Курсовая работа (т): Проект модернизации бульдозера для расширения его технологических характеристик
f = 0,1 - 0,3 - коэффициент сопротивления перемещению трактора с бульдозером.
При транспортировке призмы волочения часть ее переходит в боковые валики (рисунок 5). Поэтому нож бульдозера необходимо заглублять на величину h1, чтобы восполнить потери грунта.
Потеря грунта в боковые валики на 1 м. пути характеризуется коэффициентом К4. Ориентировочно коэффициент К4 принимаем равным 0,028, согласно [1], стр. 56.
кН;
Величину
заглубления определяем по формуле
, (3.22)
мм.
Суммарное
сопротивление движению при данном объёме призмы и глубине резания определяем по
формуле
, (3.23)
кН;
После модрнизации
Суммарное сопротивление движению после модернизации снизилось на 31%
4. РАСЧЕТ ФРЕЗЕРНОГО РАБОЧЕГО ОБОРУДОВАНИЯ
4.1 Расчет на устойчивость
В процессе работы потеря устойчивости опрокидывание бульдозера могут произойти при движении под уклон и внезапной встрече отвала с препятствием.
Полагаем, что деформирование рабочего оборудования и
препятствие мало в сравнении со смешением центра тяжести машины, находим угол
наклона поверхности движения бульдозера, при котором возможно опрокидывание
, (4.1)
где
v- скорость движения бульдозера;
(4.2)
(4.3)
где
l0,hц- координаты центра тяжести относительно ребра
опрокидывания;
Рисунок 21- Схема центра тяжести бульдозера:
,
,
=
,
,
При движении передним ходом под уклон с одновременным торможением возможен отрыв задней части движителя от опорной поверхности.
Сила
взаимодействия движителя с опорной поверхностью
(4.4)
кН
Сила
инерции
(4.5)
где
φ-коэффициент сцепления движителя с опорной поверхностью
кН
Предельный
угол уклона
(4.6)
Подъемы,
преодолеваемые бульдозером по условию сцепления движителя
(4.7)
где f - коэффициент сопротивления передвижению.
Допустимый
угол поперечного уклона определяется по формуле
(4.8)
Рисунок 22-Схема бульдозера относительно ребра
опрокидывания
где В - ширина колеи;
е - эксцентриситет центра тяжести;
В = 1,88 м; е = 0,2м
21°
С учётом модернизации устойчивость изменится следующим образом
Угол наклона поверхности движения бульдозера, при котором возможно опрокидывание
Сила взаимодействия движителя с опорной поверхностью
кН
кН
4.2 Расчет усилий на гидроцилиндрах
Рисунок 23 - схема определения усилий в гидроцилиндрах при выглублении
отвала
Силу на штоке гидроцилиндра при подьеме отвала определяют из уравнения моментов сил, действующих на рабочее обсрудование, относительно точки С:
(4.9)
где
- вес рабочего оборудования:
,
,
,
,
- плечи сил , 
, 
,
,
;
Q - сила сопротивления сдвигу грунта;
- вес
поднимаемого грунта:
-
площадь поперечного сечения грунта, поднимающегося отвала
(=1,8 
);
- длина
отвала, =3,42 м;
-
плотность грунта, =1700
;
,
- горизонтальные и вертикальные силы:
-
сцепной вес тягача;
-
коэффициент сцепления движетеля с грунтом;
- угол
резанья отвала;
- угол трения
грунта по стали;
-
расстояние от режущей кромки до точки приложения результирующей силы;
Рисунок
24 - схема определения усилий в гидроцилиндрах при заглублении отвала
Максимальную
силу заглубления S3 определяют из условия устойчивости трактора
относительно точки опрокидывания В:
(4.10)
где
С
учётом модернизации сила на штоке гидроцилиндра подъёма отвала изменится
следующим образом
Принятое
в результате расчетов усилие 
проверяют
по мощности двигателя. Мощность двигателя должна быть достаточной для
опрокидывания машины, относительно точки А или Б, при одновременной реализации
полной силы тяги по сцеплению:
(4.11)
где
- мощность двигателя, =170 кВт;
-
мощность затрачиваемая на работу механизма подъема,
- тяговая
мощность:
где
- скорость штока;
- К.П.Д.
механизма подъема;
где
- К.П.Д. ходового механизма;
Условие выполняется.
С
учётом модернизации
(4.12)
Мощность
на резание грунта:
где
- удельное сопротивление грунта резанию,
- ширина
режущей кромки одного резца,
-
толщина стружки, срезаемой одним резцом фрезы,
-
глубина резания,
- число
резцов в сечении фрезы,
-
частота вращения вала,
- уд
Мощность
на рыхление грунта:
Условие выполняется.
С
учётом произведённых расчётов принимаем гидроцилиндр подъёма отвала
ЦГ-100.63х1250.31 (131-26-108-02) имеющий рабочее давление 
и массу 102,5 кг.
Принимаем аксиально-поршневой гидромотор Г15-21Н с рабочим объёмом 11,2 м3, крутящим моментом 8 Нм и частотой вращения 960 об/мин
Используем
цилиндрический одноступенчатый редуктор Р311-N с передаточным
числом 4.5 и передаваемым моментом 30 Нм.
