Курсовая работа (т): Проект модернизации бульдозера для расширения его технологических характеристик

Проект модернизации бульдозера для расширения его технологических характеристик

Содержание

ВВЕДЕНИЕ

. ОПИСАНИЕ И ПРИНЦИП ДЕЙСТВИЯ БУЛЬДОЗЕРА

.1 Описание принципиальной схемы машины

. Анализ научно-технической и патентной литературы

. ОПРЕДЕЛЕНИЕ ОСНОВНЫХ ПАРАМЕТРОВ БУЛЬДОЗЕРА

.1 Расчет тягового усилия

.2 Выбор скорости рабочего хода

.3 Выбор скорости обратного хода

.4 Определение положения центра давления.

.5 Наибольшее возможное вертикальное давление на режущей кромке отвала

.6 Выбор длины и высоты отвала.

.7 Определение производительности бульдозера.

.8 Определение пути и времени наполнения отвала.

.9 Определение рабочих сопротивлений.

4. расчет фрезерного рабочего оборудования

4.1 Расчет на устойчивость

.2 Расчет усилий на гидроцилиндрах

.3 Расчет цепной передачи

. СОСТАВЛЕНИЕ ТЕХНОЛОГИЧЕСКОЙ КАРТЫ НА ТЕХНИЧЕСКОЕ ОБСЛУЖИВАНИЕ ОДНОГО ИЗ ОСНОВНЫХ АГРЕГАТОВ МАШИНЫ

. основные направления развития и совершенствования бульдозеров

. ТЕХНИКО-ЭКОНОМИЧЕСКАЯ ЭФФЕКТИВНОСТЬ РАЗРАБОТАННОЙ КОНСТРУКЦИИ

.1 Фонд оплаты труда

.1.1 Тарифная заработная плата

.1.2 Доплаты и надбавки

.1.3 Дополнительная заработная плата (отпускные и другие виды выплат)

.1.4 Сменный фонд оплаты труда (ФОТ)

.2 Отчисления в фонд социальной защиты населения

.3 Отчисления в Белгосстрах

.4 Материально-энергетические ресурсы

.4.1 Топливо

.4.2 Материалы

.4.3 Общие затраты на материально-энергетические ресурсы

.5 Амортизация машины

.6 Накладные расходы

.7 Себестоимость машино-смены

.8 Анализ себестоимости машино-смены

.9 Определение себестоимости машино-смены по элементам затрат для разработанной конструкции

.9.1 Фонд оплаты труда

.9.2 Материальные и энергетические ресурсы

.9.3 Амортизационные отчисления

.9.4 Накладные расходы

.9.5 Отчисления и налоги, включенные в себестоимость

.9.6 Новая себестоимость машино-смены

. ТЕХНИКА БЕЗОПАНОСТИ И РАЗРАБОТКА ЭНЕРГОСБЕРЕГАЮЩИХ МЕРОПРИЯТИЙ

.1 Общие требования безопасности

.2 Требования безопасности перед началом работы

.3 Требования безопасности во время работы

.4 Требования безопасности в аварийных ситуациях

.5 Требования безопасности по окончании работ

.6 Ресурсо- и энергосбережение

ЗАКЛЮЧЕНИЕ

Список литературы

ВВЕДЕНИЕ

Земляные-работы являются составной частью строительства большинства инженерных сооружений. Они включают в себя: отрывку котлованов, траншей и мелиоративных каналов; возведение насыпей, плотин; устройство закрытых проходок в грунте в виде шахт и туннелей под различные подземные сооружения; бурение горизонтальных, наклонных и вертикальных скважин при бестраншейной прокладке трубопроводов под насыпями железных и шоссейных дорог, для установки свайных опор в плотных грунтах, для закладки зарядов взрывчатых веществ при разработке грунтов взрывом и т.п.

Дорожные машины работают в тяжелых условиях, которые характеризуются большим диапазоном изменений температуры воздуха, постоянной возможностью подвергнуться воздействию осадков, передвижением в условиях бездорожья, работой на влажных, а иногда на сильно пылеватых грунтах и т.п. К тому же строительные объекты часто имеют значительную протяженность, поэтому места работы машин отдалены от ремонтных баз. Дорожные машины должны быть просты по конструкции и обладать высокой надежностью в работе и необходимой долговечностью. Все это должно учитываться при проектировании машин.

