- ведущие колеса

Тяжелый автогрейдер и его модификации имеют некоторые отличия в трансмиссии: редуктор отбора мощности, муфта сцепления, коробка передач, мультипликатор, раздаточный и передний редукторы размещены в одном блоке. Ходовая часть имеет три ведущих моста один передний и два задних, привод к которым от трансмиссионного блока осуществляется через соединительные валы.

Автогрейдеры с ведомыми колесами обычно имеют механизм их наклона и установки под углом к вертикали. Наклон колес увеличивает боковую устойчивость машины. У автогрейдеров со всеми ведущими колесами механизма наклона колес обычно не предусматривают. Поперечная устойчивость здесь достигается за счет поворота колес относительно оси автогрейдера.

Задний ведущий мост с колесами, закрепленными на балансирах, крепится жестко к основной раме посредством опорных площадок на балке моста. Передний мост состоит из следующих основных частей: балансирной балки, которая крепится к головной части хребтовой балки, механизма поворота колес и механизма наклона ходовых колес.

Автогрейдер имеет колесные и стояночные тормоза.

Гидравлическая система управления рабочими органами (рис. 2) имеет два самостоятельных контура. Первый контур включает в себя насос, гидроцилиндры управления рабочими органами: два цилиндра подъема и опускания отвала (правый и левый), цилиндр выноса тяговой рамы, цилиндр выноса отвала, цилиндры подъема навесного оборудования (рыхлителя, бульдозера); гидромотор и механизм поворота отвала, гидроцилиндр наклона передних колес, гидрораспределители, фильтры. Второй контур имеет свой насос, гидроусилитель тормозов, гидроусилитель руля. Масляный бак -- общий для обоих контуров. Каждый гидроцилиндр и гидромотор присоединены к своей секции гидрораспределителя трубопроводами.

Трубопроводы имеют на концах гибкие рукава, позволяющие компенсировать все неточности сборки жестких труб, размеров несущих их металлоконструкций и изменения положений гидроцилиндров в работе.

Гидрораспределители направляют поток рабочей жидкости в соответствующие полости гидроцилиндров или гидромотора, автоматически переключают систему на холостую работу (нейтральное положение) после окончания рабочей операции и предохраняют систему от перегрузок.

Рис. 2. Схема гидравлического привода автогрейдера ДЗ-31-1: 1 -- трубопроводы высокого давления; 2, 3, 11 -- гидрораспределители управления рабочими органами; 4 -- гидрораспределитель гидроусилителя руля; 5 -- гидроусилитель руля; 6 -- гидроусилитель тормозов; 7 -- насос НШ-10Д; 8 -- фильтры; 9 -- баи; 10 -- насос НШ-46Д; 12 -- гидрозамки; 13 -- гидромотор; 14 --. механизм поворота отвала} 15, 16, 18, 19, 20 -> гидроцилиндры рабочих органов; 17 -- шарнир

Решение четвертой задачи

Рис. 3. Автогрейдер класса 140: а - общий вид; б - схема поворота отвала в плане; в - схема бокового наклона колес; г - схема бокового выноса отвала

Все узлы и агрегаты автогрейдера класса 140 (рис. 3, а), в том числе двигатель 3 с трансмиссией, кабина водителя 4, основное и дополнительное рабочее оборудование автогрейдера, смонтированы на основной раме 8 коробчатого сечения, которая одним концом опирается на передний мост с управляемыми пневмоколесами 11, а другим - на задний четырехколесный мост 15 с продольно-балансирной подвеской парных колес 16. Передние колеса автогрейдера можно устанавливать с боковым наклоном в обе стороны для повышения устойчивости движения машины при работе на уклонах (рис. 2, в) и уменьшения радиуса поворота.

У автогрейдеров всех классов угол бокового наклона колес составляет ± 20°.

