Прицепной скрепер

Реферат.

Пояснительная записка ___ стр., 16 рис., 6 источников, иллюстрированный материал 3 листа формата А1.

Ключевые слова: скрепер, тягач, ковш с ножом, забор грунта.

В курсовой работе представлена конструкция прицепного скрепера, для послойного копания, транспортирования, послойной отсыпки, разравнивания и частичного уплотнения грунтов.

Цель работы — разработка прицепного скрепера.

В процессе работы проведен анализ существующих конструкций, были произведены основные расчеты скрепера.

Проведен расчет и разработаны чертежи скрепера. Основные конструктивные и технико-экономические показатели: грузоподъемность 7 т, вместимость ковша 4,5 м³, базовый тягач — трактор кл.4.

• Введение
• 1. Обзор литературных и патентных источников по теме проекта
• 1.1 Обзор патентных источников
• 1.2 Обзор литературных источников
• 2. Выбор машины аналога, разработка конструктивной схемы и общего вида машины
• 3. Описание рабочей среды машины (физико-механические свойства грунтов)
• 4. Расчёт и проектирование основных параметров машины, отдельных узлов и рабочих органов
• 4.1 Основные параметры скрепера
• 4.2 Тяговый расчёт скрепера
• 4.3 Разработка механизма открывания заслонки
• 5. Определение производительности машины
• 6. Разработка мероприятий по охране труда и экологической защите
• 6.1 Общие требования безопасности
• 6.1 Охрана окружающей среды при работе дорожных машин
• Выводы
• Список использованных литературных источников

Цель данного курсового проекта — ознакомить студентов с основами методологии инженерного творчества по созданию новой техники, в данном случае прицепного скрепера. Этой цели можно достичь изучением технологии: создания машин во взаимосвязи и последовательности процессов совершенствования техники с приобретением необходимых знаний и начальных навыков использования научных методов.

В результате изучения данного курса студент должен знать;

I) основные направления научно-технического прогресса в области машиностроения и рационального использования машин;

2) условия работы машин в производстве, общетехнические, эргономические и экологические требования, предъявляемые к ним;

З) структуру и методологию научных исследований рабочих процессов машин, формы и эффективность научно-исследовательской работы;

4) порядок и методику конструирования машин, освоения их производства и испытаний;

5) постановку изобретательства и рационализации в стране, основы международных патентных прав.

прицепной скрепер параметр узел.

1. Обзор литературных и патентных источников по теме проекта.

1.1 Обзор патентных источников.

В данном пункте рассмотрены патентные источники по теме курсового проекта:

Рис. 1. Прицепной скрепер

Прицепные скреперы в агрегате с базовыми гусеничными тракторами используют при дальности транспортирования до 1000 метров. Дальность транспортирования агрегата определяется его вместимостью и быстроходностью базового трактора.

Прицепные скреперы применяют с гусеничными тракторами для работы в условиях переменного рельефа местности при перемещении грунта по бездорожью на расстояние до 0,2 км (скреперы малой емкости) до 0,5 км (скреперы средней и большой емкости). В отдельных случаях прицепные скреперы используют для перемещения грунта на большие расстояния. В последнее время применяют прицепные скреперы с механизированной (элеваторной) загрузкой ковша. Особенность скреперов этого типа — установка скребкового конвейера вместо передней заслонки, что изменяет способ загрузки ковша грунтом. Помимо частичного заполнения ковша обычным способом грунт подается в ковш скребками конвейера. Такие скреперы обеспечивают более высокий коэффициент наполнения ковша в различных грунтах, равномерность тягового усилия (у обычных скреперов тяговое усилие резко возрастает по мере наполнения ковша) и хорошую планировку забоя.

Однако скреперы с механизированной (элеваторной) загрузкой имеют более сложную конструкцию, не могут работать в грунтах с каменистыми включениями и плохо разгружаются при работе на липких и влажных грунтах, так как снабжены свободной донной разгрузкой. Скрепер ДЗ-33 с принудительной разгрузкой ковша (рис. 1.1) состоит из серьги, дышла, передней и задней осей, шкворневого устройства шарового типа, рамы, ковша с нижними и боковыми ножами, заслонки ковша, задней стенки ковша и четырех колес с шинами.

Рис. 1.1 Прицепной скрепер ДЗ-33:

1 — базовый трактор, 2 — серьга, 3 — шкворневое устройство, 4 — рама, 5 — рукава и трубопроводы, 6 — гидроцилиндр подъема и опускания ковша, 7 — гидроцилиндр управления заслонкой ковша, 8 — заслонка ковша, 9 — ковш, 10 — задняя стенка ковша, 11 — гидроцилиндр управления задней стенкой ковша, 12 — колесо с шиной, 13, 14 — нижний и боковой ножи, 15 — дышло.

Тяговое усилие от базового трактора передается скреперу через серьгу. В передней части скрепера предусмотрено шкворневое устройство шарового типа, благодаря которому передняя ось поворачивается относительно рамы. Ковш скрепера сварной конструкции и состоит из двух боковых стенок и днища. В передней части к нему приварены проушины для, крепления штока гидроцилиндра подъема и опускания ковша. К передней нижней части ковша приварена подножевая плита, к которой крепят режущие ножи. Для облегчения резания грунта ковш снабжен боковыми ножами. К продольным балкам в задней части крепят заднюю ось скрепера.

В проушинах, приваренных к задней поперечной балке, установлен гидроцилиндр управления задней стенкой 10 ковша. В задней части ковш с помощью осей шарнирно соединен с продольными балками рамы. Ковш поднимается и опускается с помощью гидроцилиндра, установленного в проушинах кронштейна, приваренного к раме скрепера. В передней части ковша предусмотрена заслонка, шарнирно закрепленная на ковше и соединенная с шарнирно-рычажным механизмом подъема заслонки, который приводится в действие с помощью гидроцилиндра. Задняя стенка ковша выдвигается с помощью гидроцилиндра и перемещается внутри ковша на роликах. Рама имеет П-образную форму и состоит из рамы-хобота, поперечной балки трубчатого сечения и двух продольных балок. Гидросистема управления рабочими органами скрепера включает в себя гидронасос шестеренного типа, гидрораспределитель золотникового типа, масляный бак, рукава и трубопроводы и по одному гидроцилиндру. Гидронасос, гидрораспределитель и масляный бак установлены на базовом тракторе. Рабочими органами скрепера управляют из кабины машиниста с помощью рычагов управления трехсекционным гидрораспределителем. С каждой его секцией трубопроводами и рукавами соединен соответствующий гидроцилиндр управления рабочими органами скрепера. Ковш скрепера можно устанавливать в три положения: опускание, подъем, нейтральное (транспортное). Скрепер ДЗ-111 с принудительной разгрузкой ковша (рис. 1.2) состоит из серьги, дышла, шкворневого устройства шарового типа, рамы, ковша с нижними и боковыми ножами, заслонки ковша, задней стенки ковша, передней и задней осей и четырех колес с шинами. Тяговое усилие от базового трактора передается скреперу через серьгу. В передней части скрепера имеется шкворневое устройство шарового типа, обеспечивающее поворот передней оси относительно рамы. Конструкция скрепера ДЗ-111 в основном такая же, как скрепера ДЗ-33.

