Силовое оборудование бульдозера-рыхлителя на базе трактора Т-180Г

    Содержание

    Введение             4

    1 Основные сведения о бульдозерах-рыхлителях     5

1.1 Навесное  рыхлительное оборудование       5

1.2 Бульдозеры-рыхлители           5

    2. Расчет бульдозера-рыхлителя        9

2.1 Задание            9

2.2 Расчет  нагрузок рыхлительного оборудования      9

2.3 Прочностной  расчет зуба рыхлителя       12

2.4 Подбор силового  оборудования управления рыхлителем     15

2.5 Расчет рамы  рыхлителя         16

    3 Техника  безопасности при производстве  рыхлительных работ   20

    Список  литературы          22

    Спецификация                                                                                                  23 
Введение

    Наиболее  эффективными машинами для разработки мерзлых и плотных грунтов и скальных трещиноватых пород больших объемов являются навесные рыхлители.

    Основное  назначение рыхлителей — отрывка  котлованов, широких траншей, разработка россыпей полезных ископаемых, карьеров, выемок и других аналогичных видов. 
 
 
 
 

      
 
 
 
 
 
 
 
 
 

      
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 

    1 Основные сведения о бульдозерах-рыхлителях

1.1 Навесное рыхлительное оборудование

    Наиболее  эффективными машинами для разработки мерзлых и плотных грунтов и скальных трещиноватых пород больших объемов являются навесные рыхлители. Простота конструкции рабочего оборудования и достаточная надежность в работе способствовали широкому распространению рыхлителей.

    Первые  рыхлители были прицепными. Но из-за недостаточной мощности   базовых   машин,   плохой маневренности   и   канатного управления их работа была малоэффективной.

    Создание мощных тракторов способствовало появлению навесных рыхлителей. Навесные рыхлители имеют ряд преимуществ перед прицепными: возможность использования веса тягача для заглубления рабочего органа в грунт, улучшенная маневренность и меньшая металлоемкость. Научные исследования, проводившиеся в СССР и за рубежом, привели к созданию более совершенных конструкций рабочего оборудования навесных рыхлителей.

    В зависимости от мощности базового тягача рыхлители классифицируются на легкие (до 120 кВт), средние (120-300 кВт) и тяжелые (свыше 300 кВт).

    Основное  назначение рыхлителей — отрывка  котлованов, широких траншей, разработка россыпей полезных ископаемых, карьеров, выемок и других аналогичных видов

    На вспомогательных     работах     рыхлители применяются преимущественно как планировщики.

1.2 Бульдозеры-рыхлители

    Бульдозеры-рыхлители  предназначены для предварительного рыхления грунтов повышенной прочности  и мерзлых с последующей их разработкой и перемещением к месту укладки. Эти бульдозеры-рыхлители имеют бульдозерное и рыхлительное оборудование, смонтированное на тракторе.

    Бульдозер-рыхлитель  ДЗ-116АХЛ среднего типа создан на базе бульдозера ДЗ-ПОАХЛ путем установки  на него рыхлительного оборудования ДП-26С. Управление осуществляется от гидросистемы трактора. При выдвижении штоков гидроцилиндров рабочая балка с зубом поднимаются, а при втягивании - опускаются. Наконечник выполнен съемным.

    Наряду  с бульдозерами-рыхлителями среднего типа, в строительстве используют бульдозеры этого же типа на базе тракторов тягового класса 15.

    Бульдозеры-толкачи  предназначены для ускорения  набора грунта скреперами при разработке тяжелых грунтов. Их создают на базе бульдозеров, снабжают амортизаторами вместо раскосов и усиливают лобовую  часть отвала накладкой в месте  его контакта с буфером скрепера.

      

Рис. 1.1 Бульдозер-рыхлитель ДЗ-116ЛХЛ:

1— бульдозер  нос оборудование, 2 — трактор, 3 —  опорная рама рыхлителя, 

4 — верхняя  тяга, 5— гидроцилиндр, 6 — балка, 7, 8- зуб, 9 — нижняя рама.

    Аналогичную конструкцию имеют бульдозеры-рыхлители  среднего типа на базе тракторов тяговых классов 6 и 10. 

    

Рис. 1.2. Бульдозер ДЗ-35С с рыхлительным оборудованием ДП-22С:

1 — бульдозерное  оборудование, 2 — трактор, 3 — верхняя  рама рыхлителя, 4 — верхняя тяга, 5 — гидроцилиндр, 6 — балка, 7 — поворотное устройство, 8 — зуб, 9 — нижняя рама

Рис.   1.3.   Бульдозер   ДЗ-34С с рыхлительным   оборудованием ДП-9С:

1 — бульдозерное  оборудование, 2 — трактор, 3 — верхняя  рама рыхлителя, 4 — верхняя тяга,

5 — гидроцилиндр, 6 — балка, 7 —поворотное устройство, 8 — зуб, 9 — нижняя рама 

 

Рис.   4.   Бульдозер-рыхлитель   ДЗ-94С:

1 — бульдозерное  оборудование, 2 — трактор, 3 — верхняя  тяга, 4 -гидроцилиндр,

5 — поворотное  устройство, 6 — зуб, 7 — нижняя  рама. 

    Отечественная промышленность выпускает два типа бульдозера-тягача ДЗ-120 и ДЗ-121. Первый из них создан на базе бульдозера ДЗ-110А, а второй — на базе бульдозера ДЗ-118. Общий вид бульдозера-тягач ДЗ-120 показан на рис. 5.

