Лабораторная работа №8 по дисциплинам «Механическое оборудование. Лабораторная работа 8 по дисциплинам Механическое оборудование карьеров иГорные машины Автогрейдеры
 Скачать 1.27 Mb.
|
Оглавление
Лабораторная работа № 8 Наименование. Конструкция и расчет автогрейдера. Цель работы. Подготовка студентов для получения комплекса знаний по устройству и применению автогрейдера. Практическое использование полученных знаний – возможность работы в качестве дублера механика или горного мастера в период прохождения практики на предприятии. Содержание работы. По данной работе студент должен изучить: – общее устройство и расположение оборудования на автогрейдере; – конструкцию и привод рабочего оборудования: углы установки отвала, определение размеров отвала, расположение гидроцилиндров; – тяговый расчет автогрейдера; – механизм наклона колес автогрейдера; – расчет производительности автогрейдера. Контрольные вопросы: Общее устройство автогрейдера (рис. 1). Масса автогрейдера и коэффициенты, от которых она зависит. Геометрические элементы и углы установки отвала. Определение размеров отвала. Маркировка шин. Схема к определению базы автогрейдера. Определение размера базы автогрейдера. Схема конструктивных параметров автогрейдера. Определение сил действующих на автогрейдер. Тяговая характеристика автогрейдера. Схема сил для расчета отвала. Расчет эксплуатационной производительности. Расчет рабочего оборудования автогрейдера. Расчет кирковщика. Механизм подъема отвала. Механизм наклона колес. Форма отчетности – в отчет по работе входит: введение – описывается назначение машины и область применения; описание и обоснование конструкции – рассматривается конструктивная схема, кратко обосновываются колесная формула, наличие или отсутствие механизмов наклона передних колес, выдвижение отвала относительно поворотного круга, форма тяговой рамы и т.п.; более подробно освещаются схемы и расчеты. Проверка знаний – контрольный опрос и проверка отчета каждого студента. 1. Назначение и принцип действия автогрейдеров Автогрейдеры – самоходные дорожные машины, рабочим оборудованием которых является подвижный грейдерный отвал. Кроме основного оборудования – грейдерного (среднего) отвала – на автогрейдер устанавливают сменные рабочие органы: небольшой бульдозерный отвал, кирковщик для предварительного рыхления плотных и тяжелых грунтов, снегоочиститель, дорожную фрезу и др. Автогрейдер имеет гидравлическую систему управления основным отвалом, которая обеспечивает его поворот в плане на 360° и наклон вместе с тяговой рамой в пределах до 90°. Такая конструкция машины обеспечивает ее назначение и область применения: профилирование и отделка дорожного земляного полотна, устройство щебеночного, гравийного и песчаного дорожного покрытия, возведение невысоких (до 0,6 м) насыпей из боковых резервов, планировочные работы, очистка от снега и др. Основное назначение автогрейдера - профилирование дорожного земляного полотна. Чем больше сопротивление и тяжелее условия работы, тем мощнее должен быть автогрейдер. В зависимости от мощности двигателя и массы машины выпускают легкие (до 100 кВт; 9 т), средние (100...150 кВт; 10...15 т) и тяжелые (свыше 160 кВт; свыше 15 т) автогрейдеры. Легкие автогрейдеры используют для содержания автодорог, средние – в автодорожном строительстве в грунтах средней плотности, а тяжелые – при больших объемах земляных работ в плотных грунтах и устройстве дорожных покрытий.  Рис. 1. Типичная описательная схема автогрейдера шарнирно-сочлененной рамой: а – общий вид; б – схема поворота отвала в плане; в – схема бокового наклона колес; г – схема бокового выноса отвала 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. 1, 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. 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 ( рис. 1, б), установку отвала под углом р в вертикальной плоскости, боковой вынос отвала для планировки откосов под углом у (рис. 1, г), а также совмещение различных установок отвала. 