Машина доставочная

Реферат по дипломному проекту на тему «Машина доставочная»

Темой представленного дипломного проекта является Машина доставочная.

Цель проекта заключается в создании машины доставочной для погрузки и транспортирования горной породы и полезных ископаемых, перевозка и монтаж оборудования в горных выработках, погрузка штучных грузов.

В процессе проектирования выполнены следующие исследования: произведен обзор и исследования существующих конструкций машин доставочных, произведен анализ недостатков и преимуществ отечественных и зарубежных аналогов. Выполнена разработка конструкции изделия и произведен расчет оптимальных параметров, рассмотрено использование машины в производственных условиях, разработан технологический процесс по изготовлению крышки подшипника редуктора, рассмотрены мероприятия по технике безопасности и охране труда. В дипломном проекте также составлен бизнес-план для применения разрабатываемой машины в производстве, а также рассчитана себестоимость использования изделия в шахте при транспортировании грузов и горной породы.

Областью практического применения являются предприятия, нуждающиеся в процессе транспортирования.

Студент-дипломник подтверждает, что приведенный в дипломном проекте расчетно-аналитический материал объективно отражает состояние разрабатываемого объекта, все заимствованные из литературных и других источников теоретические и методологические положения и концепции сопровождаются ссылками на их авторов.

Современный прогресс сельского хозяйства в значительной степени определяется применением минеральных удобрений. Весьма интенсивно осваивается расположенное в Беларуси Старобинское месторождение калийных солей, которое характеризуется благоприятными горно-геологическими условиями и выгодным экономико-географическим положением.

Старобинское месторождение (площадь около 350 км) расположено в западной части Шатилковской впадины в районе городов Солигорска и Старобина. Калийная залежь состоит из четырех калийных горизонтов — с первого по четвертый (сверху вниз).

Первый горизонт расположен в основном в центре месторождения. Кровля его залегает на глубине 350−620 м. Мощность горизонта 2−7 м. Содержание КСL составляет 19%, а нерастворимый остаток (НО) -19−21%. В настоящее время ведутся работы по изысканию рациональных технологических схем отработки горизонта и технических решений по разработке специального очистного оборудования.

Второй горизонт мощностью 1−4,4 м залегает на глубине 370−700 м. Содержание КС составляет 27−32%, а нерастворимый остаток-3−8%. Горизонт представлен двумя (верхним и нижним) слоями сильвинита и одним (средним) слоем каменной соли (галита). Мощность пласта 2,1−2,8 м. В настоящее время в пределах шахтных полей действующих рудников горизонт в значительной степени отработан.

Третий горизонт распространен по всей площади месторождения. Он представлен тремя пластами: верхним сильвинитовыми (с включением карналлита), средним глинисто-карналлитовым и нижним сильвинитовым. Нижний пласт промышленный. Он состоит из шести (снизу вверх) сильвинитовых слоев, разделенных слоями каменной соли. В разработке находятся слои II, III и IV суммарной мощностью 4−4,8 м. Содержание КСL составляет 21−24% (в сильвинитовых слоях 26,9−48,8%), нерастворимый остаток — 2−10%. Нижний пласт залегает на глубине 350−1200м. Глубина разработки составляет 585−800 м. В ближайшие годы более 80% руды будет добываться при отработке Третьего горизонта.

Четвертый горизонт залегает на глубине 600−1335 м. В средней части горизонта залегают пласты сильвинита мощностью 25−35 м (содержание КСL 15−20%, нерастворимый остаток-4−16%). Геологическое строение горизонта недостаточно изучено.

На рудниках ПО «Беларуськалий» применяют следующее забойное самоходное транспортное оборудование: погрузочно-доставочные машины; погрузочно-транспортные машины; скреперные грузчики; подземные бульдозеры; подземные экскаваторы; самосвалы; шахтные погрузчики.

Самоходное горное оборудование (СГО) — важнейший сегмент оборудования, применяемого во многих отраслях современной горно-добывающей промышленности. Появившийся сравнительно недавно, всего несколько десятилетий назад, он в значительной степени изменил технологию работ, сделав ее более производительной, безопасной, экономически эффективной.

Самоходное транспортное оборудование вместе с самоходными буровыми установками образует добычной комплекс.

Для разных горно-геологических условий добычные комплексы имеют различное оборудование.

В дипломном проекте проектируется Машина доставочная.

Работа выполнялась с применением следующих программных продуктов: Microsoft Word^®, Microsoft Excel, Microsoft Equation Editor 3.0 из пакета Microsoft Office 97; Autodesk AutoCAD 2004, ABBYY Fine Reader 6.0.

1 ТЕХНИЧЕСКОЕ ОБОСНОВАНИЕ, РЕЗУЛЬТАТЫ ПРЕДПРОЕКТНЫХ ИССЛЕДОВАНИЙ И ЗАДАНИЕ НА ПРОЕКТИРОВАНИЕ ИЗДЕЛИЯ

1.1 Задачи проектирования

В разрабатываемом дипломном проекте необходимо спроектировать и рассчитать машину доставочную для погрузки и транспортирования горной породы и полезных ископаемых, перевозки и монтажа оборудования, погрузка штучных грузов.

