|
|
Машины и механизмы в ландшафтном строительстве. Контрольная работа по дисциплине Машины и механизмы в ландшафтном строительстве Студент Институт иласиод курс 3
Министерство науки и высшего образования Р Ф 
высшего образования
«САНКТ-ПЕТЕРБУРГСКИЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ ЛЕСОТЕХНИЧЕСКИЙ УНИВЕРСИТЕТ имени С.М. Кирова 
Кафедра проектирования лесных машин
Контрольная работа
по дисциплине: «Машины и механизмы в ландшафтном строительстве»
Выполнил:
Студент
Институт ИЛАСиОД
Курс 3
Группа зЛаб-ЛА-17-3
Вариант № 5
Руководитель Козьмин С. Ф.
(оценка и подпись)
Санкт-Петербург
2020 г.
введение
Технический прогресс в садово-парковом строительстве в значительной степени зависит от надёжности применяемых машин и их рационального использования. Большинство технологических процессов являются энергоемкими и их выполнение немыслимо без применения соответствующих машин и механизмов.
Садово-парковое строительство имеют глубокую специфику, влияющую на развитие механизации работ. Это сезонность работ, большое разнообразие природных и производственных условий, территориальная разбросанность и взаимодействие машин с живыми организмами – растениями. Эти особенности приводят к снижению коэффициента использования техники, применению большего числа типов и марок машин, что осложняет их производство и эксплуатацию, а высокие экологические требования к машинам часто приводят к снижению их производительности.
Садово-парковые машины применяются, как правило, в городских условиях, что облегчает эксплуатацию и ремонт машин.
В таких сложных условиях для рационального использования машин необходимо не только изучать их устройство, но и проводить исследования взаимодействия рабочих органов машин с предметом труда. Это обеспечит правильный выбор машин для работы в заданных условиях.
Для правильного выбора технологии и машин, важное значение имеет системный подход, предусматривающий технологические и другие связи между машинами.
ВОПРОС № 1. Исследование проходимости колёсных
тракторов в ландшафтном строительстве
Устойчивое движение трактора в тяжёлых дорожных условиях определяется следующей зависимостью:
PR £ Pт £ Pj,
где Pт - сила тяги трактора по двигателю, Н; Pj–сила тяги трактора по сцеплению с почвой (реальная), Н; PR - силы сопротивления движению, Н.
Сила тяги Pт определяется из технической характеристики трактора.
Сила тяги трактора по сцеплению с грунтом определяется по формуле
Pj = Gсц jсц,
где Gсц – сила тяжести трактора, приходящаяся на ведущие колеса, Н;
φсц - коэффициент сцепления ходовой части трактора с почвой.
Силы сопротивления движению определяются по формуле:
PR = Pf ± Pi ± Pw ± Pa+Ркр,
где Pf – сила сопротивления качению колёсного трактора, Н; Pi – сила сопротивления, возникающая от уклона пути, Н; Pw – лобовое сопротивление при движении, Н; Pa – сила инерции, Н; Ркр– сила сопротивления движению на крюке ( например, колёсного прицепа с грузом, пачки леса и других строительных или коммунальных механизмов), Н.
При установившемся движении сила инерции Pа = 0. Лобовым сопротивлением Pw в связи с тем, что скорость движения мала, пренебрегают. Тогда для установившегося движения сила сопротивления движению трактора на горизонтальном участке (Рi= 0) определится следующим образом:
PR = Pf + Pкр = Gтfк + Gгр fтр,
где Gт – сила тяжести трактора, Н;
Gгр – сила тяжести колёсного прицепа, Н;
fк --коэффициент трения качения колёсного трактора ( fк = 0,12 );
fтр- коэффициент трения качения колёсного прицепа или скольжения при движении с возможной волочащейся частью груза, например, при трелёвке срезанных деревьев. (fтр = 0,15–0,20).
Сила тяги трактора по сцеплению движителя с почвой Pсц всегда должна быть больше силы тяги трактора по двигателю Pт. В противном случае будет иметь место буксование ведущих колес трактора
На рис. 1.1 показан способ увеличения коэффициента сцепления с почвой φсц у трактора Т-25АЛ. Колёсная формула трактора 4 х 4. Количество колёс - 8шт.
Рис. 1.1 Колёсный трактор Т-25АЛ повышенной проходимости
(конструкция ЛТА им. С.М. Кирова, кафедра ПСЛМ)
Сдвоенные шины увеличивают площадь пятна контакта Fпк. При этом уменьшается удельное давление на грунт и увеличивается коэффициент сцепления с почвой φсц.