    Амортизаторы, предназначенные для смягчения  ударных нагрузок при толкании скреперов, представляют собой пакет резинометаллических упругих элементов, помещенных в корпус, который взаимодействует с

    гильзой   одной   проушиной.   Амортизатор   одним   концом   соединен   с отвалом, а другим - с толкающим  брусом.

    Масса бульдозера-тягача ДЗ-120 составляет 17939 кг, а ДЗ-121 — 40886 кг. Габаритные размеры (длина, высота, ширина) первого из них 6500 X 3087 X Х3220, а второго 8925x3215x4310 мм.

    

Рис. 5. Бульдозер- рыхлитель ДЗ-120:

а) —  общий вид, б) — амортизатор; 1 —  отвал, 2 — амортизатор, 3 — плавающий брус, 4 — трактор. 5 — резинометаллический элемент, 6 — кор, 7 — упор, 8 — стакан, 9 — гильза, 10 — планка, 11 — проушина. 

    2. Расчет бульдозера-рыхлителя

    2.1 Задание

    Спроектировать  рабочее оборудование навесного  рыхлителя плотных и мерзлых  грунтов на промышленном образце бульдозера ДЗ-35С, с навесным бульдозерным оборудованием.

    Исходные  данные:

    Номинальное тяговое усилие бульдозера   Т_н = 180 кН;

    Наибольшая высота подъема зубьев рыхлителя 500 мм;

    Количество зубьев       1-3 шт.;

    Ширина  полосы рыхления       86-1680 мм;

    Управление           гидравлическое.

    Расстояние  между зубьями рыхлителя                     800 мм.

    Разработать раму и управление ее подъемом —  опусканием.

    Подвеску  рамы выбираем трехшарнирную (трехточечную) ввиду ее простоты конструкции. Раму конструируем для установки на ней от одного до трех зубьев. Для укрепления зуба под нужным углом к плоскости рамы в зависимости от глубины рыхления предусматриваем перестановку пальца в отверстиях. Рама из листовой стали δ имеет проушины для соединения с трактором, гидроцилиндрами управления и для крепления зубьев. Для жесткости между проушинами приваривают трубы диаметром D. К раме трактора прикрепляют два кронштейна, к которым шарнирно присоединяются гидроцилиндры.

    2.2 Расчет нагрузок рыхлительного оборудования

    В процессе работы на зуб рыхлителя (без  толкача) действуют следующие нагрузки:

    горизонтальная  составляющая сопротивления грунта R_x:

    

,

    

 кН,

где К_t - коэффициент использования тягового усилия (К_t = 0,8);

К_д - коэффициент динамичности (К_д = 2,5);

    вертикальная  составляющая R_z, действующая вверх или боковая составляющая, равная:

    

,

    

кН,

    или с учетом К_д =1,2:

    

,

    

кН. 

    Усилие  заглубления Rz  определим из условия  вывешивания задней части бульдозера на зубе рыхлителя:

    G_б = 29,4 кН - вес бульдозерного оборудования; G_тр =119,49 кН - вес бульдозера; G_р =31,4 кН - вес рыхлителя (рис 2.1).

    

,

    где  l₁, l₂, l₃, l₄ - расстояние от оси опор до точки приложения сил от G_т,, G_б, G_р, R_z; L - расстояние между осями опор ходового оборудования.

    

кН.

    С учетом коэффициента динамичности R_z = 55,3∙1,5=83 кН

    

Рис. 2.1. Схема заглубления рыхлителя 

    Определим усиления выглубления рыхлителя  R'_z (рис 2.2).

    

,

    где l₅, l₇ - расстояние от точки R'_z и точки опоры В до оси опоры ходового оборудования.

    

кН.

    С учетом коэффициента динамичности R'_z = 71,45∙1,5 = 107,17 кН. 

    

    Рис. 2.2. Схема выглубления рыхлителя 

    Определим опорные реакции в шарнирах крепления  зуба (рис. 6). Принимаем, что нагрузки приложены на конце зуба; на центральный зуб при максимальной глубине рыхления действуют максимальные величины R_x, R_y и половина от максимального значения R_z.

    Сила 0,5∙R_z воспринимается опорой В, что обеспечено посадкой пальца в отверстии.

    В плоскости XOZ ∑М_а = 0, тогда:

    

,

    где L' - расстояние от верхнего шарнира до острия зуба;

    L'₁ - расстояние от верхней точки крепления зуба до шарнира крепления к рам трактора;

    L'₄ - расстояние от верхней точки крепления стойки зуба до острия зуба.

    

кН.

    

,

    где L'₂ - расстояние от острия зуба шарнира крепления рамы;

    L'₃ - расстояние от зуба до изгиба стойки.

    

кН.

    В плокости YOZ:

    

,

    

кН.

    

    Рис 2.3 Расчетная схема зуба рыхлителя

    2.3 Прочностной расчет зуба рыхлителя

    На  центральный зуб при максимальной глубине рыхления действуют максимальные величины R_x, R_y (см. рис. 6) и максимальное значение R'_z, которое учитывается неполностью в связи с тем, что при значении вертикальных нагрузок на зуб, близких к максимальным, значительно уменьшаются тяговосцепные качества базового трактора.