Тип — самоходный на пневмоколесном ходу, с шарнирно-сочлененной рамой;

Колесная формула движителя — 4Ч4;

Исполнительный орган — ковш, вилочный захват, площадка;

Емкость ковша — 3 м³.

1.2 Анализ существующих конструкций

За рубежом на подземных работах машины доставочные, используется с 50-х годов XX столетия. В конце 40-х — начале 50-х братья Вагнеры Эдди и Элмер изобрели первую полноприводную машину с сочлененной рамой и дизельным приводом. В какой-то степени она послужила плацдармом для дальнейших разработок. И в 1958 году был создан первый погрузчик для подземных работ на пневмоколесном ходу.

На территории бывшего СССР эти машины пришли с опозданием примерно на десять лет. Первопроходцами были Джезказганский ГОК и Ачисайский полиметаллический комбинат, которые и стали полигонами, настоящей всесоюзной школой освоения данного типа машин. На территории СССР машины доставочные впервые начали применяться (примерно с 1965 года) на подземных рудниках Норильского горно-металлургического комбината (ныне ОАО «ГМК «Норильский Никель»). Вначале это были погрузочно-доставочные машины с ковшом и кузовом, оснащенные пневмоприводом «Т4Ж», «Каво 510», «МПДН» и др.

Производственная программа немецкой машиностроительной фирмы Hermann PAUS Maschinenfabrik GmbH включает широкий ряд машин для подземных горных работ на пневмоколесном ходу: ПДМ с грузоподъемностью 1,5 — 10 т, вспомогательные машины — для зарядки шпуров и скважин ВВ, доставки людей и грузов, бетона, сервисные машины, стреловые и ножничные подъемники, подземные самосвалы с возможностью челночного хода и принудительной выгрузки, торкрет-установки, кровлеоборщики, а также машины, созданные на заказ.

Первые машины для горнорудной промышленности были поставлены в Советский Союз еще в 1974 году. С тех пор заказчиками машин PAUS стали такие предприятия, как ОАО «ГМК Норильский Никель», ОАО «Апатит», «Уралкалий», «Беларуськалий» и др.

Модельный ряд машин доставочных PAUS (таблица 1.1.) разработан фирмой для различных горно-геологических и горнотехнических условий разработки месторождений и на сегодняшний день они успешно работают на подземных предприятиях Чили, Канады, США, Мексики, России, Беларуси, Украины и во многих других странах мира.

Таблица 1.2.1 — Модельный ряд машин фирмы PAUS

Благодаря осознанному использованию высококачественных комплектующих двигателя и системы привода, а также широкой гаммы предлагаемых машин с объемом ковша 0.8−6м³ в сочетании с интеллектуальной системой кинематики удалось добиться значительного увеличения сбыта этих машин во всем мире. Многие выпускаемые машины идеально подходят для использования в выработках небольшого сечения (ширина по ковшу от 1,2 м).

Машины фирмы «ПАУС» типа PFL-18 является полноприводным транспортным средством с осциллирующимся задним мостом. Машина состоит из моторной и рабочей тележки, которые соединены шарниром. Шарнир придаёт машине повышенную маневренность. В моторной тележке находится двигатель и все узлы привода. В рабочей тележке машины установлены приборы управления и контроля для водителя.

Транспортное средство приводится в движение дизельным двигателем с воздушным охлаждением. Дизельный двигатель имеет двухкамерную систему сгорания топлива, благодаря чему он производит выхлопные газы с малым количеством вредных субстанций. Двигатель оснащён двухступенчатой системой газоочистки — катализатором и барботажным баком. Передача мощности от дизельного двигателя на мосты и колёса осуществляется преобразователем крутящего момента с последовательной гидромеханической коробкой передач. Преобразователь крутящего момента установлен непосредственно на дизельном двигателе. Мощность двигателя передаётся через преобразователь крутящего момента и карданный вал к гидродинамической коробке передач. Коробка передач в свою очередь передаёт мощность через карданные валы на мосты и следовательно к колёсам. Гидромеханическая коробка передач имеет три передачи для движения вперёд и три назад. Переключение передач осуществляется под нагрузкой. При переключении передач с высшей на низшую необходимо подобрать скорость движения допустимую для соответствующей передачи. Максимально допустимая скорость для соответствующей передачи можно извлечь из технической характеристики. Преобразователь крутящего момента и гидромеханическая коробка передач имеют общую маслосистему с заправочным насосом, масляный фильтр и охладитель. Картер коробки передач служит резервуаром для масла. Двигатель оснащён воздушным фильтром в масляной ванне.

Транспортное средство оборудовано воздушным фильтром картерного типа. Воздушный фильтр находится перед дизельным двигателем.

Топливная система находится за задним мостом в моторной тележке. С помощью датчика топлива на приборной панели определяется уровень топлива в баке. Вентиляционный клапан находится в крышке бака. Ёмкость бака составляет приблизительно 100л.