Управление рабочими органами скрепера включает в себя гидронасос шестеренного типа, гидрораспределитель золотникового типа, масляный бак, рукава и трубопроводы, два гидроцилиндра, два гидроцилиндра и гидроцилиндр управления задней стенкой ковша. Гидронасосы, гидрораспределитель и масляный бак установлены на базовом тракторе. Рабочими органами скрепера управляют из кабины машиниста с помощью рычагов управления трехсекционным гидрораспределителем. С каждой его секцией трубопроводами и рукавами соединены соответствующие гидроцилиндры управления рабочими органами скрепера. Ковш скрепера можно устанавливать в три положения: опускание, подъем, нейтральное (транспортное). Скрепер ДЗ-20 с принудительной разгрузкой ковша (рис. 1.3) состоит из серьги, дышла, передней и задней осей, шкворневого устройства шарового типа, рамы, ковша с нижними 13% и боковыми ножами, задней стенки ковша, заслонки ковша и четырех колес с шинами.

Рис. 1.2 Прицепной скрепер ДЗ-111:

1 — серьга, 2 — дышло, 3 — шкворневое устройство, 4 — рама, 5-рукава и трубопроводы, 6 — гидроцилиидр подъема и опускания ковша, 7 — заслонка, 8 — гидроцилиндр управления заслонкой ковша, 9 — ковш, 10 — задняя стенка ковша, 11 — колесо с шиной, 12, 13 — нижний и боковой ножи.

Тяговое усилие от базового трактора передается скреперу через серьгу. В передней части скрепера имеется шкворневое устройство шарового типа, обеспечивающее поворот передней оси относительно рамы. Ковш сварной конструкции и состоит из двух боковых стенок, днища, буфера и передней связи. Боковая стенка выполнена из листовой стали и усилена приваренными продольными и поперечными балками жесткости. К боковым стенкам приварены проушины для крепления рычагов заслонки ковша, кронштейны гидроцилиндров управления заслонкой и шаровые головки продольных тяг рамы. К боковым стенкам ковша крепят боковые ножи. Днище ковша выполнено в виде сварного узла с подножевой плитой, к которой с помощью винтов с потайной головкой крепят нижние ножи. Заслонка ковша выполнена из листовой стали и усилена внизу накладками. С помощью двух рычагов заслонка соединена с ковшом скрепера. В средней части к рычагам приварены кронштейны для крепления штоков гидроцилиндров 8 управления заслонкой. Задняя стенка ковша состоит из щита и хвостовика, соединенных четырьмя раскосами. На щите установлены две пары роликов. Верхние ролики перемещаются по направляющим боковых стенок ковша, а нижние — по направляющим днища. В остальном конструкция скрепера ДЗ-20 такая же, как и скрепера ДЗ-111. Скрепер ДЗ-20Б с принудительной разгрузкой ковша представляет собой модификацию скрепера ДЗ-20. В скрепере ДЗ-20Б применена автоматическая стабилизация заданного положения ковша скрепера «Стабилоплан-1», которая повышает качество планировочных работ.

Рис. 1.3 Прицепной скрепер ДЗ-20:

1 — трактор, 2 — серьга, 3 — шкворневое устройство, 4 — рама, 5 — рукава и трубопроводы, 6 — гидроцилиндр подъема и опускания ковша, 7 — заслонка ковша, 8 — гидроцилиндр управления заслонкой ковша, 9 — ковш, 10 — задняя стенка ковша, 11 — гидроцилиндр управления задней стенкой ковша, 12 — колесо с шиной, 13, 14 — нижний и боковой ножи.

Рис. 1.4 Схема автоматической системы стабилизации заданного положения ковша скрепера, «Стабилоплан-1» :

1 — блок управления, 2 — пульт управления, 3 — преобразователь углового положения, 4 — реверсивный гидрозолотник.

Система состоит из аппаратуры автоматики и гидравлической системы.

В аппаратуру автоматики (рис. 1.4) входят унифицированные приборы: блок управления, пульт управления, преобразователь углового положения и реверсивный гидрозолотник типа ЗСУ-5. Преобразователь с поворотным устройством установлен на кронштейне, приваренном к бункеру ковша, вблизи оси задних колес, и представляет собой прибор, в корпусе которого на подшипниках свободно подвешен маятник, соединенный с подвижным контактом потенциометра. Блок управления установлен в кабине трактора и служит для задания требуемого угла продольного уклона в пределах ±5 градусов и изменения сигнала преобразователя в команду, которая подается на электромагниты реверсивного гидрозолотника. Пульт управления обеспечивает дистанционное управление подъемом и опусканием ковша. На пульте установлены переключатель управления отвалом «Вверх — вниз» и кнопка «Автомат» для включения автоматического режима управления ковшом.

Реверсивный гидрозолотник ЗСУ-5 с электрогидравлическим управлением, установленный с помощью кронштейна на задней стенке корпуса бортовых фрикционов трактора, служит для управления гидроприводом перемещения рабочего органа в соответствии с управляющими сигналами блока управления. Гидрозолотник трехпозиционный, реверсивный, с открытыми входом и выходом и закрытыми полостями гидроцилиндров в среднем положении золотникового плунжера. Гидрозолотник состоит из управляющего золотника, магнитов и главного гидрозолотника. В остальном устройство и техническая характеристика скрепера ДЗ-20Б такие же, как у скрепера ДЗ-20. Скрепер ДЗ-20 В с принудительной разгрузкой ковша представляет собой модификацию скрепера ДЗ-20. Скрепер ДЗ-20 В отличается от скрепера ДЗ-20 применением шин 16,00−24 вместо шин 14.00−20. В остальном устройство и техническая характеристика скрепера ДЗ-20 В такие же, как у скрепера ДЗ-20. Скрепер ДЗ-77С предназначен для выполнения землеройно-транспортных и планировочных работ в тяжелых эксплуатационных условиях при разработке россыпных месторождений полезных ископаемых, а также может применяться в других отраслях промышленности.

