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

На тракторе установлен четырёхцилиндровый, четырёхтактный дизельный двигатель Д-180 с турбонаддувом, камерой сгорания в днище поршня и запуском от электростартера

Трансмиссия гидромеханическая, состоит из гидротрансформатора,

планетарной коробки передач, имеющей 3 передачи вперёд и 3 передачи назад с гидропереключением передач и реверса, и карданной передачи.

Там, где необходимо уменьшить давление на грунт, применяется бульдозер Б10М болотник или Б10МБ

2. Анализ научно-технической и патентной литературы

Патентный поиск проводился по патентной документации Беларуси, России и СССР, по результатам которого были выявлены наиболее эффективные технические решения.

В патенте [1] рассмотрен рабочий орган бульдозера (рисунок 6), включающий отвал, состоящий из несущей рамы с верхним и нижним поворотными барабанами, между которыми установлена бесконечная гибкая лента, огибающая тыльные конусные поверхности двух дисковых ножей, закрепленных на торцах отвала, отличающийся тем, что на ленте между дисковыми ножами закреплены скребки, а верхний поворотный барабан при помощи цепной передачи соединен с гидромотором привода, установленным на несущей раме, при этом на тыльные конусные поверхности дисковых ножей нанесено фрикционное покрытие.

Рисунок 6 - Рабочий орган бульдозера:

фиг.1 -- разрез А-А; фиг.2 -- вид спереди; фиг.3 -- разрез Б-Б; 1 -- отвал; 2 -- несущая рама; 3 -- подшипниковый узел; 4 -- верхний поворотный барабан; 5 -- нижний поворотный барабан; 6 -- гибкая лента; 7 -- дисковый нож; 8 -- кронштейн; 9 -- скребки; 10 -- скребки; 11 -- цепная передача; 12 -- гидромотор; 13 -- кронштейн.

Преимуществом является эффеткивность копания грунтов с низкой несущей способностью.Недостатком данного рабочего оборудования является высокая энергоёмкость данного процесса.

В патенте [2] рассмотрен отвал бульдозера, который содержит подпружиненные ножи с возможностью перемещения в вертикальной плоскости, смонтированные на задних секциях нижней части лобового листа. Данное устройство требует частой корректирующей подстройки.

Рисунок 7 - Отвал бульдозера:

фиг.1 -- общий вид; фиг.2 -- разрез А-А; 1 -- отвал; 2 -- несущая рама; 3 -- подшипниковый узел; 4 -- верхний поворотный барабан; 5 -- нижний поворотный барабан; 6 -- гибкая лента; 7 -- дисковый нож; 8 -- кронштейн; 9 -- скребки; 10 -- скребки; 11 -- цепная передача; 12 -- гидромотор; 13 -- кронштейн;

Бульдозер с клиновидными зубьями[2].

Оборудование отличающееся тем, что зубья выполнены с хвостовиками, посредством которых они шарнирно смонтированы' на ножевой части отвала, при этом продольные оси хвостовиков расположены параллельно продольной оси оборудования, которое снабжено гидроцилиндрами поворота зубьев вокруг продольных осей их хвостовиков.

Целью изобретения является повышение производительности.

Рисунок 8 - Отвал с клиновидными зубьями

Бульдозер с поворотным отвалом, включающий пружинно- гидравлический замок [3].

Работа механизма при повороте отвала бульдозера в плане и фиксация его в заданных положениях осуществляются следующим образом.

Машинист с помощью гидросистемы базового трактора 1 включает гидроцилиндры 17 привода замков 10 на втягивание штоков, при этом защелки 14 выходят из гнезда 9 направляющих рамы за счет движения штоков на величину С ≥ А + В, а затем включает гидроцилиндр 11 поворота отвала, после чего гидрораспределитель управления гидроцилиндрами 17 устанавливается в "плавающее" положение, при котором полости гидроцилиндров 17 соединяются между собой и со "сливом". Отвал поворачивается в заданном направлении. В процессе его поворота пружина 20 вытягивает шток 16 из гидроцилиндра на величину зазора А, а при прохождении замка над гнездом пружина 18 быстро заталкивает в него защелку 14 на эту величину. Поворот отвала прекращается и водитель, включая гидроцилиндр 17, досылает защелку 14 в гнезда 9 на требуемую глубину В.