Передний и задний мосты машины являются планетарными ведущими мостами. Мосты приводятся в действие с помощью карданных валов через гидромеханическую коробку передач. Планетарная коробка передач расположена в ступице колеса с обоих сторон моста. Возле планетарной коробки передач с обоих сторон расположен картер многодисковых тормозов рабочей тормозной системы. Картер многодисковых тормозов является масляной ванной, в которой движутся дисковые тормоза.

Гидравлическое оборудование состоит из гидравлической системы тормозов, гидравлики рулевого управления и рабочей гидравлической системы. Машина имеет гидравлический бак, установленный за задним мостом. Данный бак питает всю гидравлическую систему машины. Контроль уровня осуществляется через смотровое окно. Ёмкость бака составляет около 120л. Рабочую температуру показывает термометр на приборной панели. Рабочая температура не должна превышать C.

Привод гидравлики рулевого управления и рабочей гидравлической системы от шестеренчатого насоса. Всасывающая трубка напрямую подключена к баку. От гидравлического насоса масло поступает через усилитель рулевого управления к блоку управления, который по конструкции является рычажным клапаном. Вследствие особой важности функции рулевого управления гидравлическое масло через усилитель в первую очередь поступает на управление. Остающееся масло поступает в рабочую гидравлическую систему. В зависимости от направления движения и угла перемещения рулевого рычага управляющее движение передаётся в цилиндры двойного действия, расположенные в гибком сочленении. Эти цилиндры производят необходимую для управления блокировку.

Рабочая гидравлика оснащена одним подъёмным и опрокидывающим клапаном. С помощью точной настройки угла управления обеспечивается чувствительность и точность управления ковшом и подъёмной стрелой. Подъёмная стрела и ковш приводятся в действие с помощью джойстики. В среднем положении рычага ковш и соответственно подъёмная стрела фиксируются в заранее выбранном положении.

Навесное оборудование крепится на оси с рабочей стороны машины. Принцип его основывается на параллельной кинематике с высоким пределом прочности при растяжении и большим углом опрокидывания. Два цилиндра поднимают и опускают подъёмную стрелу, в то время как опрокидывающий цилиндр приводит в действие ковш. Для полного снижения нагрузок на гидравлическую систему во время езды подъёмная стрела опирается на рабочую сторону машины. Допускается использование различных ковшей.

Электрооборудование машины состоит из аккумуляторной батареи, генератора с регулятором, стартера и освещения. Защита электрооборудования от включения посторонними лицами осуществляется с помощью выключателя массы, который расположен справа от сиденья водителя. Напряжение батареи — 2×12 V 143 Ah. Рекомендуется регулярно проверять зарядку аккумуляторной батареи. Через 20 моточасов требуется проверить уровень электролита. При отрицательной температуре воздуха требуется более частая проверка зарядки батареи. Заряженная батарея более надёжна, чем почти разряженная. Для измерения зарядки применяется измерительный прибор, показывающий удельный вес кислоты. У заряженной батареи эта величина составляет 1,275 -1,285А. Если удельный вес снизился до 1,230, требуется подзарядка батареи. Генератор установлен на дизельном двигателе и приводится в действие посредством клинового ремня. Зарядная мощность генератора составляет 28 В, 55А. Генератор не нуждается в специальном обслуживании. На генератор установлен регулирующий переключатель. Он предотвращает перезарядку аккумуляторной батареи.

Самоходному транспорту на пневмоколесном ходу присущи высокая проходимость, маневренность и мобильность. Не привязанный ни к рельсам, ни к канатам (как скреперные лебедки) он обладает по сути дела неограниченной свободой действий и, по мере необходимости, может легко перебрасываться с одного участка на другой.

Еще одна зарубежная компания по производству машин SCHOPF была основана в конце 40-х годов.

Предложение компании SCHOPF для горной промышленности включает в себя погрузчики, которые предназначены для различных материалов.

Компания имеет превосходные отзывы в областях качества и сервиса. Продукция компании отличается своим продолжительным сроком службы и низкими производственными расходами. Быстрореагирующая служба сервиса и срочная поставка запчастей являются неотъемлемыми частями качественного пакета SCHOPF.

Высокая мощность и грузоподъёмность совместно с компактными размерами отличают машину для шахт и тоннелей SFL65. Имея такую техническую характеристику (таблица 1.2.2) SFL65 является высокопроизводительной машиной в этом классе погрузчиков.

Стандартное оснащение включает в себя одноконтурный, ламелевый рабочий тормоз принудительного охлаждения «POSISTOP» с системой «Failsafe» и КПП Clark MHR 32 000 Series. Машина может поставляться также в многоцелевом исполнении — со съёмными дополнительными рабочими агрегатами.

погрузка транспортирование горный редуктор Таблица 1.2.2 — Техническая характеристика SCHOPF SFL 65

Машина SFL100 идеально подходит для погрузки самосвалов грузоподъёмностью 30 тонн. Высокая позиция водителя даёт прекрасный обзор, благодаря чему повышается безопасность и производительность. Тормоза POSISTOP относятся к стандартному оснащению. Все главные компоненты как, например поворотный шарнир ломающейся рамы сконструированы на длительный срок службы.