Скрепер ДЗ-77С с принудительной разгрузкой ковша (рис. 1.5) состоит из серьги, дышла, передней и задней осей, шкворневого устройства шарового типа, рамы, рукавов и трубопроводов гидросистемы, механизма управления заслонкой ковша, гидроцилиндра управления заслонкой ковша, заслонки ковша, ковша с нижними и боковыми ножами, задней стенки ковша, четырех колес с шинами и гидроцилиндра управления задней стенкой ковша. Тяговое усилие от базового трактора передается скреперу через серьгу. Механизм управления заслонкой состоит из тяги, рычага и двух гидроцилиндров. Поскольку рычаг механизма закреплен на раме скрепера, а заслонка — на боковых стенках ковша, открытие и закрытие заслонки при опускании и подъеме ковша происходят частично автоматически.

Рис. 1.5 Прицепной скрепер ДЗ-77С:

1 — трактор, 2 — серьга, 3 — шкворневое устройство, 4 — рама, 5 — рукава и трубопроводы, 6 — механизм управления заслонкой ковша, 7 — гидроцилиндр управления заслонкой ковша. 8 — заслонка ковша, 9 — ковш, 10 — задняя стенка ковша, 11 — колесо с шиной, 12 — гидроцилиндр управления задней стенкой ковша, 13, 14 — нижний и боковой ножи, 15 — дышломи.

Рис. 1.6. Скрепер ДЗ-12:

1 — серьга, 2 — шкворневое устройство шарового типа, 3 — флюгерный блок, 4 — направляющий блок, 5 — рама, 6 — полиспаст подъема ковша, 7 — полиспаст подъема заслонки и опрокидывания днища ковша, 8 — заслонка ковша, 9 — ковш, 10 — днище ковша, 11 — запасное колесо с шиной, 12 — колесо с шиной, 13, 14 — нижний и боковой ножи, 15 — механизм автоматического подъема заслонки, 16 — дышло.

Гидросистема управления рабочими органами скрепера состоят из гидронасоса шестеренного типа, гидрораспределителя золотникового типа, масляного бака, рукавов, двух гидроцилиндров управления заслонкой ковша и гидроцилиндра управления задней стенкой ковша.

Гидронасос, гидрораспределитель и масляный бак установлены на базовом тракторе.

Рабочими органами скрепера управляют из кабины машиниста трактора с помощью рычагов управления трехсекционным гидрораспределителем. Ковш скрепера можно устанавливать в три положения: опускание, подъем, нейтральное (транспортное). Скрепер ДЗ-12 (рис. 1.6) выполнен с полупринудительной разгрузкой ковша путем опрокидывания днища, изготовленного заодно с задней стенкой. Рабочими органами скрепера управляют из кабины машиниста трактора с помощью двух рычагов управления двухбарабанной лебедкой Д-323 или Д-148, установленной на задней плоскости трактора. Ковш скрепера можно устанавливать в три положения: отпускание, подъем, открытие заслонки и опрокидывание днища ковша. При движении на большие расстояния рекомендуется пользоваться транспортными подвесками для разгрузки системы канатного управления рабочими органами скрепера.

Патенты на изобретения по теме скрепер [6]: № 2 081 251 Автор: Ронинсон Э. Г., Стесин А. Б., Жаворонков А. В., Фарафонов В. И., Гольдбухт Е. Е., Солод С. В., Френкель В. Ш., Мостовой В. Д., Косарев Н. Т., Созыкин В. А. Дата публикации: 10 Июня, 1997 Начало действия патента: 1 Января, 1970, «Использование: скрепера с механизированной загрузкой ковша»; № 2 112 836 Автор: Карпов Б. И. Дата публикации: 10 Июня, 1998. Начало действия патента: 1 Января, 1970, «Скрепер с одноосным тягачем»; № 2 209 887 Автор: Нилов В. А., Великанов А. В., Косенко А. А., Гаврилов А. В. Дата публикации: 10 Августа, 2003 Начало действия патента: 21 Марта, 2002, «Скрепер буксируемый тягачем»; № 2 247 194 Автор: Шемякин С. А. (RU), Клигунов Е. С. (RU) Дата публикации: 27 Февраля, 2005 Начало действия патента: 7 Августа, 2003 «Прицепной скрепер»; № 2 288 328 Автор: Зубаков В. И. (RU) Дата публикации: 27 Ноября, 2006 Начало действия патента: 18 Марта, 2003 «Увеличение возможности скрепера при малых затратах энергоресурсов во время работы» .

1.2 Обзор литературных источников.

Новый эжекторный скрепер с неподвижным ножом John Deere 2112E. В тандеме со скреперным трактором Jofn Deere 9020 (рис. 1.2.1.) с коротким тяговым стержнем этот скрепер перемещает более 32 м³ грунта за один цикл.

Рис. 1.2.1 Ссрепер John Deere 2112E.

Скрепер John Deere 2112E делает легкой работу, связанную с развитием любого участка, решением горнодобывающих задач или дорожным строительством. Это достигается более мощном двигателем и более вместительном ковшом.

Тягач 9020 может буксировать как единственный скрепер 2112E, так и сцепку из двух скреперов 2112Е. При этом обеспечивается улучшенная вертикальная планировка, а также промышленный уровень прочности сцепного устройства хомутного типа. Все это существенно влияет на увеличение, как долговечности эксплуатации, так и надежности рассматриваемой джондировской новинки.

Кроме того, 2112E характеризуется самой низкой на рынке долей веса сцепного устройства в общем весе тягового стержня. Уменьшение же веса тягового стержня обеспечивает снижение нагрузки на заднюю ось трактора, а значит, уменьшение износа оборудования.