На тракторе Т-25АЛ были проведены исследования влияния изменения площади пятна контакта на удельное давление на грунт. Результаты испытаний представлены на графике (рис. 1.2).
Исследования малогабаритного трактора с шарнирной рамой Т-25АЛ показали возможность, в случае необходимости, значительно увеличивать проходимость трактора.
Построение графика изменения удельного давления на грунт ρ
в зависимости от площади пятна контакта Fпк
1. Открываем Excel.
2. Набираем таблицу: в одном столбике значения ОХ, во втором значения по ОУ
3.Выделяем левой кнопкой мыши область диаграммы – то есть созданную таблицу.
4. Дальше: Вставка—Диаграмма.
5.Открывается диалоговое окно, состоящее из 2-х окошечек—левого и правого:
В левом окошечке выбирают тип диаграммы—в нашем случае это точечная, в правом—вид диаграммы. Потом необходимо нажать кнопку ДАЛЕЕ.
6. Откроется окно «2 шаг» построения диаграммы:
Здесь ничего менять не надо. Снова нажимаем кнопочку ДАЛЕЕ.
7.Открывается диалоговое окно под названием «3 шаг». Здесь во вкладке заголовки нужно подписать название осей. Там будет справа картинка будущей диаграммы, а слева написано; Название диаграммы, под ней окошечко, куда вписывают название. Ось ОХ (ось ОХ—ось категорий), ОХ—Fпк,см2. Аналогично с осью ОУ. (ОУ-ось значений): ,г/см2. (Под осью ОХ и под осью ОУ имеются окошечки ). В окошечки вписываются данные. ДАЛЕЕ.
8.Открывается окно «4 шаг» построения. Здесь тоже менять ничего не надо. Нажимаете ГОТОВО и на листе появляется график.
9. Для того чтобы поменять цвет фона нужно навести на него курсор( только именно на «ОБЛАСТЬ ПОСТРОЕНИЯ ДИАГРАММЫ», а не на «линию сетки»), нажать ПРАВОЙ кнопкой мыши и из выпавшего списка выбрать « ФОРМАТ ОБЛАСТИ ПОСТРОЕНИЯ».
В правом окошечке с заголовком «заливка» выбрать нужный цвет.
10. Если нужно сделать оси более жирными, то нужно щёлкнуть именно по ним (по каждой в отдельности ), чтобы на оси появились чёрные квадратики. И потом, держа указатель наведённым на ось (должна всплыть подсказка «Ось У(значений)» нажать правой кнопкой мыши и выбрать Формат оси.
Там выбрать нужную толщину линии и нажать ОК. То же самое сделать для ОХ.
11. Если не нужна справка ЛЕГЕНДА « Ряд 1», то нужно щёлкнуть по ней, чтобы появилась рамочка с чёрными квадратиками и нажать и нажать DELETE или правая кнопка мыши- ОЧИСТИТЬ. Она должна исчезнуть.
12. Итак, график построен. Далее. Файл. Параметры страницы. Колонтитулы. Создать верхний колонтитул. Открывается диалоговое окно «три окошечка».Левой кнопкой мыши щёлкнуть по левому окошечку. Затем ОК. Ещё раз ОК. ДАЛЕЕ: Файл. Просмотр страницы. Если всё устраивает, то печатать. На принтере получаем график.
Данные для построения графика:
Fпк ρ
Рис. 1.2. График изменения удельного давления на грунт
по данным исследований
Исследования показали, что наиболее благоприятные условия работы трактора с шарнирной рамой Т-25АЛ при движении по лесному грунту, наблюдаются при удельном давлении на грунт ρ = 400 г/см2.
ВОПРОС № 2. Определение параметров плуга ПН-3-35
Назначение и устройство плуга общего назначения ПН -3- 35
Плуг общего назначения предназначен для основной обработки почвы в различных подразделениях садово-паркового хозяйства ( в питомниках, на тщательно очищенных от мусора газонах и т.д.).
Устройство корпуса плуга общего назначения изображено на рис. 2.1. Конструкцию корпуса плуга составляют следующие элементы: лемех 1, каток опорный 2, рама 3, ручной подъемник 4, стойка 5, отвал 6, полевая доска 7.
Лемех предназначен для подрезания почвы в горизонтальной плоскости. Лезвие его установлено под острым углом к направлению движения.
Рис. 2.1. Корпус плуга общего назначения
1 – лемех; 2 - каток опорный; 3 – рама; 4 – подъёмник ручной;
5 – стойка; 6 – отвал; 7 – полевая доска;
а – глубина обработки почвы.
Поверхность лемеха плавно переходит в поверхность отвала, что способствует передвижению почвы с лемеха на отвал.