Большое значение отдано простой конструкции всех гидравлических элементов, которые работают, без каких либо электрических или электронных компонентов. Благодаря этому повышается надёжность машины в целом, а также облегчается техническое обслуживание и возможный ремонт. SCHOPF SFL 100 имеет техническую характеристику (таблица 1.2.3).

Таблица 1.2.3 — Техническая характеристика SCHOPF SFL 100.

Машина SFL180 обладая характеристикой (таблица 1.2.4.) становится идеальной машиной для больших объёмов добычи. Оснащённая полностью автоматической коробкой передач, мощными тормозами и радиатором для температур окружающей среды до 55 C° машина является идеальной для работы в самых тяжёлых условиях и позволяет достичь выполнения поставленных производственных задач.

Когда способ добычи требует подачи на рампы или добыча идёт с переменными обрушениями погрузчик SFL150 показывает преимущества своего мощного двигателя и 8ковша. Дополнительно к этому большой объём топливного бака даёт возможность высокой степени использования машины. Объёмная кабина водителя с сиденьем как в легковом автомобиле даёт комфорт, обзорность, высокую эффективность и безопасность машины. SCHOPF SFL 150 имеет техническую характеристику (таблица 1.2.5).

Таблица 1.2.4 — Технические характеристики SCHOPF SFL 180

Таблица 1.2.5 — Технические характеристики SCHOPF SFL 150.

Из отечественных машин рассмотрим машину доставочную МД-3,5 и машину погрузочно-доставочную МПД-4

Таблица 1.2.6 — Технические характеристики

Исходя из технической характеристики (таблица 1.2.6) можно сказать, что машина имеет высокую грузоподъемность, мощный привод в сочетании с малыми габаритными размерами в поперечном сечении. Все это позволяет машинепроизводительно работать в стесненных условиях. Трехступенчатая очистка снижает содержание вредных примесей в отработанных газах до санитарных норм.

Машина погрузочно-доставочная МПД-4 (рис. 1.2.7.) предназначается для погрузочно-доставочных работ с взорванными или разрыхленными механическим способом породами в стесненных условиях подземных шахт и проходах, не опасных по пыли и газу, а также — в условиях открытой добычи полезных ископаемых, строительстве тоннелей и др.

Рассмотрим техническую характеристику МПД-4 (таблица1.2.7).

Таблица 1.2.7- Основные технические данные машины МПД-4

Рис. 1.2.7 Машина погрузочно-доставочная МПД-4

1.3 Обоснование конструктивной схемы машины

Машина доставочная предназначена для погрузки и транспортирования горной породы и полезных ископаемых, перевозки и монтажа оборудования, погрузка штучных грузов в стесненных условиях подземных шахт и проходок, не опасных по пыли и газу.

Конструкция машины разрабатывается с учетом применения в сложных и жестких подземных условиях рудников. Благодаря высокой мобильности машина эффективно работает в стесненных условиях выработок.

Машина представляет собой специальный двухосный тягач, на пневмоколесном ходу, с установленным на нем оборудованием:

ковш — предназначен для погрузки, транспортирования горной породы и полезных ископаемых ;

вилочный захват — предназначен для монтажа оборудования, погрузки штучных грузов в стесненных условиях подземных шахт и проходок;

площадка — предназначена для перевозки оборудования и тяжелых штучных грузов. При использований площадки, на машину устанавливается лебёдка с гидроприводом? принят, так как площадка совершает плоско — параллельные движения и использование механического привода затруднено?. Лебёдка служит для затягивания груза и фиксаций его на площадке.

Применение машины доставочной на пневмоколесном ходу, с автономным дизельным приводом и большим разнообразием навесного оборудования обеспечивает:

— высокую энерговооруженность труда забойных рабочих и, следовательно, большие возможности повышения производительности их труда;

— снижение физических нагрузок рабочих, так как им отводится роль оператора — водителя машины;

— увеличения использования забойных машин в течение смены благодаря высокой их мобильности, сокращению времени на переезды из одного забоя в другой, уменьшению длительности подготовительно-заключительных операций;

— работу без наращивания и укладки рельсовых путей в выработках;

— установку на одной машине нескольких исполнительных органов.

На основании анализа машин, применяемых в мире, можно принять следующую компоновочную схему для проектируемого изделия:

— пневмоколесный ход;

— дизельный привод;

— шарнирно-сочлененная рама (угол складывания не менее 40є);

— емкость ковша (до5 м³);

— дополнительные исполнительные органы, быстрая их замена.

1.4 Описание и работа машины

Машина доставочная предназначена для погрузки и транспортирования горной породы и полезных ископаемых, а также при смене рабочего органа для монтажных, демонтажных работ, доставке штучных грузов. В качестве сменных рабочих органов выступают: ковш, вилы и платформа. Техническая характеристика машины представлена в таблице 1.4.