Конструкция сцепного устройства 2112Е обеспечивает максимальную скорость соединения и разъединения сцепного устройства, а также оптимизацию контроля глубины резания грунта. Одноцилиндровая шестироликовая эжекторная система никогда не забивается грунтом.

Конструкция шин способствует оптимальной проходимости независимо от степени сыпучести и вязкости грунта. Гидравлическая магистраль из оцинкованной стали, и фитинги, и рукава не подвержены ни коррозии, ни утечкам. Все это защищено от случайного попадания избыточного грунта щитками. Высокий передний транспортный клиренс обеспечивает более легкую разгрузку и транспортировку. При необходимости скрепер 2112E может быть загружен не только непосредственным зарезанием грунта, но и через верх.

Особенность, 2112E — гидроаккумулятор, нейтрализующий толчки, которые могут иметь место при следовании по плохим дорогам. Устранение воздействия толчков способствует уменьшению напряжений в раме агрегата, еще в большей степени увеличивая его долговечность и надежность.

Скрепер John Deere 2112E может использоваться при решении целого ряда задач, связанных с резанием и перемещением грунта. Машина может выполнять и точные срезы, и перемещение больших грунтовых масс. Хотя в первую очередь 2112Е позиционируется именно как средство для перемещения больших масс грунта.

Рис. 1.2.2 Буксируемый скрепер Caterpillar.

Новые модели буксируемых скреперов Caterpillar (рис. 1.2.2.), TS180 и TS220, с двумя задними колесами, а также TS185 и TS225, с четырьмя задними колесами, имеют инновационный дизайн, сверхпрочную конструкцию, большую грузоподъемность и долговечность. Всего этого вполне достаточно для использования машин в различных строительных областях. Будучи эксклюзивными в отрасли, буксируемые скреперы Cat стандартно поставляются с сухими дисковыми тормозами. Новые модели представляют собой дальнейшее расширение возможности выбора для клиента, дополняя существующие системы транспортирования грунтов Cat, которые включают сочлененные и жесткорамные самосвалы, загружаемые гидравлическими экскаваторами и колесными погрузчиками, а также самоходные колесные скреперы и гусеничные трактора. Емкости бункеров.

новых буксируемых скреперов колеблются от 14,4 кубометров для TS180 и 14,5 кубометров для TS185 до 18,0 кубометров для TS220 и TS225. Эти буксируемые скреперы имеют бункеры долговечной конструкции из высокопрочной, стойкой к истиранию стали. Коробчатая конструкция днища бункера хорошо сопротивляется напряжениям при максимальной нагрузке и обеспечивает жесткость при восприятии нагрузок от случайных толчков. Сотовый дизайн стен бункера одинаково хорошо выдерживает давление груза и сопротивляется образованию вмятин. Люк эжектора изготавливается из одинарного листа высокопрочной стойкой к истиранию стали и перемещается по таким же высокопрочным роликам, что используются в сочлененных эжекторных грузовиках Cat. Направляющие эжектора изготавливаются из пластмассы сверхвысокой молекулярной массы, выравнивают его движение и устраняют износ от трения металла по металлу.

Конструкция бункера предусматривает центральный подъем, что устраняет необходимость внешних опор, используемых в конструкциях большинства обычных скреперов. Конструкция центрального подъема чрезвычайно прочна, менее сложна и способствует снижению веса машины. Задние цилиндры на четырехколесных моделях TS185 и TS225 позволяют оператору регулировать угол резания, чтобы лучше приспосабливаться к различным почвам, что также эксклюзивно для отрасли. Свободная подвеска способствует плавной езде, уменьшению влияния бортовой качки и уклонов.

Поскольку новые скреперы могут использоваться в тандеме, доступны любые конфигурации их сцепки. Независимо от того, какая машина оказывается ведущей, а какая ведомой, неизменно наличие сверхпрочного блока толкания-тяги в задней части для восприятия нагрузок от случайных толчков. Ведущие скреперы имеют потайные стопоры, воспринимающие толчки при одиночной работе.

Идеальными буксирами для новых скреперов являются большие гусеничные тракторы Cat и тракторы Challenger Special Application, но могут использоваться и мощные сельскохозяйственные тракторы, колесные или на резиновых гусеницах. Весь диапазон буксирующей техники легко комплектуется буксирными приспособлениями. Болтовое сцепление уменьшает износ массивного 165-миллиметрового стопорного пальца.

Пространственный сцепочный шарнир имеет шесть степеней свободы, что предотвращает возникновение чрезмерных напряжений. Специальные блоки препятствуют контактам буксира с шинами или гусеницами трактора, устраняя потенциальный источник поломок. Сам буксир имеет прочную прямолинейную конструкцию, способствующую эффективной передаче максимального тягового усилия на лезвие для надежной работы скрепера.

Новые буксируемые скреперы оснащаются гидравлическими шлангами Cat XT-3 ES, в 20 раз более стойкими к трению, чем стандартные шланги. Кольцеобразные фланцы минимизируют утечки. Через полость бункера не проходит никаких гидравлических линий. Патрубки магистралей задних гидравлических контуров и тормозных систем изготавливаются из стали. Все эти магистрали пропускаются внутри стенок бункера для обеспечения стопроцентной защиты патрубков магистралей.

Стандартное оснащение буксируемых скреперов Cat включает радиальные шины, которые обеспечивают плавную езду и комфорт оператора, так же, как и мощные трехклапанные сухие дисковые тормоза. Сверхпрочные ступицы колес заполняются маслом, чтобы гарантировать и этим узлам надлежащую долговечность.

2. Выбор машины аналога, разработка конструктивной схемы и общего вида машины.

В качестве прототипа выбран скрепер ДЗ-111 с принудительной разгрузкой ковша, как наиболее подходящий по своим характеристикам к заданию на проектирование. Скрепер состоит из серьги, дышла, шкворневого устройства шарового типа, рамы, ковша с нижними и боковыми ножами, заслонки ковша, задней стенки ковша, передней и задней осей и четырех колес с шинами. Тяговое усилие от базового трактора передается скреперу через серьгу. В передней части скрепера имеется шкворневое устройство шарового типа, обеспечивающее поворот передней оси относительно рамы. Он более схож с параметрами, данными в задании на курсовую работу.

Рис. 2.1 Скрепер ДЗ-111А.