2. Определение основных параметров автогрейдера 2.1. Масса автогрейдера Масса автогрейдера является важнейшим параметром, определяющим его тягово-сцепные свойства, а, следовательно, и производительность. Сила тяжести автогрейдера G(кН) определяется по следующей формуле:  где m – коэффициент, учитывающий неравномерность сечения стружки (m = 1, 25 - 1,35); S – площадь поперечного сечения кювета,  ; при внутреннем (1:3) и наружном (1:1,5) откосах кювета S = 2, 25 (h – глубина кювета, м, по заданию); – коэффициент удельного сопротивления грунта копанию, = 200-2400 кПа (больше значения для средних и тяжелых автогрейдеров); – коэффициент сцепной силы тяжести автогрейдера (применяется по табл. 1); – коэффициент сцепления шин пневмоколесного движителя с поверхностью качения ( = 0,70);n – число проходов по вырезанию грунта из кюветов (по заданию). Определив силу тяжести автогрейдера, определяют его остальные основные параметры, но прежде необходимо принять значения углов установки отвала. 2.2. Углы установки отвала Геометрические элементы и углы установки отвала находятся между собой в определенной зависимости (рис. 1):  ,где δ – угол резания; ω – центральный угол профиля отвала; 𝜓 – угол опрокидывания, значение его должно быть равно или меньше угла естественного откоса грунта (принимается 35-40°). Значения угла резания находится в пределах 30-70° (обычно 30-45°). Перестановки угла обычно возможны через 3-5°. С уменьшением угла резания снижается усилие резания, с увеличением – улучшаются условия дробления и разрыхления стружки грунта, что необходимо при перемешивании грунтов. Так как δ=𝛽+𝜆, то, принимая значение углов 𝜆 и 𝛽, определяют наименьшую величину угла резания. Здесь 𝛽 – угол заточки ножа, определяется условиями прочности износа, в связи с чем его значения равно 25-27°, 𝜆 – задний угол, минимальное значение его принимается в пределах 5-7°  Рис. 1. Поперечный профиль отвала Величина угла захвата 𝜑 определяется технологическими требованиями. При расчетах она принимается равной 30-40°. При работе автогрейдера происходит перемещение грунта вдоль отвала. При этом возникает сила трения, задерживающая это перемещение. Угол между теоретическим и фактическим направлениями перемещения частицы, грунта, учитывающий его задержку, называется углом трения 𝛽. Его величина составляет 22-30°. 2.3. Определение размеров отвала Основными размерами отвала являются высота, радиус кривой и его длина. Высота отвала  определяется из условия равенства объема валика грунта, поступающего на отвал при перемещении, объему, который может разместиться пред отвалом в виде призмы волочения. Высота отвала (м) определяется по формуле ,где G – сила тяжести автогрейдера, кН. Найдя значения высоты отвала , определяют радиус кривой его контура Сохраняя значение углов 𝛽, 𝜑 и 𝜓 теми же, что и при определении , определяют длину отвала  ,где G – сила тяжести автогрейдера, кH. Полученные значения величин и  сравниваются с данными прототипа. При расхождении более 15% в расчет принимаются данные прототипа.2.4. Выбор шин Ходовое оборудование автогрейдера должно обеспечивать создание устойчивого тягового усилия, иметь небольшое сопротивление и хорошо приспосабливаться к неровностям местности. Для автогрейдеров применяют шины низкого давления или шины с регулируемым давлением. Шины выбираются по нагрузкам, приходящимся на колеса (табл. 1, 2, 3). Нагрузка, приходящаяся на одно колесо переднего моста, определяется по формуле  Оставшийся вес приходится на колеса заднего моста. Нагрузка на задние колесо для схемы 1x1x2 и 1x2x2  Для схемы 1x2x3 и 1x3x3  .Таблица 1
Таблица 2
Таблица 3
2.5. Определение ширины колеи автогрейдера Как и все основные параметры автогрейдера ширину колеи (рис. 2) выбирают такой, что бы машины имела наименьшие размеры. Малая ширина колеи ухудшает устойчивость автогрейдера. Поэтому ширина колеи определяется при вырезании стружки с наибольшей шириной захвата и при условии, что колеса автогрейдера идут по краям кювета. В обычно ширина колеи В (м) определяется по формуле  где  – оптимальный угол захвата при вырезании кювета, =35°,  – ширина профиля шины, м. Полученное значение ширины колеи сравнивают с данными прототипа (табл. 4). При расхождении более 15% в расчет принимаются данные прототипа.  | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||