Основное рабочее оборудование автогрейдера состоит из тяговой рамы 7, поворотного круга 12 и отвала 13 со сменными двухлезвийными ножами. Полноповоротный в плане отвал обеспечивает работу автогрейдера при прямом и обратном ходах машины. Поворот отвала в плане осуществляется гидромотором через редуктор. Передняя часть тяговой рамы шарнирно соединена с рамой машины, а задняя часть подвешена на двух гидроцилиндрах 6, с помощью которых грейдерный отвал устанавливают в различные положения: транспортное (поднятое) и рабочее (опущенное). В рабочем положении отвал внедряется в грунт ножами и при движении срезает слой грунта и перемещает его в направлении, определяемом установкой отвала в плане под углом а к продольной оси машины (рис. 3, б).

Угол резания отвала в зависимости от категории грунта регулируется гидроцилиндром 14. Вынос тяговой рамы в обе стороны от продольной оси машины обеспечивается гидроцилиндром 5. Дополнительное рабочее оборудование автогрейдера включает удлинитель отвала, кирковщик 7, управляемый гидроцилиндром 2, и бульдозерный отвал 10, управляемый гидроцилиндром 9. автогрейдер гидравлический кинематический

Гидравлическая система управления рабочим оборудованием автогрейдеров обеспечивает подъем-опускание тяговой рамы вместе с поворотным кругом и отвалом, поворот отвала вместе с поворотным кругом в плане на 360°, боковой вынос отвала в обе стороны от продольной оси машины (см. рис. 3, б), установку отвала под углом в в вертикальной плоскости, боковой вынос отвала для планировки откосов под углом у (рис. 3, г), а также совмещение различных установок отвала.

Отдельные автогрейдеры могут оснащаться автоматической системой управления отвалом типа "Профиль", предназначенной для автоматической стабилизации отвала в поперечном и продольном направлениях, что позволяет существенно повысить производительность машины и точность обработки поверхности. Расчет эксплуатационной производительности выполняется по формуле для машин на разравнивании:

Где - рабочее время в смену, мин;

    - коэффициент использования рабочего времени[3]; - ширина земполотна, м; - длина отвала, м; - угол поворота отвала в плане; - ширина перекрытия обрабатываемой полосы, м [6]; - длина участка, м; - рабочая скорость движения, м/с; - время, затрачиваемое на поворот машины, с [6]; - количество проходов по одному месту [7]; - количество проходов по ширине обрабатываемого участка:

.

Библиографический список

    1. Бобров, В. В. Дорожно-строительные машины и материалы [Текст]: методические указания / В. В. Бобров ; СЛИ. - Сыктывкар, 2007. - 24 с. 2. Добронравов, С. С. Строительные машины и оборудование [Текст]: справочник / С. С. Добронравов, М. С. Добронравов. 2-е изд., и доп. - М.: Высш. шк., 2006. - 445 с.: ил. 3. Хархута Н. Я. Дорожные машины [Текст]: учеб. для вузов / Н. Я. Хархута и др.; Л.: Машиностроение, 1976. - 466 с. 4. ГОСТ 11030-93. Автогрейдеры. Общие технические условия [Текст]. - Введ. 1995-01-01. - Минск : Изд-во стандартов, 1995. - 25 с. 5. ГОСТ 27535-87. Машины землеройные. Автогрейдеры [Текст]. - Введ. 1989-01-01. - М. : Изд-во стандартов, 1989. 6. Цупиков С. Г. Справочник дорожного мастера. Строительство, эксплуатация и ремонт автомобильных дорог [Текст]: Учебно-практическое пособие / С. Г. Цупиков, А. Д. Гриценко. - М. : Инфра-Инженерия, 2005. 7. ЕНиР. Единые нормы и расценки на строительные, монтажные и ремонтно-строительные работы. Сборник Е2. Земляные работы [Текст]. - Государственный строительный комитет СССР 8. Набатов А. Б. Технологическая карта комплексно-механизированного процесса на возведение насыпи земляного полотна из грунтов выемки прицепными скреперами и автогрейдером, оснащенными автоматическими системами управления рабочими органами [Текст]: технологическая карта / А. Б. Набатов, В. Н. Захаров. - М.: Министерство транспортного строительства, 1984.

Похожие статьи




Изучение технологических параметров дорожных машин

Предыдущая | Следующая