Скрепер ДЗ-111 прицепной предназначен для послойной разработки грунтов 1 — 2 категории и разрыхленных грунтов 3 — 4 категории, их транспортировки и отсыпки слоя заданной толщины агрегатируется с трактором Т-4АП2. Для увеличения производительности набор грунта скрепером производится с помощью трактора-толкача или бульдозера. Допускается загрузка экскаватором или ковшовым погрузчиком, что в сочетании с существующим качеством послойной разгрузки слоем заданной толщины расширяет универсальность использования скрепера. Применение скреперов целесообразно для быстрого выполнения нулевого цикла земляных работ и передачи площадей для дальнейших строительных работ.

Для этой цели, как правило, используются недорогие высокопроизводительные скреперы массового выпуска со стабильным качеством, обеспечиваемым уровнем технологии. Основными преимуществами скрепера по сравнению с зарубежными аналогами являются: — цена ниже в 3−4 раза; - доступность агрегата в обслуживании; - низкая энергоемкость транспортировки грунта по сравнению с технологией.

" самосвал-экскаватор (погрузчик)"; - сокращение времени выполнения нулевых циклов при строительстве дорог, плотин, водохранилищ и прочих объектов; - возможность использования скрепера для погрузки экскаватором или погрузчиком.

Тяговое усилие от базового трактора передается скреперу через серьгу. В передней части скрепера предусмотрено шкворневое устройство шарового типа, благодаря которому передняя ось поворачивается относительно рамы. Ковш скрепера сварной конструкции и состоит из двух боковых стенок и днища. В передней части к нему приварены проушины для, крепления штока гидроцилиндра подъема и опускания ковша. К передней нижней части ковша приварена подножевая плита, к которой крепят режущие ножи. Для облегчения резания грунта ковш снабжен боковыми ножами. К продольным балкам в задней части крепят заднюю ось скрепера. В проушинах, приваренных к задней поперечной балке, установлен гидроцилиндр управления задней стенкой ковша. В задней части ковш с помощью осей шарнирно соединен с продольными балками рамы. Ковш поднимается и опускается с помощью гидроцилиндра, установленного в проушинах кронштейна, приваренного к раме скрепера. В передней части ковша предусмотрена заслонка, шарнирно закрепленная на ковше и соединенная с шарнирно-рычажным механизмом подъема заслонки, который приводится в действие с помощью гидроцилиндра. Задняя стенка ковша выдвигается с помощью гидроцилиндра перемещается внутри ковша на роликах. Рама имеет П-образную форму и состоит из рамы-хобота, поперечной балки трубчатого сечения и двух продольных балок. Гидросистема управления рабочими органами скрепера включает в себя гидронасос шестеренного типа, гидрораспределитель золотникового типа, масляный бак, рукава и трубопроводы и по одному гидроцилиндру. Гидронасос, гидрораспределитель и масляный бак установлены на базовом тракторе. Рабочими органами скрепера управляют из кабины машиниста с помощью рычагов управления трехсекционным гидрораспределителем. С каждой его секцией трубопроводами и рукавами соединен соответствующий гидроцилиндр управления рабочими органами скрепера. Ковш скрепера можно устанавливать в три положения: опускание, подъем, нейтральное (транспортное).

Рис. 2.2 Трактор Т-4АП2.

Таблица 1. Технические характеристики прицепного скрепера ДЗ-111А.

3. Описание рабочей среды машины (физико-механические свойства грунтов).

Технологические особенности рабочего процесса скреперов заключаются в воздействии на грунт за счет тягового усилия движителя и в непрерывности собственного перемещения по определенному пути как в зонах заполнения и разгрузки ковша, так и между этими зонами.

В зависимости от траектории перемещения скреперов различают технологические схемы производства земляных работ по эллипсу, по восьмерке, по зигзагу (рисунок 5.1 а, б, в)..

Рисунок 3.1 — Схемы движения скреперов при производстве земляных работ: а — по эллипсу; б — по восьмерке; в — по зигзагу; 1 — места забора грунта; 2 — места укладки грунта.

Первая из названных схем используется при условиях, когда требуется образовать одиночную выемку или насыпь ограниченных размеров, вторая и третья схемы — при возведении протяженных земляных сооружений (каналов, дамб, дорожных выемок или насыпей). Наибольшее время на выполнение транспортных операций, в том числе холостых, затрачивается при движении скрепера «по эллипсу». К технологическим мероприятиям по увеличению объема грунта, захватываемого ковшом, относится применение трактора-толкача при загрузке ковша, загрузка при движении под уклон, работа по гребенчатой системе вырезки грунта в забое. К конструктивным мероприятиям относится применение различных решений режущей части ковша и периодическая ее восстановление или замена. Сокращение длительности цикла достигается сокращением дальности возки, увеличением скорости транспортирования, уменьшением потерь времени на излишние переключения скорости и повороты.

Большое значение имеет и квалификация скрепериста, его умение находить оптимальные соотношения между тяговым усилием машины и рабочими сопротивлениями.

Физико-механические свойства гpунтов характеризуются:

гpанулометрическим составом — процентным содержанием по массе частиц различной крупности;

плотностью — массой единицы объема (для большинства гpунтов 1,5.2 т/м³);

пористостью — отношением объема пор к общему объему гpунтa (%);

влажностью — количеством воды, содержащейся в порах гpyнтa (%);

связностью — способностью гpунтa сопротивляться разделению на отдельные частицы под действием внешних наrpузок;

разрыхляемостью — свойством разрабатываемогo гpунтa увеличиваться в объеме при постоянстве собственной массы, которая выражается коэффициентом разрыхления k_р, равным отношению объемов гpунтa в разрыхленном и ecтeственном состояниях (k_р= 1,1.1,4);

углом eстественного откоса — углом у основания конуса, который образуется при отсыпании разрыхленного грунтa с некоторой высоты;

пластичностью — способностью грунта деформироваться под действием внешних сил и сохранять полученную форму после снятия нагpузки;

сжимаемостью свойством грунтов уменьшаться в объеме под действием внешней нагрузки;

прочностью — способностью грунта сопротивляться разрушению под действием внешних нагрузок;

сопротивлением сдвигу — сцеплением частиц гpyнтa между собой;

коэффициентами трения гpyнтa о сталь (0,55.0,65) и трения грунта по грунту (0,3.0,5);

абразивностью — способностью грунта (породы) интенсивно изнашивать (истирать) взаимодействующие с ним рабочие органы машин;

липкостью — способностью грунтов прилипать к поверхности рабочих opганов.