Применения изобретения повышает производительность бульдозера при выполнении работ, когда требуется частое изменение положения отвала в горизонтальной плоскости.

Рисунок 9 - Пружинно-гидравлический замок

Отвал бульдозера с лобовым листом и ножами в нижней части, разделенные на секции[4].

Целью изобретения является повышение производительности.

Указанная цель достигается тем, что у отвала бульдозера, включающего лобовой лист с ножами нижней части, разделенной на секции, поочередно смещенные между собой в направлении рабочего движения бульдозера, ножи, расположенные на задних секциях нижней части лобового листа, смонтированы с возможностью перемещения в вертикальной плоскости и подпружинены.

Кроме того, пружины ножей закреплены с возможностью регулирования их жесткости.

Таким образом, в связи с введением в конструкцию предлагаемого отвала подпружиненных секционных ножей за счет уменьшения потерь грунта при транспортировке и увеличения удельного напорного усилия резания увеличивается производительность бульдозерных работ. Но данное устройство требует частой корректирующей подстройки.

Рисунок. 10 - Отвал с подпружинненым секциями:

фиг.1 --общий вид; фиг.2 -- разрез А-А;

Планировщик-распределитель с автоматическим управлением [5].

Планировщик-распределитель, включающий гусеничный трактор с толкающей рамой, шарнирно соединенной с рабочей рамой, имеющей хребтовую балку с рояльным колесом на переднем конце, рабочий орган в виде отвала и шнека с резцами, смонтированный на рабочей раме, отличающийся тем, что хребтовая балка с рояльным колесом смонтирована на рабочей раме шарнирно, с возможностью фиксированного поворота в горизонтальной плоскости.

Рисунок 11 - Бульдозер с рояльным колесом

Бульдозер с горизонтальными гидрораскосами [6].

Цель изобретения - повышение производительности .

Бульдозер включает базовый трактор 1, к раме ходовой тележки которого посредством универсальных шарниров 2 прикреплены толкающие

брусья 3 и 4, присоединенные к секциям 5 и 6 отвала шарнирами 7 и 8, . имеющими две степени свободы. Гидроцилиндры 9 и 10 управления и винтовой раскос 11 шарнирно присоединены к секциям 5 и 6 отвала и толкающим брусьям 3 и 4. Гильзы и штоки гидроцилиндров 12 подъема и опускания отвала шарнирно присоединены к трактору 1 и к секциям 5 и 6 отвала. Боковая устойчивость отвала обеспечивается поперечной тягой 13, один конец которой шарнирно прикреплен к-раме трактора 1, а другой - к одной из секций, например 6, отвала. Каждая из секций 5 и 6 соединена с треугольной пластиной 14. и 15 соответственно посредством цилиндрических шарниров 16 и 17. Пластины 14 и 15, в свою очередь, связаны между собой цилиндрическими шарнирами 18. Статическую устойчивость секций 5 и 6 одна относительно другой обеспечивает дополнительный гидроцилиндр 19.

Полученные рабочие положения отвала позволяют использовать бульдозер при разработке тяжелых грунтов, не перекашивая отвал в поперечно-вертикальной плоскости. При этом производительность бульдозера (по сравнению с работой перекошенным отвалом) увеличится за счет реализации на гусеницах полной силы тяги в силу отсутствия ограничений на величину усилия, реализуемого на гусеницах по условию боковой устойчивости бульдозера.

Рисунок 12 - Бульдозер с криволинейными секциями

бульдозер гидроцилиндр давление тяговый

Компенсатор перекоса отвала [7].

Цель изобретения - повышение производительности за счет

увеличения диапазона изменения угла наклона отвала.

Бульдозер содержит базовую машину I, отвал 2, толкающие брусья 3 и 4, гидроподкосы 5 и 6 наклона и перекоса отвала, разноименные полости 7 и 8 которых сообщены между собой, механизм 9 компенсации перекоса отвала, содержащий жестко соединенный с толкающим брусом 4 горизонтальный подкос 10 и шарнирно соединенный с толкающим брусом 3 горизонтальный подкос 11, которые шарнирно соединены кулачковым валом 12, и шарнирную серьгу 13. Кулачки 14 и 15 вала 12 взаимодействуют с управляющими элементами 16 и 17 управляемых дросселей 18 и 19, которые установлены на горизонтальном подкосе 10.