Отвал поднимает поступивший с лемеха пласт, деформирует его, крошит и оборачивает верхним слоем вниз.
Полевая доска предназначена для устойчивого хода плуга во время работы.
Стойка служит для крепления корпуса плуга к раме.
Опорный каток служит для регулировки глубины обработки. Все элементы устанавливаются на раме плуга.
Тяговое сопротивление плуга опредляется по формуле
Rпл = Gпл fт+ Kпa b + dab ,
где Gпл – сила тяжести плуга, Н; fт – коэффициент трения металла о почву; Kп – удельное сопротивление почвы резанию, Н/м2; а – глубина обработки почвы, м; b – ширина захвата корпуса плуга, м; d – плотность почвы, кг/м3; vт – скорость движения трактора, м/с.
Пример: Rпл = 8900 Н.
Мощность, необходимую для отдельного процесса (только для процесса обработки почвы) определяется по формуле
 = 8,9 кВт.
Часовой расход топлива на данную технологическую операцию опредляется по формуле
 = 2,1 кг/ч.
где qт – удельный расход топлива двигателя выбранного трактора, г/кВт˖ч.
Порядок действий в программе Excel при оформлении графиков
1.Открываете Excel
2. Выбираем таблицу: в одном столбике значения оХ, во втором значения по оУ
3.Выделяем левой кнопкой мыши область диаграммы – то есть созданную таблицу
4.Дальше: Вставка - Диаграмма
5.Открывается диалоговое окно, состоящее из 2-х окошечек –левого и правого:В левом окошке выбираем тип диаграммы - в нашем случае это точечная, в правом – вид диаграммы. Потом необходимо нажать кнопку ДАЛЕЕ.
6.Откроется «2 шаг» построения диаграммы:
Здесь ничего менять не надо. Снова нажимаем кнопочку ДАЛЕЕ.
7.Открывается диалоговое окно под названием « 3 шаг». Здесь во вкладке заголовки нужно подписать название осей. Там будет справа картинка будущей диаграммы, а слева написано: Название диаграммы, под ней окошечко, куда вписывают значения Оси Х.
( О Х – ось категорий ); ОХ – Кп, Н/м2. Аналогично с осью ОУ ( ОУ – ось значений); ОУ - Rпл, H. ( Под осью ОХ и под осью ОУ имеются окошечки ).
Нажимаем кнопку ДАЛЕЕ.
8.Открывается «4 шаг» построения. Здесь тоже менять ничего не надо. Нажимаем ГОТОВО и на листе появляется график.
9.Для того чтобы поменять цвет фона нужно навести на него курсор (только именно на «ОБЛАСТЬ ПОСТРОЕНИЯ ДИАГРАММЫ», а не на « линии сетки»), нажать ПРАВОЙ кнопкой мыши и из выпавшего списка выбрать «ФОРМАТ ОБЛАСТИ ПОСТРОЕНИЯ».
В правом окошечке с заголовком «заливка» выбрать нужный цвет.
10. Если нужно сделать оси более жирными, то нужно щёлкнуть именно по ним (по каждой в отдельности), чтобы на оси появились чёрные квадратики. И потом, держа указатель наведённым на ось (должна всплыть подсказка «Ось У(значений)» нажать правой кнопкой мыши и выбрать Формат оси.
Там выбрать нужную толщину линии и нажать ОК. То же самое сделать для ОХ.
Если не нужна справа ЛЕГЕНДА «Ряд 1», то нужно щёлкнуть по ней, чтобы появилась рамочка с чёрными квадратиками и нажать DELETE или правая кнопка мыши – ОЧИСТИТЬ. Она должна исчезнуть.
12. ИТАК, график построен (рис. 2.2).
Рис. 2.2. График изменения значений Rпл
ВОПРОС № 3. Определение параметров лесопосадочной
машины ССН-1
Назначение и устройство лесопосадочной машины ССН-1
Устройство лесопосадочной машины изображено на рис. 3.1. Сошник лесопосадочной машины 1 выполнен с острым углом вхождения в почву. Сошник имеет коробчатую форму, асимметричный, установлен с наклоном 12° от вершины. Перед сошником на поперечном брусе рамы 9 установлен регулируемый по высоте опорный каток 2.
Посадочный аппарат 8 смонтирован также на раме 9. Посадочный механизм состоит из лучей с захватами. Лучи установлены на диске. Диск установлен на одном валу с приводным катком 6, который снабжен грунтозацепами 7. Приводной каток 6 обеспечивает вращение посадочного механизма. Спереди и сзади посадочного механизма расположены два ящика 5 для посадочного материала и два сидения 4 для операторов. При работе лесопосадочной машины сошник создает бороздку. Корни саженцев размещаются в этой бороздке и уплотняются при помощи уплотнительного катка 10. Лесопосадочная машина навешивается на навесную систему трактора при помощи навесного устройства 3.