Различают грунты нескальные (песок, супесь, сyглинок, глина и т. п.), разборноскальные (сцементированные глины оргалиты, гипс, мел, известняки и др.) и скальные (плотные известняки, доломит, мрамор, песчаник и др.). Грунты, имеющие положительную температуру, называют не мерзлыми (талыми), отрицательную мерзлыми, если они содержат лед, и морозными (охлажденными), если лед в их составе отсутствует. Наличие льда в мерзлых грунтах существенно повышает их прочность и затрудняет работу землеройных машин.

Нескальные не мерзлые грунты разрабатывают обычными землеройными средствами, разборноскальные и мерзлые грунты с небольшой глубиной промерзания перед разработкой предварительно разрыхляют механическим способом. Скальные и мерзлые грунты с большой глубиной промерзания предварительно разрыхляют взрывным способом. В некоторых случаях мерзлые грунты разрабатывают специально предназначенными для этих целей землеройными машинами. Для оценки трудности разработки нескальных мерзлых и не мерзлых грунтов, обычно пользуются предложенной А. Н. Зелениным классификацией грунтов, разбитых на восемь категорий по числу ударов (числу С) динамическоro плотномера (ударника) ДорНИИ. Kaтeгoрия гpyнтa определяется числом ударов, необходимых для погружения в гpyнт на глубину 10 см цилиндрическоro стержня плотномера площадью 1 см² под действием гpуза весом 25 Н, падающего с высоты 0,4 м и производящего за каждый удар работу в 10 Дж. Классификация грунтов по числу С приведена ниже:

В скобках приведены средние значения С для каждой категории гpyнтa.

Рис. 3.2 Геометрия режущих элементов рабочих органов землеройных машин [3].

При отделении гpyнтa от массива механическим способом рабочему органу землеройной машины сообщаются обычно два движения вдоль (главное движение) и поперек (движение подачи) срезаемой стружки грунта, которые могут выполняться раздельно или одновременно. Режущая часть (кромка) рабочего органа, имеющая обычно форму клина, характеризуется следующими геометрическими параметрами (рис. 3.2, а): длиной режущей кромки l, углом заострения в, задним углом б, передним углом г, углом резания д = в + б и толщиной стружки с. Эффективность процесса резания обеспечивается при оптимальных углах резания и рациональной геометрии режущего инструмента.

Оптимальные значения угла резания в составляют 30.32^о для легких грунтов и 40.43^о для тяжелых; угла заострения в = 25.27^о для легких и 32.35^о для тяжелых грунтов. Задний yгол принимают равным не менее 6.8^о. Ножевые рабочие opганы землеройных машин характеризуются также длиной В, высотой Н и радиусом кривизны r отвала, ковшовые — вместимостью q, шириной В, высотой Н и радиусом кривизны r отвала, ковшовые — встимостью q, шириной В и длиной L ковша. На взаимодействующий с грунтом рабочий opган (рис. 3.2, б) действует сила сопротивления eгo движению в грунте F₀, раскладываемая на две составляющие — касательную F₀₁ и нормальную F₀₂ к траектории движения рабочего opгaна. Силу F₀₁ (кН) можно представить в виде.

F₀₁ = F_р + F_т + F_{п. в},.

гдe F_р — сопротивление грунта резанию, кН; F_т — сопротивление трения рабочегo oргана о грунт, кН; F_{п. в} — сопротивление перемещению призмы волочения и грунта в рабочем opгане, кН.

Сопротивление грунта резанию представляет собой сопротивление внедрению передней грани рабочего opгана в грунт в направлении главногo движения. Величина F_р зависит от поперечного сечения срезаемой стружки, физико-механических свойств грунта и геометрии режущей части рабочего opгана:

F_р = R_p l c,.

гдe R_p - удельное сопротивление грунта резанию, кПа; l и с ширина и толщи на стружки, м.

Отношение величины F₀₁ к поперечному сечению стружки представляет coбой удельное сопротивление грунта копанию R_к = F₀₁/ (lc)..

Значения R_р и R_к выбирают по таблице, в которые сведены данные, полученные экспериментальным путем для различных категoрий грунтов и видов рабочих opганов. Значения удельных сопротивлений резанию и копанию растут с увеличением прочности грунта. Нормальная составляющая сопротивления копанию F₀₂, представляющая собой сопротивление внедрению режущей части рабочегo opгана в грунт в направлении, перпендикулярном касательной составляющей F₀₁, определяется из соотношения F₀₂ = шF₀₁, гдe ш = 0,2.0,6 — коэффициент, зависящий от физико-механических свойств гpyнтa и затупления режущей кромки. Более высокие значения ш соответствуют большему затуплению режущей части.

Таблица 3.1 Значения удельных сопротивлений резанию для машин с ножевым рабочим органом [3].

4. Расчёт и проектирование основных параметров машины, отдельных узлов и рабочих органов.

4.1 Основные параметры скрепера.

Главным параметром скреперов является вместимость ковша q_k.

К основным параметрам ковша относят также его ширину B_k, высоту Н_k и длину L_k (рисунок 4.1).

Рисунок 4.1 — Основные параметры ковша скрепера.

С уменьшением высоты и длины ковша, увеличением ширины, сопротивления грунта снижается. Наиболее применимыми для определения внутренних размеров ковшей вместимостью 3−15 м³ являются размеры определяемые по формулам подобия:

1) Высота ковша.

H_k= (0,64ч0,68) _к, Н_к=0,66 = 1,1 м.

2) Ширина ковша.

B_k= (1, 20ч1,30) _k, B_k=1,25 =2,1 м.

3) Длина днища.

l₁= (0,73ч0,79) _k,.

l₁=0,75 =1,3 м.

4) Длина ковша поверху.

l₂= (1,27ч1,30) _k, l₂=1,28 =2,1 м.

4.2 Тяговый расчёт скрепера.

Сила тяги базового тягача должна соответствовать условию.

Р_т>Р_с,.

где.

Р_с — результирующая сила сопротивления в конце копания.

Р_с=Р_коп+R_пер,.

Р_коп — сопротивление копанию.

R_пер - сопротивление перемещению машины.

1) Сила сопротивления грунта копанию скрепером.

Р_коп=Р_рез+Р_тр+Р_пр+Р_зап, где.

Р_рез — сопротивление грунта резанию.