Таким образом, при ограниченном значении угла перекоса данная схема подключения гидроподкосов позволяет осуществить изменение угла резания в широких пределах, что приводит к увеличению производительности бульдозера на различных видах работ.

Рисунок 13 - Механизм компенсации перекоса

Отвал с шарнирно-шаровым креплением [8].

Бульдозер, включающий базовый трактор,отвал, толкающие брусья с шаровыми шарнирами их соединения с отвалом,раскосы, подкосы, гидроцилиндры подъема-опускания отвала, узел компенсации перекоса отвала, отличающийся тем, что, с целью повышения надежности бульдозерного оборудования, он снабжен дополнительным узлом компенсации и каждый из узлов компенсации выполнен из разъемного корпуса, который имеет выемку для размещения в нем шарового шарнира соединения толкающего бруса с отвалом и шарнирно прикреплен к проушине отвала вертикальным пальцем.

Рисунок 14- Бульдозер с шаровыми шарнирами

Бульдозер с плужным рабочим органом. [9].

Бульдозер включает базовую машину с отвалом, толкающие брусья, силовые гидроцилиндры и режущий орган. Режущий орган выполнен в виде шнека, имеющего левую и правую навивки режущей ленты. В средней части на валу шнека смонтирована режущая фреза специального профиля. Вал шнека смонтирован в подшипниковых узлах-опорах стоек отвала бульдозера. При этом режущий шнек навешан на отвал бульдозера посредством гидроцилиндров. Привод шнека и фрезы осуществляется через силовой редуктор гидромоторами. Технической задачей заявляемого изобретения является расширение функциональных возможностей бульдозера за счет изменения конструктивного исполнения режущего инструмента, направленного на формирование заданного поперечного профиля без нарушения плодородного слоя земли.

Рисунок 15 - Режущий орган бульдозера (ротор-метатель)

Фрезерное рабочее оборудование [10]

Для расширения технологических возможностей дополнительный рабочий орган бульдозера выполнен из двух, жестко закрепленных на толкающих брусьях, поддерживающих брусьев, к которым прикреплен вал с дисковыми фрезами, вращающимися по направлению движения бульдозера, расположенными перпендикулярно плоскости резания, и гидромотор, жестко соединенный с валом. Вращающиеся фрезы разрезают грунт перед отвалом, тем самым уменьшая сопротивление резанию Wp, вследствие возникновения свободного резания грунта отвалом при двух открытых стенках реза. Так как фрезы вращаются по направлению движения бульдозера и режут грунт «сверху-вниз», то возникающая горизонтальная составляющая силы сопротивления резанию Rx направлена вперед по ходу рабочего движения бульдозера и как бы «подталкивает» бульдозер, компенсируя часть затрат мощности на преодоление сопротивления перемещению бульдозера.

 <#"903185.files/image028.jpg">

Рисунок 16 - Режущий орган бульдозера

Опорный шарнир толкающего бруса бульдозера [11]

Включает цапфу с осью, сферический вкладыш, корпус с крышкой и торцовую шайбу, с целью повышения ремонтоспособности, он снабжен установленными на оси цапфы съемной цилиндрической втулкой и закладными ступенчатыми полукольцами, при этом ось цапфы и съемная втулка имеют совмещенные пазы, в которых расположены закладные полукольца, а торцовая шайба выполнена с внутренней проточкой, охватывающей наружные поверхности закладных полуколец. Таким образом, при работе происходит в основном износ быстросъемных деталей малой металлоемкости.

По результатам патентного анализа делаем вывод, что наиболее целесообразно использование патента номер 10 для данной дипломной работы

. ОПРЕДЕЛЕНИЕ ОСНОВНЫХ ПАРАМЕТРОВ БУЛЬДОЗЕРА

3.1 Расчет тягового усилия

Номинальное тяговое усилие определяем по формуле

,                                            (3.1)

где Gсц - эксплуатационный вес базовой машины,

φсц - коэффициент сцепления с грунтом (φсц=0,9),

Эксплуатационный вес базовой машины определяем по формуле

,                                    (3.2)

где Gбм - вес базовой машины без навесного оборудования (со смазкой, водой, полной заправкой топлива, водителем, балластом и возимым инструментом и комплектом запасных частей ).

Вес базовой машины определяем по формуле

,                                                 (3.3)