Таблица 1.4 — Техническая характеристика.

Рисунок 1.4 — Машина доставочная

Машина включает в себя следующие основные составные части и системы: рабочее оборудование 1, ходовая часть 2, гидромеханическая передача 3, рабочее место 4, силовая установка 5, ведущие мосты 6, сцепка 7, передняя рама 8, задняя рама 9, карданная передача 10 (рисунок 1.4).

Рабочее оборудование состоит из рабочего органа и рычажной системы. Рычажная система выполнена по Z-образной схеме и состоит из стрелы, рычага, тяги и сцепки.

Стрела при помощи пальцев крепится к передней раме. На другом конце стрелы на пальцах установлена сцепка.

Тяга с запрессованными втулками и пальцами соединяет сцепку и рычаг втулкой и пальцем. Гидроцилиндры поворота сцепки при помощи пальцев закреплены на передней раме, а пальцами — на рычаге.

Гидроцилиндры подъема стрелы при помощи пальцев установлены на раме.

Для фиксации пальцы снабжены приваренными проушинами с отверстиями, которыми надевается на бобышку, и крепятся болтом с шайбой. Рычаг выполнен в виде сварной конструкции и соединен с тягой пальцем. В тягу, которая соединена со сцепкой с помощью пальца, запрессованы втулки.

Все шарнирные соединения защищены от попадания пыли и грязи защитными манжетами, которые устанавливаются в проточках стрелы, рычага, тяги и проушины стреловых и ковшовых гидроцилиндров.

Смазка всех шарниров осуществляется через масленки. Все сменные рабочие органы устанавли ваются на сцепку погрузочного оборудования.

Рисунок 1.4- Схема расположения машины в выработке соляной шахты

Трансмиссия машины служит для передачи крутящего момента от коленчатого вала двигателя к ведущим колесам с изменением величины крутящего момента, частоты вращения колес и направления движения.

В трансмиссию машины входят:

— коробка передач

— карданные валы с промопорой;

— ведущие мосты.

Передний мост жестко закреплен на рабочей секции рамы, задний — имеет балансирную подвеску и может качаться в поперечной вертикальной плоскости машины, разгружая раму от деформаций кручения и обеспечивая лучшие тягово-сцепные качества машины.

На рабочей секции рамы размещено погрузочное оборудование 1 в виде пространственной стрелы, сцепки 16 с вилами и гидроцилиндрами управления вилами и стрелой, на подмоторной секциикоробка передач 13, рабочее место 9 с защитной крышей 6, органами управления 7, сиденьем и щитком приборов, а также два гидравлических домкрата 18, используемые при снятии и установке задних колёс.

Машина имеет гидравлические системы:

— рабочего оборудования;

— управления поворотом машины

— тормозов.

Гидросистемы рабочего оборудования, управления поворотом машины и тормозов, кроме гидросистемы охлаждения рабочих тормозов, имеют общий бак. Гидросистема охлаждения рабочих тормозов имеет свой бак.

Тормоза машины — многодисковые в масляной ванне. Стояночный тормоз выполнен в промопоре.

Машина оснащена фарами для движения вперед и назад, габаритными фонарями, указателями поворотов и стоп-сигналами.

На опытных образцах машины должна быть установлена табличка «ОПЫТНАЯ» или нанесена несмываемой и контрастной к цвету машины краской надпись «ОПЫТНАЯ» .

При работающем двигателе крутящий момент передается через карданный вал, коробка передач и карданные валы к мостам и ведущим колесам, приводя их в движение со скоростью, зависящей от выбранных передач коробки передач.

Подъем и опускание стрелы, поворот машины, а также поворот вил осуществляется путем подачи под давлением рабочей жидкости в гидроцилиндры. Давление создается двумя насосами, расположенными на коробке передач. Управление работой погрузочного оборудования осуществляется гидрораспределителем рабочего оборудования и блоком сервоуправления.

Поворот машины осуществляется путем поворота полурам относительно друг друга двумя гидроцилиндрами посредством одного из двух блоков управления.

Гидросистема управления поворотом машины получает питание от насоса через гидрораспределитель рабочего оборудования независимо от нагрузки рабочего оборудования.

1.4.1 Описание и работа составных частей машины

Карданная передача с демпфером

Карданная передача служит для передачи крутящего момента от двигателя к гидромеханической передаче и от гидромеханической передачи к ведущим мостам.

Карданная передача (рисунок1.4.1) состоит из карданных валов 1 и 4, промопоры со стояночным тормозом 2, карданной муфты 3 и приводного вала 5 с демпфером.

1,4- валы карданные; 2 — промопора со стояночным тормозом; 3 — муфта карданная; 5 — приводной вал с демпфером

Рисунок 1.4.1 — Карданная передача с демпфером

Ведущие мосты и ходовая часть

Состав, устройство и расположение ведущих мостов показано на рисунке 1.4.2.