Бульдозером называют самоходную землеройную машину, представляющую собой гусеничный или колесный трактор, тягач или другую самоходную машину с навешенным с помощью рамы или брусьев рабочим органом - отвалом криволинейного профиля, расположенным вне базы ходовой части.

Назначение бульдозера состоит в замене ручного труда в послойном копании и перемещении на короткие расстояния грунта при строительстве грунтовых дорог, дамб, плотин, профилировании насыпей, снятии грунта, засыпке траншей, выравнивании грунтовых поверхностей, при расчистке дорог, выкорчевывании пней и других строительных, гидромелиоративных, ирригационных земляных работах.

Целью данного дипломного проекта является модернизация бульдозера для расширения его технологических характеристик, это достигается решением следующих задач:

) выявление недостатков имеющейся конструкции

) анализ научно технической и патентной литературы

) внедрение наиболее эффективных технических решений

) расчёт усовершенствованного оборудования

) разработка энергосберегающих мероприятий

1. ОПИСАНИЕ И ПРИНЦИП ДЕЙСТВИЯ БУЛЬДОЗЕРА

Бульдозер представляет собой базовый тягач 1(рис. 1), оснащенный ножевым навесным рабочим оборудованием, в которое входит отвал 3 с ножами 5, толкающие брусья 6, подкосы 7 и гидроцилиндры 2. Отвал изготовляют в виде коробчатой сварной конструкции с накладками жесткости, приваренными к тыльной стороне и козырьком 4. Толкающие коробчатые брусья 6 передними концами шарнирно соединяют с проушинами тыльной стороны отвала, а задними - с упряжными шарнирами 8, плиты которых приварены к балкам гусеничных тележек трактора. Подкосы соединяют верхнюю часть отвала с проушинами толкающих брусьев; перестановкой подкосов можно изменять угол резания в пределах 45-60°. Вследствие трудоемкости операций по перестановке подкосов их заменяют гидроцилиндрами.

Бульдозерным оборудованием иногда оснащают другие землеройно-транспортные машины (автогрейдеры, экскаваторы, погрузчики), у которых это оборудование является вспомогательным. Бульдозеры могут разрабатывать талые и мерзлые предварительно взрыхленные грунты. В качестве базовых машин для бульдозеров чаще всего используют гусеничные тракторы мощностью от 55 до 650 кВт, реже - колесные тракторы или тягачи мощностью 75- 1200 кВт.

Для выполнения подготовительных работ на раму бульдозера навешивают дополнительные виды рабочего оборудования: кусторезы, корчеватели, собиратели и др. Бульдозеры нередко, выпускают в комплекте с рыхлителями и канавокопателями, навешиваемыми сзади машины.

Бульдозер послойно срезает грунт и одновременно перемещает его волоком по поверхности земли к месту укладки.

Рисунок 1 - Конструктивная схема.

- базовый тягач; 2- гидроцилиндр подъема и опускания отвала; 3- отвал; 4 - козырёк; 5 - нож; 6 - толкающий брус; 7 - подкос; 8 - упряжной шарнир;

Бульдозеры с неповоротным отвалом применяют для возведения насыпей из грунтов боковых резервов, разработки выемок, грубого планирования поверхностей земляных сооружений, для засыпки рвов, траншей, обваловки сооружений, а также для подготовительных работ- валки отдельных деревьев, срезки кустарника, корчевания отдельных пней и камней. Бульдозеры используют также для распределения грунтовых отвалов при работе экскаваторов и землевозов, образования штабелей сыпучих материалов (песка, щебня) и их подачи к перерабатывающим агрегатам, для снегоочистки, формирования террас на косогорах, производства вскрышных работ в карьерах.