Рис. 3.1. Лесопосадочная машина ССН-1:
1 – сошник с острым углом вхождения в почву; 2 – каток опорный;
3 – навесное устройство; 4 – сидения оператора;
5 – ящик для посадочного материала; 6 – каток приводной; 7 – грунтозацепы;
8 – посадочный механизм; 9 – рама; 10 – каток уплотнительный
Техническая характеристика лесопосадочной машины ССН-1
Масса, кг 230,0
Глубина обработки почвы, м ………………………………… 0,30 -0,35
Ширина бороздки от сошника, м 0,10
Ширина колеи трактора, м 1,5
Шаг посадки, м 0,5 0,75 1,0 1,5
Сошник с острым углом вхождения в почву
Габаритные размеры, м:
( Д/Ш/В)…………………………………………………….2,27; 1,40; 2,03
Рис. 3.2. Схема посадки саженцев
Рис. 3.3. Схема движения поса-
дочного механизма
Тяговое сопротивление лесопосадочной машины ССН-1 определяется по формуле
Rл.м = Gл.м fк+ Gл.м fт + Kпa b + dabv2,
где Gл.м – сила тяжести машины, Н; fк – коэффициент трения качения;
fт – коэффициент трения металла о почву; Kп – удельное сопротивление почвы резанию, Н/м2; a – глубина обработки почвы, м; b – ширина захвата (ширина борозды), м; d – плотность почвы, кг/м3; v – скорость движения трактора, м/с.
При определении силы тяжести машины учесть вес двух операторов.
Пример: Rл.м = 7600 Н.
Выбирается колёсный трактор Т-25А или колёсный трактор Т-40А.
ВОПРОС № 4. Определение параметров газонокосилки
Viking MB – 650T с бензиновым двигателем
Назначение и устройство газонокосилки
Культурный газон – это искусственный дерновый покров, создаваемый путем выращивания различного вида трав, преимущественно многолетних злаковых видов.
Общий вид газонокосилки Viking MB – 650T изображён на рис. 4.1.
Расчётная схема изображена на рис. 4.2.
Техническая характеристика газонокосилки
Марка............................................................................Viking MB–650Т( Австрия)
Двигатель……………………………………………………….Briggs and Stratton
Тип двигателя………………………………… одноцилиндровый, 4-х тактный,
Топливо……………………………………………………………...бензин А - 95
Мощность двигателя, кВт/л.с……………………………………………… 2,3/3,2
Частота вращения вала двигателя, об/мин………………………………… .2800
Удельный расход топлива двигателя, г/Вт ˖ч………………………………. ..310
Объём топливного бака, литр…………………………………………………...1,5
Масса, кг…………………………………………………………………………..44
Ширина захвата, см………………………………………………………………48
Высота скашивания, мм……………………………………………………...30-85
Скорость движения, км/ч……………………………..........................................3,5
Объём травосборника, литр…………………………………………..................75
Опция……………………………………………………..функция мульчирования
Марка моторного масла…………………………………………………...SAE - 30
Уровень шума, дБ…………………………………………………………………80
Габариты (Д/Ш/В), см………………………………………… ……….165/52/115
Рис. 4.1. Общий вид газонокосилки (вид сбоку)
1 – рабочий орган - нож; 2 – ходовая часть; 3 – корпус;
4 – двигатель; 5– рукоятка управления; 6 – травосборник.
Рис. 4.2. Расчётная схема для определения Ррез.
Определяем параметры:
Nдв – мощность двигателя, кВт;
n – частота вращения вала двигателя, об/мин;
mро- масса рабочего органа (ножа), кг;
rро –радиус рабочего органа ( ножа ), м;
rин – радиус инерции рабочего органа ( принимаем rин =rро, м );
ℓо – плечо силы резания ( принимаем условно ℓо = rин /2, м).
Для выполнения задания необходимо определить значения пара-
метров газонокосилки.
Определяем крутящий момент на валу двигателя газонокосилки
Мкр (Нм) по формуле
Мкр = Nдв 103/ ω.
Определяем момент инерции рабочего органа (ножа) Jz ,( кгм2)
по формуле
Jz = 2/3 mро r2ин
Определяем угловое ускорение, ε ( 1/с2 ) по формуле
ε= ω2/2π.