На машине установлены два одинаковых ведущих моста производства немецкой фирмы «Kessler». Передний мост 1 жестко крепится болтами 2 к рабочей секции рамы, а задний 7 теми же болтами к балансиру 6, который шарнирно установлен на пальцах 5 в подмоторной секции рамы. Смазывание поверхностей трения пальцев осуществляется посредством подводящих рукавов 4 и 8, через масленки 9 и 10, установленные на раме.

В опоры балансира (рисунок 1.4.3) запрессованы антифрикционные втулки 1, а в заднюю опору балансира дополнительно установлены упорные пластины 2, удерживающие мост от продольных перемещений. Упоры 3 служат для фиксации пластин 2 от проворота.

Ведущий мост показан на рисунке 1.4.4.

1 — мост передний; 2 — болт; 3 — колесо; 4, 8 — подводящиерукава; 5 — палец; 6 — балансир; 7 — мост задний; 9, 10 — маленки; 11 — гайка.

Рисунок 1.4.2 — Установка мостов и колес

1 — антифрикционные втулки; 2 — пластина; 3 — упор.

Рисунок 1.4.3 — Опоры балансира

Рисунок 1.4.4 — Мост

1,9- фланцы; 2 — вал; 3 — корпус; 4 — нажимной диск; 5 — металлокерамические диски (подвижные); 6 — неподвижные диски; 7 — сапун; 8 — гайка; 10 — штуцер; 11 — шпилька; 12 — поршень; 13 — пружина; 14 — сливная пробка; 15 — шлицевая втулка

Рисунок 1.4.5 Промопора

Промопора со стояночным тормозом (рисунок 1.4.5) состоит из корпуса 3, в который на шлицах вставлены диски 6 (неподвижные), чередующиеся с металлокерамическими дисками 5 (подвижными), которые связаны с валом 2 посредством шлицевой втулки 15. Пакет дисков через ступенчатый поршень 12 сжимается пружинами 13. На валу на шлицах установлены неподвижный фланец 1 и подвижный в осевом направлении фланец 9.

Регулировка подшипников осуществляется гайкой 8.

При подаче рабочей жидкости тормозной системы в полость, А поршень 12 перемещается, сжимает пружины 13 и освобождает пакет дисков от осевого сжатия, производя растормаживание стояночного тормоза. Включение стояночного тормоза происходит при снятии давления рабочей жидкости в полости А.

При отсутствии давления в системе стояночного тормоза и при необходимости механического растормаживания нужно вывернуть два штуцера 10, перевернуть их обратной стороной и, наворачивая на шпильки 11 поршня, освободить пакет дисков от сжатия пружинами.

Для заправки промежуточной опоры маслом служит отверстие, в которое завернут рым-болт. Масло заливается до уровня отверстий штуцеров 10, расположенных в горизонтальной плоскости.

1.5 Результаты предпроектных исследований

1.5.1 Анализ производительности от емкости ковша

Часовая производительность погрузчика

где — емкость ковша, м³; - время цикла погрузки, сек (см. п. 2.4).

Результаты расчета сведены в таблицу 1.3.1 и построен график зависимости часовой производительности от объема ковша рисунок 1.3.1.

Таблица 1.3.1 — Зависимости производительности от объема ковша

Рисунок 1.3.1 — График зависимости производительности от емкости.

Из графика зависимости (рисунок 1.3.1) видно, что с увеличением емкость ковша, при равных других условиях работы (время черпания, время разгрузки, расстояния транспортирования), значительно увеличивается производительность погрузчика.

1.5.2 Анализ потребляемой мощности погрузчика от угла складывания и радиуса поворота

Функциональная зависимость:

Сила сопротивления передвижению при повороте машины (см. п. 2.2.3.)

Н;

мм;

мм.

Мощность необходимая для поворота агрегата равна

При повороте машины под разным углом, изменяется сила сопротивления передвижению машины, которая в свою очередь меняет мощность необходимую для поворота машины, а также меняется радиус поворота. Результаты зависимости мощности от угла складывания, мощности от радиуса поворота, радиуса поворота от угла складывания отображены в таблице 1.3.2 и построены графики рисунок 1.3.2.

Таблица 1.3.2 — Результаты зависимости мощности

Рисунок 1.3.2 — Графики зависимостей

1.6 Техническое задание на разработку машины доставочной

2 РАЗРАБОТКА КОНСТРУКЦИИ ИЗДЕЛИЯ

2.1 Технические параметры разрабатываемой МД

2.2.1 Весовой расчет

2.2.1.1 Определение центра масс машины

Начало системы координат, в которой определяются координаты центра масс, расположим на вертикальной оси соединения полурам машины. Расчетная схема представлена на рис.(рис. 2.2.1.).

Рисунок 2.2.1 Координаты центра масс

Определение центра масс будем производить как при наличии ковша, так и без него. Массы соответствующих частей погрузочно-доставочной машины и координаты их центров масс представлены в табл. 1.

Таблица 1 Координаты центров масс

? 24 900

1) Координаты центра масс машины с ковшом

2)

м) (2.1.1)

= 0,296 м; (2.1.2)

=0,998 м. (2.1.3)

3) Координаты центра масс машины без ковша

м; (2.1.4)

0,4 м (2.1.5)

(2.1.6)

2.2.1.2 Определение реакций на колёсах при транспортном положении машины и подбор шин

Для определения нагрузок на ходовые колёса рассмотрим схему представленную на рис. 8.

