Материал: Проект модернизации рабочего оборудования землеройно-транспортной машины

Авторское свидетельство СССР № 848541, кл. Е 02 F 3/76, 1979 (прототип)

РАБОЧЕЕ ОБОРУДОВАНИЕ БУЛЬДОЗЕРА, включающее отвал с коробкой жесткости и основным режущим ножом, кронштейн с шарнирно присоединенным средним ножом и механизм прижатия среднего ножа к основному ножу, отличающееся тем, что, с целью упрощения перемонтажа среднего ножа при работе на грунтах с различными физико-механическими свойствами, средний нож выполнен с двумя противолежащими режущими кромками разной длины, а шарнир его соединения с кронштейном- выполнен сферическим.

Изобретение относится к землеройно-транспортному машиностроению, в частности к рабочему оборудованию бульдозерного типа.

Наиболее близким к изобретению техническим решением является рабочее оборудование бульдозера, включающее отвал с коробкой жесткости и основным режущим ножом, кронштейн с шарнирно присоединенным ножом и механизм прижатия среднего ножа к основному ножу. Кронштейн выполнен полым с продольным пазом и снабжен установленным в нем ползуном с упорным рычагом, расположенным в пазу с возможностью взаимодействия с нижней частью среднего ножа, а ползун и кронштейн соединены натяжным клином. Данная конструкция позволяет жестко фиксировать дополнительный средний нож на отвале при монтаже независимо от угла резания основного ножа отвала.

Недостатком известного устройства является невозможность изменения длины режущей кромки среднего, ножа. При разработке бульдозером грунтов различной прочности обычно используется средний нож одного типоразмера, что существенно снижает эффективность работы бульдозера, или производится замена средних ножей в соответствии с прочностью разрабатываемого грунта, что приводит к большим технологическим потерям времени вследствие сложности перемонтажа среднего ножа.

Целью изобретения является упрощение перемонтажа среднего ножа, при работе бульдозеров на грунтах с различными физико-механическими свойствами.

Указанная цель достигается тем, что в рабочем оборудовании бульдозера, включающем отвал с коробкой жесткости и основным режущим ножом, кронштейн с шарнирно присоединенным средним ножом и механизм прижатия среднего ножа к основному ножу, средний нож выполнен с двумя противолежащими режущими кромками разной длины, а шарнир его соединения с кронштейном выполнен сферическим.

На отвале 1 бульдозера, снабженном основным ножом 2, снизу смонтирован кронштейн 3 со средним ножом 4. Средний нож 4 выполнен с верхней 5 и нижней 6 режущими кромками различной длины. Кронштейн 3 передним концом соединен с дополнительным выступающим ножом 4 посредством сферического шарнира 7, снабженного горизонтальным сквозным отверстием, в котором установлен фиксатор, например штифт 8. Средний нож 4 сопряжен нижней частью с упорным рычагом 9,. который жестко смонтирован снизу на ползуне 10. Ползун 10 размещен в продольных пазах 1 1 кронштейна 3 и закреплен в нем посредством натяжного клина 12. Верхняя 5 и нижняя 6 режущие кромки расположены симметрично относительно сферического шарнира 7. Задний конец кронштейна 3 посредством шарнира 13 соединен с рычагом 14, который при помощи пальца 15 закреплен в проушине 16 с тыльной стороны отвала 1. На рычаге 14 смонтирован.механизм натяжения в виде установленного по резьбе болта-17, сферический конец которого установлен на коробке 18 жесткости отвала 1. Монтаж среднего ножа на отвале бульдозера осуществляется следующим образом.

Средний нож 4 устанавливают тыльной стороной на основной нож 2 отвала 1. Соединяют шарниром 13 кронштейн 3 с рычагом 14 и последний - пальцем 15 с проушиной отвала 1. Затем поперечным перемещением клина 12 и затяжкой болта 17 обеспечивают надежное прилегание среднего ножа 4 к основному ножу 2 и жесткое крепление сменного оборудования на отвале.

При необходимости изменения длины режущей кромки среднего ножа 4 ослабляют клин 12 и болт 17, вынимают штифт 8 и поворачивают средний нож 4 на 180° на сферической опоре 7 в плоскости основного ножа 2, снова устанавливают штифт 8 в горизонтальное сквозное отверстие сферического шарнира 7 и натягивают клин 12 и болт 17. При этом верхняя 5 и нижняя 6 режущие кромки меняются местами.

Предлагаемая конструкция обеспечивает возможность быстрого изменения длины режущей кромки среднего ножа при одновременном надежном и жестком креплении его на отвале, что значительно расширяет диапазон разрабатываемых грунтов и повышает универсальность рабочего оборудования.

1.2 Описание проектируемой конструкции и внесённых в неё изменений

На основании рассмотренных авторских свидетельств была выбрана разработка, применение которой, на мой взгляд, обеспечивает наибольший прирост производительности бульдозера.

РАБОЧИЙ ОРГАН ДЛЯ ПЕРЕМЕЩЕНИЯ ВЯЗКИХ МАТЕРИАЛОВ, включающий отвал с выходными соплами, которые соединены с замкнутой камерой, сообщенной с источником давления рабочей среды, отличающийся тем, что, с целью снижения усилия трения движения вязкого материала по отвалу при оптимальном расходе рабочей среды, сопла выполнены по всей рабочей поверхности отвала, а камера снабжена мембраной из пластичного материала, разделяющей ее на сопловую и замкнутую полости, каждая из которых сообщена с источником давления среды посредством редукционного клапана. Рабочий орган по п. 1, отличающийся тем, что выходные сопла на рабочей поверхности отвала направлены в сторону основания последнего.

Изобретение относится к землеройным машинам и может быть использовано для перемещения вязких материалов, например навоза в сельском хозяйстве.

Цель изобретения - снижение усилия трения движения вязкого материала по отвалу при оптимальном расходе рабочей среды.

На фиг. 1 изображен рабочий орган для перемещения вязких материалов; на фиг. 2 - отвал, поперечное сечение; на фиг. 3 - сечение А-А на фиг. 2; на фиг. 4 - сечение Б-Б на фиг. 2.

Рабочий орган крепится к базовой машине с помощью толкающих брусьев 1 и включает снабженный соплами 2 отвал 3 с задней стенкой 4 и с лобовым листом 5, образующими замкнутую камеру 6, внутри которой установлена мембрана 7, выполненная из пластичного материала, например из резины, и. разделяющая ее на сопловую 8 и замкнутую 9 полости.

Обе полости сообщены через редукционные клапаны 10 и 11 с источником давления рабочей среды (не показан), которая может быть сжатым воздухом, водой или другим компонентом. Сопла 2 расположены по всей рабочей поверхности лобового листа 5.

Устройство работает следующим образом.

При отсутствии материала на лобовом листе 5 отвала 3 и подаче среды, например сжатого воздуха, через редукционные клапаны 10 и 11 в полости 8 и 9 давление в последней будет больше, так как воздух из полости 8 выходит через сопла 2. Давлением в полости 9 мембрана 7 прижимается к внутренней поверхности лобового листа 5, перекрывая сопла 2, кроме нижнего ряда. Редукционный клапан 11 настроен на большее давление, чем клапан 10, поэтому после перекрытия мембраной 7 сопел 2 в полости 8 возрастает давление, которое отжимает нижнюю часть мембраны 7, открывая нижние ряды сопел и снова перекрывая их, т. е. мембрана 7 входит в колебания, ограничивая расход сжатого воздуха. При перемещении вязкого материала сопла перекрываются им и давления в полостях 8 и 9 уравниваются, мембрана отжимается и сжатый воздух подается на вязкий материал, снижая усилие трения его по отвалу, при этом в местах, где сопла не перекрыты разрабатываемым материалом, мембрана перекрывает их, колеблясь в граничных зонах материала.

Применение данного рабочего органа позволит снизить тяговое усилие базовой машины и работать по перемещению материала с полным или частично заполненным отвалом при оптимальном расходе рабочей среды.

1.3 Назначение и рациональная область применения

Для выполнения земляных работ созданы универсальные и специализированные строительные машины.

Бульдозер - землеройная машина, состоящая из базового тягача и бульдозерного (навесного) оборудования, предназначенная для резания и перемещения грунта и планировки разрабатываемой поверхности.

Бульдозеры применяют при сооружении насыпей, засыпке траншей и канав, разработке взорванных скальных грунтов, перемещении и штабелировании сыпучих материалов, подаче каменных материалов к питателям дробильных установок, очистке территорий от шлака, мусора и снега, планировке откосов и др.

Бульдозеры как навесное оборудование на тракторы, тягачи и другие базовые машины широко распространены, что объясняется простотой их конструкций, высокой производительностью, возможностью их использования в самых разнообразных грунтовых и климатических условиях и относительно низкой стоимостью выполненных работ.

Проектируемая конструкция позволяет повысить производительность бульдозера при работе с грунтами различных категорий, а в особенности с сыпучими грунтами и вязкими материалами. Следовательно, проектируемая конструкция может найти применение в агрогородках и крупных хозяйствах, особенно учитывая их развитие и рост в настоящее время.

Также бульдозер с усовершенствованным отвалом может выполнять все виды операций, производимые до модернизации.

.4 Уровень унификации и стандартизации

При разработке дипломного проекта я руководствовался существующими нормативными документами и ГОСТами, такими как:

ГОСТ 12.1.003-83* ССБТ. Шум. Общие требования безопасности

ГОСТ 12.1.012-90 ССБТ. Вибрационная безопасность. Общие требования

ГОСТ 12.2.007.0-75* ССБТ. Изделия электротехнические. Общие требования безопасности

ГОСТ 12.2.011-75* ССБТ. Машины строительные и дорожные. Общие требования безопасности

ГОСТ 12.3.033-84 ССБТ. Строительные машины. Общие требования безопасности при эксплуатации

ГОСТ 12.4.026-76* ССБТ. Цвета сигнальные и знаки безопасности

ГОСТ 17.2.2.05-97 Охрана природы. Атмосфера. Нормы и методы определения выбросов вредных веществ с отработавшими газами дизелей тракторов и самоходных сельскохозяйственных машин

ГОСТ 2.601-95* ЕСКД. Эксплуатационные документы

ГОСТ 25646-95 Эксплуатация строительных машин. Общие требования

ГОСТ 27251-87 Машины землеройные. Метод испытаний по определению времени перемещения рабочих органов

ГОСТ 27252-87 Машины землеройные. Консервация и хранение

ГОСТ 27253-87 Машины землеройные. Приборы для обслуживания

ГОСТ 27714-88 Машины землеройные. Устройства защиты при опрокидывании. Лабораторные испытания и технические требования. Часть 1. Гусеничные и колесные погрузчики и тракторы, обратные лопаты-погрузчики, автогрейдеры, самоходные скреперы, землевозы с шарнирно-сочлененной рамой

ГОСТ 27718-88 Машины землеройные. Инструмент для технического обслуживания. Часть 2. Ремонтный инструмент. Механические съемники

ГОСТ 28632-90 Машины землеройные. Определение и условные обозначения размерных характеристик. 2. Рабочее оборудование

ГОСТ 28633-90 Машины землеройные. Определение и условные обозначения разменных характеристик. 1. Базовая машина

ГОСТ 28769-90 Машины землеройные. Требования к эффективности и методы испытаний тормозных систем колесных машин

ГОСТ 28983-91 Машины землеройные. Инструмент для технического обслуживания. 1. Инструмент для ухода и регулировки

ГОСТ 27.002-89 Надёжность в технике. Основные понятия. Термины и определения

ГОСТ 18322-78 Система технического обслуживания и ремонта техники. Термины и определения

ГОСТ 25866-83 Эксплуатация техники. Термины и определения

2. Расчёт основных параметров

.1 Выбор и обоснование главных параметров

Главный параметр гусеничного бульдозера - номинальное тяговое усилие, под которым понимают усилие, развиваемое базовым трактором на плотном грунте с учётом его догрузки от веса навесного оборудования при буксовании не выше 7% и скорости 2,5 - 3 км/ч.

Основные параметры бульдозера: эксплуатационный вес бульдозера; основные рабочие скорости; среднее статическое удельное давление и смещение центра давления; удельные усилия на режущей кромке ножа отвала, определяющие возможность разработки бульдозером грунтов с различным сопротивлением копанию.

К основным конструктивным параметрам рабочего оборудовании бульдозера относятся: длина и высота отвала, параметры профиля иной поверхности, углы установки отвала, наибольшая высота подъема и опускания отвала, угол въезда, скорость подъёма и опускания отвала.

В таблице 1 приведена техническая характеристика рассматриваемого в данной работе бульдозера.

Таблица 1. Техническая характеристика бульдозера

2.2 Тяговый расчёт

Тяговый расчет бульдозера сводится к определению суммарного сопротивления его движению и сравнению полученного значения со значением номинальной силы тяги бульдозера.

Это сравнение можно обозначить так:

                                                                                            (1)

где - номинальная сила тяги бульдозера, Н;  - суммарное сопротивление движению, Н.

Номинальное тяговое усилие бульдозера находится по формуле

                                                                                               (2)

где  - коэффициент использования веса базовой машины с оборудованием по сцеплению, соответствующий допустимому буксованию движителей (для промышленных бульдозеров на гусеничном ходу );

 - сцепной вес бульдозера в рабочем состоянии, .

Суммарное сопротивление можно вычислить по формуле

                                                                     (3)

где - сопротивление резанию, Н;

- сопротивление перемещению призмы грунта перед отвалом, Н;

- сопротивление перемещению грунта по отвалу, Н;