4.3 Расчет цепной передачи
Выбираем цепь приводную роликовую однорядную ПРА (по ГОСТ 13568-75) и определяем шаг ее по формуле:
=2,8×3Ö(T3×KЭ)/(Z1×[p]×m) (4.13)
где Т3 - вращающий момент на валу ведущей звездочки, Т3=209,73Н×м;
КЭ - коэффициент, учитывающий условия монтажа и эксплуатации цепной
передачи, он равен:
КЭ=Kg×Ka×KH×Kp×Kсм×Кn (4.14)
где Kg - динамический коэффициент, так как передача работает с постоянной нагрузкой, то Kg=1;
Ка - коэффициент, учитывающий влияние межосевого расстояния,
при а=(30…50)t принимаем Ка=1.3;
КН - коэффициент, учитывающий влияние наклона цепи, при наклоне 15° КН=1;
Кр - коэффициент, учитывающий способ регулирования цепи, при периодическом регулировании Кр=1,1;
Ксм - коэффициент, учитывающий способ смазки, при периодической смазке Ксм=1,3;
Креж - коэффициент, учитывающий периодичность работы передачи, принимаем, что передача работает в одну смену, тогда Креж=1.
КЭ=1.3×1×1.1×1×1.3×1.25=2.32.
Число зубьев звездочки:
− ведущей Z1=31-2×Uц.п.=31-2×3=25;
− ведомой Z2=Z1×Uц.п.=25×3=75.
[p] - допускаемое давление в шарнирах цепи, принимаем ориентировочно [p]=20МПа;
m - число рядов цепи, m=1.
t=2,8×3Ö(209.73×103×2.32)/(25×20×1)=27.7 мм,
Принимаем ближайшее значение t=25,4 мм.
Разрушающая нагрузка Q=60 кН.
Вес одного наклонного метра g=2,6 кг/м.
Определим число звеньев цепи по формуле:
zц=2×at/t+0,5×Zå+(f∙t/at), (4.15)
где Zå - суммарное число зубьев, Zå=Z1+Z2=25+75=100;
=(Z2−Z1)2/(4∙p2); (4.16)
= 40·t=40∙25,4=1016 мм.
Zц=1016·2/25,4+0,5×100+(63,39·25,4/1016)=131,58.
Принимаем Zц =132.
Уточняем межосевое расстояние по формуле:
a=0,25×t[Zц -0,5×Zå+Ö(( Zц -0,5×Zå)2-8×f2)]=
=0,25×25.4[132-0,5×100+Ö((132-0,5×100)2-8×162)]=1021 мм.
Для свободного провисания цепи предусматриваем возможность уменьшения межосевого расстояния на 0,4 %, то есть на 1021×0,004=4 мм. Тогда действительное межосевое расстояние: а=1017 мм.
Расчетная мощность, передаваемая цепью, кВт:
Np =N3∙kэ·kz·kn/kряд , (4.17)
где kz =z01/z1 − коэффициент числа зубьев, z01 =25;
kn =n01/n1 − коэффициент частоты вращения, n01=200;
kряд−коэффициент, учитывающий число рядов цепи (табл.3.3.9 [8]);
Np=5.91∙2.32 ∙(25/25)∙(200/255.1)/1=10,74 кВт.
Скорость цепи, м/с:
υ=t·z1· n3/(60·103)=255.1∙ 25∙
3,5/(60∙103)=2,7 м/с.
Окружное усилие, Н:
Ft=P1·103/
υ=8.05∙10/2.7=3096.151
H.
Определяем диаметры делительных окружностей звездочки по формуле:
−ведущей dg1= t/(sin(180/Z1))=25.4/(sin(180/25))=210.63 мм;
−ведомой dg2=t/(sin(180/Z2))=25.4/(sin(180/75))=495 мм.
Определим диаметры наружных окружностей звездочки по формуле:
−ведущей De1=t(ctg(180/Z1)+0,7)−0,31×d1,
где d1 - диаметр ролика, d1= 15.88 мм.
De1=25.4(ctg(180/25)+0,532)+0,31×15,88=210.63 мм;
−ведомой De2=25,4(ctg(180/75)+0,532)-0,31×19=495 мм.
Число ударов цепи при набегании ее на зубья звездочек и сбегания с них, с−1:
w=4z1 n1/(60zц)=4·25·3,5/(60·132)=3
с−1.
5. СОСТАВЛЕНИЕ ТЕХНОЛОГИЧЕСКОЙ КАРТЫ НА ТЕХНИЧЕСКОЕ ОБСЛУЖИВАНИЕ ОДНОГО ИЗ ОСНОВНЫХ АГРЕГАТОВ МАШИНЫ
Технологическая карта представлена на втором листе графической части курсового проекта.
Каждая операция, в свою очередь, делится на несколько переходов. Все это отражено в технологической карте. Также в ней указаны нормы времени на выполнение данных операций и необходимые для них инструменты и оборудование.
В технологической карте приведены эскизы, которые поясняют выполнение
операций, технические условия и указания, выражающие требования к качеству
выполнения операций и переходов.