Рисунок 2.2.2 Схема нагружения мостов машины

Cуммарная нагрузка на колёса автомобиля, приложенная к центру масс машины с учётом поперечного крена:

кН. (2.1.7)

Нагрузку на задние колёса:

; ;

кН. (2.1.8)

Так как центр масс машины расположен по центру, то нагрузка на каждое заднее колесо

кН (2.1.9)

Нагрузка на передние колёса:

; ;

кН (2.1.10)

Так как центр масс машины расположен по центру, то нагрузка на каждое переднее колесо:

кН.)

По каталогу шин выбираем следующие размеры колёс:

2.2.2 Оценка маневровых свойств погрузочно-доставочной машины

Уровень маневровых свойств оценивается следующими показателями:

— минимальным габаритным радиусом поворота;

— габаритной шириной поворотной полосы при бизлома = мах;

— отношением

На рисунке 1 представлена расчетная схема машины.

На схеме обозначены:

а = 1580 мм. в = 1550 мм. Вп = 1800 мм. Вз = 1800 мм. Вк = 500 мм.

Вгаб. = 3185 мм. Rmin = 3145 мм. Rmax = 6330 мм. Вков = 2000 мм.

Рисунок 2.2.3 Расчетная схема

Определим значения радиусов поворота характерных точек поворота:

2.1.11

2.1.12

2.1.13

2.1.14

2.1.15

2.1.16

2.1.17

2.1.18

2.2.3 Мощностной баланс

2.2.3.1 Мощность, необходимая на передвижение машины по прямой

При движении по прямой машина преодолевает следующие силы сопротивления движению:

1.Сила сопротивления передвижению машины

Н, 2.1.19

где f=0,08 — коэффициент сопротивления передвижению;

— вес машины;

=?2^_ — угол поперечного крена машины.

2. Сила сопротивления от составляющей силы тяжести, перпендикулярной опорной поверхности, при движении машины в гору

Н, 2.1.20

где ц =?2,5^_ — угол продольного крена машины.

3. Сила сопротивления инерции при разгоне (трогании с места) агрегата

Н

где с — коэффициент, учитывающий наличие вращающихся масс в трансмиссии движителя;

m — масса машины;

dvизменение действительной скорости; dv =10 км/ч =2,778 м/c;

dt — время разгона; dt = 80 c.

4. Сила сопротивления в подшипниках качения

Н; 2.1.21

Мощность, необходимая для передвижения агрегата по прямой:

кВт, 2.1.22

где v — действительная скорость движения машины; dv =10 км/ч =2,778 м/c;

з — КПД привода движителя; з = 0,94.

Таким образом, мы видим, что указанной мощности двигателя (N_дв=110 кВт) достаточно для обеспечения движения машины по прямой.

2.2.3.2 Мощность, необходимая на поворот машины При повороте колесного хода преодолевается все те же сопротивления, что и при прямолинейном движении, включая сопротивление повороту, которое равно:

H, 2.1.23

где fk-коэффициент сопротивления мятию при качении колеса; fk=0,1;

цкоэффициент трения; ц=0,5;

R — радиус поворота машины; R=6,58 м ;

D — ширина колёсной базы машины; D=2,3 м.

Мощность необходимая для поворота агрегата

2.1.24

Указанной мощности двигателя (N_дв=88 кВт) достаточно для обеспечения поворота машины.

2.2.4 Расчет устойчивости Максимальный статический угол продольной устойчивости В начальный момент нарушения продольной устойчивости опрокидывания автомобиля будет происходить вокруг точки О, в этом случае реакция на передние колеса будет равна нулю.

Уравнение равновесия системы будет иметь вид

;

;

при

2.1.25

Опрокидывание машины будет происходить если угол будет больше или равный:.

Максимальный угол устойчивости при движении с учетом реактивного момента. Опрокидывание автомобиля происходит вокруг точки О, в момент начала опрокидывания реакция поверхности на передние колеса равна нулю.

;

;

при ;

;

гдереактивный момент. ;

2.1.26

где -тяговое усилие;

— радиус качения колеса.

— проекция сил на ось Х;

где -сила сопротивления качению;

;

где f-коэффициент сопротивления перекатыванию.

;

;

;

; 2.1.27

Максимальный угол устойчивости при движении с учетом реактивного момента составляет:

Статический угол поперечной устойчивости В момент потери поперечной устойчивости реакция поверхности на правые колеса будет равна нулю. Условия равновесия системы:

;

;

;

; 2.1.28

Машина потеряет устойчивость, если угол будет больше: .