На базе гусеничных тракторов также серийно выпускают бульдозеры с поворотным отвалом и универсальные. У бульдозера этого типа вместо толкающих брусьев установлена арочная рама, к вершине которой шарнирно присоединен отвал (рис. 2). Края отвала удерживают толкатели, соединенные ползунами с боковыми направляющими рамы. Последняя соединена с кронштейнами рамы трактора. Отвал поворачивают в плане гидроцилиндрами. Ползуны толкателей при этом изменяют положение на направляющих рамы и фиксируются закладными штырями. Задние проушины толкателей можно переставлять по высоте относительно ползунов, изменяя, таким образом, угол резания. Опуская проушину одного толкателя и поднимая проушину другого, можно произвести поперечный перекос отвала.

Рисунок 2 - Бульдозер с поворотным отвалом (вид сбоку и сверху):

- ножи; 2- козырек; 3- отвал; 4 - гидроцилиндры подъема и опускания отвала; 5 - направляющие ползуны опорных пальцев; 6 - опорный шарнир; 7 - гидроцилиндры перекоса отвала; 8 - направляющие ползунов толкателей; 9 - ползун; 10- универсальная рама; 11 - толкатель; 12- гидроцилиндр поворота отвала в плане; 13 - наголовник; 14 - штырь; 15, 16 - проушины.

В зависимости от условий работы применяют различные отвалы бульдозеров (рис. 3).

У прямого простого отвала (рис. 3, а) имеются прямая образующая, небольшие изогнутые боковые щитки и ножи для уменьшения износа щитков. Ножи отвала обычно состоят из двух частей и снабжены выступающими вперед сменными угловыми ножами. Такими отвалами разрабатывают крепкие грунты.

Универсальный отвал (рис. 3, б) используют для планировочных работ в грунтах с нарушенной структурой.

Сферический отвал (рис. 3, в) применяют для разработки мягких и средней крепости грунтов. Изогнутая в плане форма отвала предусмотрена для косого резания грунтов, при котором уменьшается сопротивление резанию и можно увеличить на 10-12% длину отвала. За счет выступающих вперед концов отвала объем перемещаемого грунта увеличивается на 20-25% по сравнению с прямым отвалом.

Рисунок 3 - Формы отвалов бульдозера:

а -- прямой; б - универсальный; в -- сферический; г -- с боковыми рыхлящими зубьями; д -- совковый для уборки; е -- короткий толкающий; 1 -- лобовой лист вместе с козырьком; 2 -- боковые щитки; 3 -- боковые ножи; 4 - угловые ножи; 5 - средние ножи; 6 - открылки-7 - выдвижные зубья

Отвал с рыхлящими боковыми зубьями (рис. 3, г) используют для разработки крепких каменистых грунтов бульдозерами большой мощности. Зубья выдвигаются гидроцилиндрами ниже ножей на 20-30 см.

Совковый отвал (рис. 3, д) имеет боковые щитки, снижающие потери грунта при перемещении и выступающую вперед часть ножа для лучшего врезания в грунт. Применяют его для разработки малосвязных грунтов в случае перемещении их на большие расстояния.

Короткие прямые отвалы (рис. 3, е) снабжают амортизаторами, предназначают для бульдозеров-толкателей, толкающих при работе землеройно-транспортные машины для получения большего тягового усилия. Толкающие брусья таких отвалов устанавливают с внутренней стороны гусеничных тележек.

Кроме указанных типов отвалов внедряют в производство дополнительные виды сменного рабочего оборудования для отделки откосов насыпей, рыхления грунта, удаления кустарника и др. Использование их значительно повышает универсальность бульдозеров.

Рабочий процесс бульдозера состоит из операций копания, перемещения и разравнивания грунта. При копании режущая часть отвала заглубляется в грунт и бульдозер одновременно движется вперед. Вырезаемый из забоя грунт накапливается перед отвалом, формируя призму грунта, которую называют призмой волочения. После этого отвал выглубляют и бульдозер перемещает грунт к месту укладки. Далее бульдозер разравнивает призму грунта несколько приподнятым предварительно отвалом. Разравнивать грунт можно передним и задним ходом машины. При транспортировании грунта часть его теряется. Потери, зависящие от дальности перемещения, могут доходить до 30% и более от объема призмы волочения.

В зависимости от условий работы, мощности и типа тягача гусеничные бульдозеры работают на скоростях 2,4-6,0 км/ч, на колесных тягачах - 3,5-8,0, а перемещают грунты соответственно на скоростях 4-8 и 6-12 км/ч (холостой ход - 10-12 и 20-25 км/ч).