Р_тр — сила трения ножа о грунт.

Р_пр — сила сопротивления перемещению призмы волочения грунта.

Р_зап — сила сопротивления заполнению ковша.

а) сопротивление грунта резанию.

Р_рез=k_рез*F_c, где.

k_рез — удельное сопротивление грунта резанию k_рез= 20 кПА (для песка рыхлого);

F_c — проекция площади стружки грунта на плоскость, перпендикулярно к направлению движения скрепера.

F_c=В_н*h, где.

В_н — длина ножа В_н= B_k=2,1м.

h - толщина снимаемого слоя грунта, h=0,22м.

Тогда Р_рез= k_рез* B_k* h=20 000*2,1*0,12=9,2кН.

б) Сила сопротивления перемещению призмы волочения грунта.

Р_пр=y*B_k*H_к²*с*f^ЧЧ, где.

y — отношение высоты призмы волочения к высоте грунта в ковше y=0,5ч0,65 для сыпучих принимаем 0,65;

f - коэффициент трения грунта по грунту, f= (0,3…0,5) принимаем 0,5.

с — объёмный вес грунта, для песка с=12 000Н/м².

Р_пр=0,65*2,1*1,1²*12 000*0,5=9,9кН.

Грунт, срезанный ножом стружкой определённой толщины, поступает в ковш и заполняет его заднюю часть до тех пор (рисунок 4.1), пока поверхность его не займёт положение АВ, определяемое углом внутреннего трения. После этого начнёт заполняться заслонка до уровня КС, определяемого углом .

Переменное заполнение ковша будет происходить до тех пор, пока высота грунта не достигнет определённого значения. В момент окончания наполнения ковша грунтом этот процесс можно рассматривать как подъём столба грунта AEDK, сжимаемого призмами BAE и KDC, сползающими на столб по линии естественного откоса.

в) сила сопротивления заполненного ковша.

Р_зап= k*Н_г* с* (F_c+ В_н*z*Н_г), где.

k — коэффициент учитывающий силу сопротивления вследствие трения поступающей в ковш стружки о грунт, находящийся в ковше при изменении направления движения стружки на некоторый угол, k=1,4.

Н_г — высота грунта в ковше.

Н_г= Н_к*k_н=1,1*1,2=1,32 м.

k_н — коэффициент наполнения, k_н=1,2.

z — коэффициент учитывающий влияние сил трения при движении столба грунта внутри ковша.

z= 0,5sin2=0,43.

— угол внутреннего трения (tg=).

Р_зап=1,4*1,65*12 000* (0,252+2,1*0,43*1,32) =40,03кН.

г) сила трения ножа о грунт.

Р_тр=₁*₁*k_рез* F_c= ₁*₁* k_рез*В_к*h, ₁= 0,4ч0,5;.

₁ — коэффициент трения ножа о грунт; ₁=0,65.

Тогда.

2) Сопротивление перемещению скрепера с грунтом.

R_пер= (G_ск+G_гр) *f₁, где.

G_ск — вес скрепера,.

G_ск=а_mVg=1,1*4,5*9,81=48,51кН.

G_гр — вес грунта в ковше.

G_гр=, где.

q — ёмкость ковша, q=4,5 м³, K_H — коэффициент наполнения, K_H= 1,2, К_р — коэффициент разрыхления, К_р= 1,2, с — объёмный вес грунта, с= 12 000 , f₁ — коэффициент сопротивления качения скрепера, f₁= 0,09.

R_пер= (48,51+54) *0,09=9,2кН,.

Общее сопротивление равно.

Р_с= Р_коп+R_пер=56,57+9,2=65,8кН..

Рисунок 4.2.1 — Силы действующие на машину.

При движении машины должно быть обеспечено неравенство.

Р_т ? R_1пер+R_2пер+R_3пер= (R₁+R₂+R₃) f.

Из уравнения моментов сил относительно точки D можно найти значение R_1, R₂ и R₃:.

R₁l₁=G_c+rk_дl.

R₂= G_c+rk_д-R_1,R₃=R₁-G_{п. м}, где.

(G_c+r) — вес скрепера с грузом, G_c+r=102,5кН,.

k_д — коэффициент динамичности, k_д=2.

G_{п. м} - сила тяжести переднего моста, G_{п. м}=24,2кН.

Тогда:

Реакция на передние колеса.

R₁=,.

Реакция на задние колёса.

R₂=116,01*2−122=110,02кН.

Реакция на универсальный шкворень.

R₃=122−24,2=97,7кН.

Тогда Р_т= (R₁+R₂+R₃) f_1,Где f_{1 -} коэффициент качению колес скрепера f₁=0,08.

Р_тяг= (122+110,02+97,7) *0,08=26,38кН.

В качестве тягача принимаем Т-4АП2 с мощностью двигателя 96 кВт.

Максимальная сила тяги трактора.

Р_т=.

v - минимальная скорость скрепера, v= 3, 2.

Сила тяги по сцеплению при движению по грунту [4].

Р_сц = G_сцf_сц = m_тgf_сц = 12 880*9,81*0,8 = 101кН,.

Где m_т - эксплуатационная масса трактора, m_т=12 880 кг; f_сц - коэффициент сцепления, f_сц = 0,8. Условие движения без буксования тягача [4].

Р_сц = 101кН > Р_m = 90,7 кН > Р_с = 69,9 кН.

4.3 Разработка механизма открывания заслонки.

Заслонка скрепера, представляет собой раму с изогнутым металлическим листом, предназначена для регулирования ширины щели ковша при резании грунта и поступлении его в ковш. Она состоит из соединительной обечайки, изогнутого лобового листа, двух щек и рычага. На концах рычага имеются проушины, посредством которых рычаг заслонки с помощью пальцев соединяется с проушинами, размещенными на боковых стенках ковша. В верхней части рычага приварены стойки, к которым также посредством пальцев шарнирно присоединены головки штоков гидроцилиндров управления заслонкой.

Гидроцилиндры шарнирно подвешены к проушинам, имеющимся на боковых стенках ковша. Лобовой щит заслонки со щеками размещен внутри ковша между боковыми его стенками, а рычаги заслонки и гидроцилиндры ее управления размещаются вне боковых стенок ковша.