2.2.5 Кинематический расчёт

Машина имеет как три передачи вперед, так и три назад. Итого существует шесть диапазонов скоростей. Привод обоих мостов и привод гидронасосов осуществляется посредством распределения мощности редуктором отбора мощности. Скорость вращения вала двигателя 2300 об/мин. Переключение предач осуществляется с помощью гидроподжимных фрикционных муфт. Переключение направление хода машины осуществляется с помощью блокшестерен. Между передним ведущим мостом и трансмиссией находится стояночный тормоз. Кинематическая схема показана на рисунке 2.2.5.

Рисунок 2.2.5 — Кинематическая схема

Для кинематического расчета необходимо знать количество шестерен и количество зубьев на них. Это приведено в таблице2.2.5.1.

Таблица 2.2.5.1

Вычисляем общее передаточное отношение редуктора отбора мощности и коробки передач при переключении передач, и меняя направления движения.

Вперед

1-я передача

2-я передача

3-я передача

В направлении назад передаточные числа будут равны соответственно передаче (таблица 2.2.5.2).

Таблица 2.2.5.2. — Передачи

Тогда передаточные числа трансмиссии равны произведению передаточного отношения редуктора отбора мощности с коробкой передач и передаточного отношения ведущего моста (i=25,37), гидротрансформатора (i=0,95).

где-передаточное отношение трансмиссии на i-й передаче; - передаточное отношение коробки передач на i-й передаче. Результаты сведены в таблицу 2.2.5.3.

Таблица 2.2.5.3 — Передаточные отношения

2.2.6 Гидравлический расчёт

Гидросистема машины включает в себя три основные компонента — гидросистему рабочего оборудования, гидросистему рулевого управления и гидросистему тормозов, объединенных общим гидробаком, наносной станцией (насосы Н1, Н2, Н3), приоритетным клапаном (КПР), блоком питания (БП) и тормозным краном КТ1. Приоритетный клапан КПР собран с распределителем в один блок и установлен справа по ходу машины внутри рамы напротив гидробака. На гидробаке установлен регулятор давления, поддерживающий давление в гидробаке 0,2 МПа.

Гидросистема рабочего оборудования включает в себя распределитель (Р2) с гидроуправлением, который при помощи блока управления (БУ) обеспечивает плавное регулирование скорости рабочего органа. Распределитель (Р2) направляет рабочую жидкость к гидроцилиндрам Ц4, Ц5 управления ковшом и к гидроцилиндрам Ц6, Ц7 управление стрелой. На указанных гидроцилиндрах на выходе из поршневых полостей установлены напорные управляемые клапаны. Эти клапаны предназначены для запирания полостей гидроцилиндров при отсутствии управляющих воздействий со стороны распределителя (Р2), а также неуправляемого падения стрелы и ковша. Управление напорными клапанами и распределителем осуществляется блоком управлением БУ одновременно. Давление управления не превышает 2 МПа. При необходимости, в случае отказа блока питания или нарушении герметичности гидросистемы аварийное опускание стрелы можно осуществить, вывернув пробку на напорном клапане на обоих цилиндрах. Рабочий орган снабжен механизмами управления положением подхватов вилочных или стрелы крановой, а также, фиксации сменного рабочего оборудования. Для этого на рабочем месте оператора установлен распределитель (Р1) с ручным управлением, который снабжен предохранительными клапанами, защищающих линию питания от реактивных нагрузок. Рабочая жидкость к распределителю (Р1) поступает от насоса (Н1) гидросистемы тормозов через тормозной кран (КТ1). После зарядки гидропневмоаккумуляторов системы тормозов жидкость направляется к распределителю (Р1) и, если не требуется управлять гидроцилиндрами (Ц1), (Ц2), (Ц3), направляется в гидробак через распределитель (Р1).

Гидросистема рулевого управления объединена с гидросистемой рабочего оборудования и включает: два гидроруля (АР1) и да гидроцилиндра (Ц8) и (Ц9), а также соединительную арматуру и рукова.

Расчёт гидроцилиндров

При расчёте гидроцилиндра в первую очередь необходимо найти усилие на шток.

Усилие на штоках гидроцилиндров:

;

Н 2.1.29

где

2.1.30

Так как для подъёма грузовой площадки используется два одинаковых гидроцилиндра, то нагрузка на штоке каждого гидроцилиндра

Рабочая площадь поршня

S= м² 2.1.31

где P₁ — давление рабочей жидкости, принимаем P₁= 16 МПа;

з_мц =0,93…0,97 — механический КПД гидроцилиндра;

з_г =0,9…0,93 — гидравлический КПД гидропередачи.

Внутренний диаметр цилиндра при подаче рабочей жидкости в поршневую полость м. 2.1.32

м.

Толщина стенки корпуса стального гидроцилиндра:

м (2.1.33),

где [у]=550^.10⁵ Па — допустимое напряжение растяжения для стали;

м=0,3 — коэффициент Пуассона (для стали).

Диаметр штока гидроцилиндра м.

Для управления гидроцилиндрами принимаем гидрораспределитель Р80−¾−222.

2.2.7 Построение тягово-динамической характеристики При введении новой кинематической схемы привода необходимо построить тягово-динамическую характеристику для каждой передачи. Далее представлен алгоритм расчета и построения ТДХ: