СОДЕРЖАНИЕ

ВВЕДЕНИЕ 5

1 ВЫБОР АНАЛОГА ПРОЕКТИРУЕМОЙ МАШИНЫ 7

2 ОПРЕДЕЛЕНИЕ ОСНОВНЫХ ПАРАМЕТРОВ 12

3 БАЛАНС МОЩНОСТЕЙ 15

3.1 Расчет затрат мощности на привод рабочего оборудования 15

3.2 Расчет затрат мощности на привод ходового устройства 16

3.3 Расчет затрат мощности на управление рабочим органом 17

3.3.1 Составление гидравлической схемы 17

3.3.2 Определение усилия в гидроцилиндре 19

3.3.3 Подбор гидроцилиндра 23

3.3.4 Выбор гидронасоса 24

3.3.5 Определение затрат мощности 24

4 УСТОЙЧИВОСТЬ МАШИНы 26

4.1 Продольная устойчивость в транспортном режиме 28

4.2 Поперечная устойчивость в транспортном режиме 30

5 РАСЧЕТ ПРИВОДА РАБОЧЕГО ОБОРУДОВАНИЯ 32

5.1 Кинематический расчет 32

5.2 Выбор материалов и определение допускаемых напряжений 34

5.3 Расчет зубчатых колес 36

6 МЕТРОЛОГИЯ И СТАНДАРТИЗАЦИЯ 41

7 ТЕХНИКА БЕЗОПАСНОСТИ ПРИ ЭКСПЛУАТАЦИИ МАШИНЫ 43

7.1 Общие требования безопасности 43

7.2 Требования безопасности перед началом работ 44

7.3 Требования безопасности во время работы 45

7.4 Требования безопасности в аварийной ситуации 47

7.5 Требования безопасности по окончании работы 48

СПИСОК ИСПОЛЬЗОВАННОЙ ЛИТЕРАТУРЫ 49

ПРИЛОЖЕНИЕ А 51 
 

 

ВВЕДЕНИЕ

   Цепной  траншейный экскаватор относится к  экскаваторам непрерывного действия, рабочий процесс которого происходит при постоянном движении базового тягача. В строительстве цепные траншейные экскаваторы наиболее широко применяют  для получения протяженных выемок прямоугольного (траншеи) и трапециадального (каналы) сечений. Также их применяют при разработке карьеров строительных материалов (глины, гравия, песка). Дополнительным преимуществом их на работах этого вида наряду с высокой производительностью является измельчение добываемого сырья (особенно глины) до однородной массы, необходимой для ее последующей обработки.

   В результате совмещения по времени операций резания и транспортирования  грунта цепные траншейные экскаваторы  имеют более высокую производительность по сравнению с одноковшовыми экскаваторами. Однако они менее универсальны и могут успешно применяться при достаточно большом и сосредоточенном объеме однотипным работ.

   Цепь  экскаватора может быть оснащена ковшами, скребками, резцами и др., в зависимости от его назначения и категории разрабатываемого грунта.

   Для разработки мерзлых грунтов (V – VIII категории) в качестве цепи используют баровую цепь, представляющую собой цепь с зубками из износостойких сталей с твердосплавными пластинами, выставленных на цепи под разными углами, образуя несколько линий резания. Аналогичные цепи используют во врубовых машинах горнодобывающей промышленности.

   Баровые грунторезные машины используются как  для рыхления, так и для экскавации мерзлого грунта. Ширина траншей, отрываемых баровыми машинами, доходит до 500 мм. Эти машины применяют также для отделения мерзлого грунта от массива при открытых разработках полезных ископаемых. Кроме того, самоходные баровые машины используют для нарезания щелей в мерзлом и трудноразрабатываемом талом грунтах под укладку кабельных коммуникаций и в ряде случаев для нарезания продольных и поперечных щелей в мерзлом грунте, обеспечивающего последующую отрывку траншей и котлованов обычнвми экскаваторами. Машины созданы на базе тракторов и цепных траншейных экскаваторов; в качестве рабочего навесного оборудования используются как готовые бары врубовых машин, так и специально изготовленные режущие цепи.

   Разработка  мерзлого грунта баровыми машинами менее энергоемка, по сравнению с другими машинами, предназначенными для этих целей, поскольку рыхлению подвергается не весь массив грунта, а только в объеме щелей, располагаемых на определенном расстоянии друг от друга. Основным недостатком машин является быстрый износ резцов, их малая надежность и долговечность, поскольку мерзлый грунт обладает высокой абразивностью.

   На  базе мощных тягачей часто создают  машины с двумя и более одновременно работающими барами, что позволяет за один проход машины прорезать в грунте сразу несколько параллельных щелей.

   Комплекс  работ по исследованию режимов резания  мерзлых грунтов и конструкций баровых грунторезных машин, а также по обоснованию эффективности их применения выполнен Томским политехническим институтом под руководством д-ра техн. Наук О.Д. Алимова. Начиная с 1960 г., исследованиям и анализу опыта эксплуатации баровых машин уделяют внимание ВНИИСтройдормаш и ВНИИЗеммаш.

   В настоящее время выпуском баровых  грунторезных машин занимаются такие предприятия как Амкодор, МРМЗ (Михневкий ремонтно-механический завод), КМЗ (Копейский машиностроительный завод), ДЭЗ (Дмитровский экскаваторный завод) и др. В большинстве случаев в качестве базового тягача для этих машин используют пневмоколесные тракторы МТЗ-80(82) “Беларус” или гусеничные Т-170, Т-130, ДТ-75, которые часто спереди оборудуются бульдозерным отвалом.

   В данном курсовом проекте разрабатывается  конструкция цепного траншейного экскаватора с баровым рабочим оборудованием для VII категории грунта для прорезания щели с параметрами: ширина – 0,1 м; глубина – 1,5 м.

 

1 ВЫБОР АНАЛОГА  ПРОЕКТИРУЕМОЙ МАШИНЫ

   В качестве аналога выбираем наиболее приближенную по характеристикам машину – баровая грунторезная машина БГМ-1 производства Михневского ремонтно-механического  завода. Ее технические характеристики приведены в таблице 1.

   БГМ-1 предназначены для прокладки траншей для газо- и водопроводов, сетей канализации, связи и электропередачи, планировочных и земляных работ. 

Таблица 1 – Технические характеристики БГМ-1

 

   На  рисунке 1 представлен общий вид машины БГМ-1.

   Баровая грунторезная машина БГМ-1 представляет собой трактор МТЗ-82.1 (позиция 1), оборудованный навесной баровой установкой, которая крепится к трактору на кронштейне 6.

   Баровая установка состоит из редуктора 2, рабочего органа 3, соединительной предохранительной муфты, ходоуменьшителя 4, гидроцилиндра 5, соединительной арматуры, рамы жёсткости 7, отвала 8. 

Рисунок 1 – Баровая грунторезная машина БГМ-1 

   Крутящий  момент от выходного вала отбора мощности трансмиссии трактора через муфту передается на редуктор бары, имеющий одноступенчатую коническую передачу (40:13), а затем на ведущую звездочку режущего органа.

   Режущий орган состоит из направляющей с  механизмом натяжения цепи, двух звездочек, расположеных на ее концах и цепи со специальными зубками. Подъем и опускание  режущего органа осуществляется силовым  гидроцилиндром [16].

   В проектируемой машине, как и в  аналоге, в качестве шасси используется трактор МТЗ-82.1. Его общий вид приведен на рисунке 2, а технические характеристики в таблице 2.

   Трактор МТЗ-82.1 "Беларус" производства Минского тракторного завода – универсальный трактор на пневмоколесном ходу, тягового класса 1,4, предназначенный для выполнения широкого спектра работ – от подготовки почвы под посев до уборочных и транспортных операций; может использоваться в лесном, коммунальном хозяйстве, строительстве и промышленности, приспособлен для работы в различных климатических зонах. Трактор МТЗ-82.1 отличает высокие надежность и экономичность при низких эксплуатационных затратах и высокой производительности [18].

Рисунок 2 – Трактор МТЗ-82.1 “Беларус” 

Таблица 2 – Технические характеристики МТЗ-82.1 “Беларус”

Продолжение таблицы 2