Бульдозеры принято классифицировать по следующим признакам: мощности двигателя или тяговому усилию, типу ходового оборудования, способу установки отвала, типу привода или управления рабочим органом.

Тяжелые и сверхтяжелые бульдозеры применяют для выполнения земляных работ больших объемов, а также в районах со сложными климатическими и грунтовыми условиями; легкие и средние - для работ в транспортном, жилищном и сельскохозяйственном строительстве.

По типу ходового оборудования бульдозеры подразделяют на гусеничные и пневмоколесные. В первом случае базовыми машинами являются гусеничные тракторы, а во втором - пневмоколесные тягачи и колесные тракторы.

Бульдозеры на гусеничном ходу имеют высокую проходимость, при этом типе хода тяговое усилие при одной и той же мощности большее, чем у пневмоколесных.

Пневмоколесные более маневренны и быстроходны, их ходовая часть в эксплуатационных условиях более долговечна.

По способу установки отвала бульдозеры разделяют на машины с неповоротными и поворотными отвалами и универсальные. К первым относят бульдозеры, у которых в процессе работы из меняется только угол резания, остальные же установочные углы остаются постоянными. У бульдозеров с поворотными отвалами изменяются углы резания и захвата, у универсальных - все установочные углы. Диапазоны изменения углов установки отвалов показаны на рис. 4.

С изменением установочных углов меняется характер движения и высота подъема грунта по отвалу.

Рисунок. 4 - Схема установки отвала бульдозера:

а - поворот отвала в плане; б - поворот отвала в вертикальной плоскости; 1 - толкающая рама; 2 - боковой толкатель отвала; 3 - отвал; 4 - отвал, повернутый в плане; 5 - отвал, повернутый в вертикальной плоскости

Бульдозеры с неповоротными отвалами используют для разработки связных грунтов с ненарушенной структурой, а с поворотными отвалами и универсальные - для разработки несвязных грунтов, выполнения планировочных и снегоуборочных работ, засыпки траншей, рвов, котлованов и других выемок.

По типу привода или управления работой рабочего органа различают машины с канатно-блочным и гидравлическим управлением. У первых работой отвалов управляют с помощью однобарабанных фрикционных нереверсивных лебедок с канатно-блочными системами, приводимыми в действие от валов отбора мощности трактора, у вторых - одним или двумя гидроцилиндрами.

Для заглубления в грунт рабочее оборудование должно иметь достаточную массу. У бульдозеров с гидравлическим управлением отвал заглубляется в грунт принудительно, под действием усилий, развиваемых гидроцилиндрами. Это позволяет снизить массу отвала, облегчить условия работы машины, уменьшить затраты времени на набор грунта и повысить производительность машины. Большинство бульдозеров, выпущенных в последние годы, имеет гидравлическое управление.

Основным рабочим органом бульдозера является отвал. Производительность и потребная величина тягового усилия зависят от выбора параметров отвала.

1.1 Описание принципиальной схемы машины

В данном курсовом проекте будет рассмотрен бульдозер Б10М с механической трансмиссией. Данный бульдозер является результатом модернизации тракторов типа Т10 (Т-170)

Рисунок 5 - Бульдозер Б10М

- базовая машина; 2 - кабина; 3 - рыхлитель; 4 - гусеница; 5 - ведущая звездочка; 6 - толкающий брус; 7 - нож; 8 - отвал; 9 - раскос; 10 - гидроцилиндр подъема-опускания отвала.

Бульдозер Б10М предназначен для разработки грунтов I - III категории без предварительного рыхления, грунтов IV категории с предварительным рыхлением, а также трещиноватых скальных пород и мерзлых грунтов при температуре грунта до -5°С. При агрегатировании тяговой лебедкой бульдозер Б10М может использоваться для выполнения специальных работ в строительстве, лесозаготовительных и транспортных работ, а также при проведении аварийно-спасательных мероприятий. Бульдозер Б10М может эксплуатироваться в условиях умеренного и холодного климата при температурах окружающего воздуха от плюс 40°С до минус 50°С, на высоте до 3000 м над уровнем моря, при высокой запыленности, а также в условиях тропического климата (тропическое исполнение).