Определяем динамический момент при вращении рабочего органа,
Мдин (Нм) по формуле
Мдин = Jz ε.
Определяем усилие резания Ррез (Н) на рабочем органе ( ноже) газонокосилки по формуле 
Ррез =( Мкр + Мдин) /ℓо.
Подставляем данные и получаем: Ррез = 2430 Н.
Определяам возможности рабочего органа газонокосилки по результатам проведенных испытаний и расчётов.
В табл.4.1 даны примеры значений силы сопротивления одного стебля резанию Рсопр при определённой толщине стебля tст
При срезании стебля должно быть выполнено следующее условие:
Ррез > Рсопр
Таблица 4.1
Данные силы сопротивления одного стебля резанию Рсопр и толщины стебля tст
tст= 0,10 мм
|
tст = 0,12 мм
|
tст = 0,14 мм
|
Рсопр = 15 Н
|
Рсопр = 25 Н
|
Рсопр = 30 Н
|
Определяем какое количество травяных стеблей срезается одновременно рабочим органом газонокосилки.
_________ штук стеблей (tст = 0,10 мм);
_________ штук стеблей (tст = 0,12 мм);
_________штук стеблей (tст = 0,14 мм).
ВОПРОС № 5. Определение параметров триммера
Т а б л и ц а 5.1
Исходные данные для расчетов ( примеры)
№
вари-
анта
|
Мощность двигателя
N, кВт
|
Масса рабочего органа(гибкой нити)
m, г
|
Частота
вращения
рабочего органа,
об/мин
|
Габариты рабочего органа, мм
(ро - гибкая нить)
|
Радиус рабочего органа
rро,мм
|
D
|
l0
|
1
|
0,65
|
0,35
|
8000
|
2,0
|
85
|
190
|
Назначение и устройство триммера
Триммер предназначен для работы на обыкновенных партерных газонах, имеющих большое количество включений в виде древесно-кустарниковых посадок, цветников и т.д.
Триммер позволяет более комфортно скашивать травяную растительность в труднодоступных местах, подравнивать бордюры и там, где другие механизмы уже не могут качественно работать.
Рабочим органом триммера является гибкая нить, которая позволяет скашивать травяную растительность высотой до 30 см.
Общий вид триммера с бензиновым двигателем представлен на рис.5.1. Общий вид триммера с электрическим двигателем представлен на
рис. 5.2 и рис. 5.3. Расчётная схема изображена на рис 5.4. Рабочий процесс изображён на рис. 5.5.
Техническая характеристика триммера
Марка………………………………………………….Home litе LTE 6538
Двигатель………………………………………..................электрический
Мощность двигателя, кВт…………………………………………….0,65 Частота вращения вала двигателя, об/мин…………………………..8000
Масса, кг………………………………………………………………….10
Ширина кошения, см…………………………………………………….38
Диаметр рабочего органа (гибкая нить), мм…………………………….2
Рис. 5.1. Триммер:
Рис.5.1. Общий вид триммера с бензиновым двигателем
1 – головка(бобина)триммера; 2 – отверстие для смазки;
3 – корпус бобины; 4 – защитный кожух режущего оборудования;
5 – труба вала; 6 – захват для оператора; 7 – ручка газа; 8 – выключатель;
9 – блокировочный рычаг ручки газа; 10 – двигатель (электродвигатель или ДВС)
       
Рис. 5.2. Кинематическая схема триммера с электрическим двигателем
1 – бобина; 2 – рабочий орган (гибкая нить);
3 – труба вала; 4 – гибкий вал; 5 – муфта; 6 –двигатель.
5.3. Головка триммера
1 – бобина; 2 – рабочий орган (гибкая нить); 3 – защитный кожух
Pсопр.
Мкр
Мдин
 
lo
2
   
3
  
w
 
rро
 
1
Ррез
Рис.5.4. Расчетная схема для определения усилия резания Ррез.
1 – бобина; 2 – рабочий орган (гибкая нить); 3 – стебель
Определяем усилие резания Ррез (Н) на рабочем органе триммера по следующей формуле:
Ррез =( Мкр + Мдин) /ℓо
Подставляя данные получаем: Ррез = 1270 Н.
При срезании стебля должно быть выполнено следующее условие:
Ррез > Рсопр
Таблица 5.2
Данные силы сопротивления стебля резанию Рсопр и толщина стебля t ст
( значения параметров приведены в качестве примера)
tст= 0,10мм
|
tст = 0,14 мм
|
tст = 0,16 мм
|
Рсопр = 15 Н
|
Рсопр = 25 Н
|
Рсопр = 30 Н
| |
|
|
Скачать 6.13 Mb.