Такое размещение рычагов и гидроцилиндров заслонки не мешает наполнению ковша скрепера грунтом. При открывании заслонка увлекает за собой часть грунта, который затем высыпается. Для простоты расчета и для большей надежности принято считать, что заслонка поднимает весь слой грунта, находящийся в ней.

Принимаем, что наибольшие усилия открывания заслонки возникают, когда ковш загружен «с шапкой». Следовательно, при открывании заслонки приходится преодолевать давление грунта, находящегося под заслонкой; трение грунта о грунт; силу тяжести самой заслонки.

Сила тяжести грунта, находящаяся в объеме заслонки, зависит от ширины заслонки В, высоты Н, объема части «шапки» грунта над заслонкой, от длины и формы заслонки. Принимаем ориентировочно массу заслонки в пределах 800 — 900 кг.

Рисунок 4.3.1 — Схема расчета усилий для подъема заслонки.

Т.о. силу тяжести грунта определяем по формуле.

G_гр=0,8*2,1*1,1*1,3*1,5*9,81=35кН.

Где F_гр — площадь сегмента (рис. 4.2).

Силу тяжести грунта Е принимаем, что на поднимаемый заслонкой грунт давит объем грунта, находящегося в ковше, на стенку наклоненную под углом в=40⁰ до вертикали (и=45+с/2=45+20=65⁰).

E=0,5BH²г_p (tg²в+tg²и) COSв Тогда.

Е=0,5*2,1*1,1²*1,5*9,81 (tg40²+tg65²) COS40=76кН.

Сила трения F и сцепления T, что возникают в начальный момент открытия заслонки соответственно равны.

F=Etgс, F=76*tg40=64кН Т=F_срС_ост,.

где.

F_ср - площадь среза, определяется размерами заслонки;

С_ост - величина остаточного зацепления.

С_ост= (0,1…0,08) *С=0,1*12=1,2, Т=2,1*2*1,2=5,04 кН.

Искомая величина силы S_з, необходимая для открытия заслонки, определяется уравнением моментов относительно точки — О.

Тогда.

5. Определение производительности машины.

Способ зарезания при работе скрепера оказывает существенное влияние на степень наполнения ковша, характеризуемую коэффициентом наполнения k_н. [1].

Прямое нарезание…0,8.

Ступенчатое …0,9.

Гребенчатое …1.

Шахматно-гребенчатое…1,1.

Производительность скреперов в плотном теле:

где.

V - геометрическая емкость ковша скрепера;

Т_ц - продолжительность цикла;

к_к - коэффициент наполнения ковша скрепера (см. таблицу 41), [1], супесь и средний суглинок, без толкача =0,8−0,9.

к_в - коэффициент использовании рабочего времени;

к_в - 0,85 + 0,90;

к_р - коэффициент разрыхления грунта (таблица 4.1) [3], пески к_р= 1,1−1,15.

Продолжительность цикла:

где - длина пути заполнения в м;.

- длина пути транспортирования грунта в м;.

- длина пути разгрузки в м;.

- длина пути порожнего скрепера в м;.

— скорость движения скрепера при заполнении в м/сек;.

- скорость движения груженого скрепера в м/сек;.

- скорость движения скрепера при разгрузке в м/сек;.

— скорость движения порожнего скрепера в м/сек;.

t_n - время на переключение передачи, t_n - 6 сек;.

t_noв - время па один поворот, t_noв = 15 ч — 20 сек..

Применительно к тракторным (прицепным) скреперам скорости перемещений принимаются: при заполнении ковша (0,65 — 0,8), где — скорость движения трактора (тягача) на первой передаче; груженого скрепера на ровном участке (0,55 — 0,75) v_max, где v_max - скорость движения на высшей передаче; порожнего скрепера на ровных участках (0,75 ч — 0,85) v_max, а на подъемах равна скорости движения трактора (тягача) на второй передаче; при разгрузке в зависимости от условий ее в пределах от скорости движения на первой передаче до 0,75 v_max; скорость движения на крутом подъеме — скорость движения на первой передаче.

l₁=10м v₁=0,616 м/с, l₂= 50 м v₂=1,68 м/с.

l₃= 8,6 м v₃=0,616 м/с, l₄= 50 м v₄=2,07м/с.

Зная все необходимые параметры, рассчитываем производительность скрепера:

6. Разработка мероприятий по охране труда и экологической защите.

6.1 Общие требования безопасности.

К управлению землеройно-транспортными и строительно-дорожными машинами допускаются лица, прошедшие специальную подготовку и имеющие удостоверение на право управления машиной (оборудованием) данного типа.

На работу машинистом землеройно-транспортной или строительно-дорожной машины могут быть допущены лица не моложе 18 лет, прошедшие медицинский осмотр и признанные годными для выполнения данного вида работ, прошедшие инструктаж, обучение и проверку знаний по охране труда, пожарной безопасности, оказанию первой доврачебной помощи и имеющие об этом специальное удостоверение.

Рабочие, совмещающие профессии, должны быть обучены безопасным приемам и пройти инструктаж по охране труда на всех выполняемых ими работах.

Рабочие должны знать правила внутреннего трудового распорядка предприятия и выполнять их.

Закрепление машины за определенными лицами должно оформляться приказом (распоряжением) по цеху или предприятию.

Машинист землеройно-транспортной или строительно-дорожной машины должен знать:

устройство и назначение всех частей (узлов) машины;

правила технической эксплуатации машины и технического обслуживания;

правила браковки канатов и грузозахватных устройств и другого оборудования;

установленные на предприятии правила обмена сигналами.

Машинист должен в период работы пользоваться средствами индивидуальной защиты (спецодежда, спецобувь, рукавицы и др.), выдаваемыми на предприятии по установленным нормам.

Рабочие, пользующиеся для проезда на работу и с работы транспортом, представляемым предприятием, обязаны знать и выполнять правила перевозки пассажиров. Проезд к месту работы и обратно на не оборудованном для этих целей транспорте запрещается.

При проезде в автобусе, специально оборудованном автомобиле, пассажирском вагоне поезда или на плавсредствах не разрешается: входить и выходить до полной остановки транспорта, выходить в сторону проезжей части; ездить вне салона вагона; сидеть на борту кузова, стоять на палубе катера, в лодке или в кузове автомобиля; перевозить заправленную бензиномоторную пилу, горюче-смазочные и взрывчатые материалы; лесорубочные инструменты с открытыми лезвиями или зубьями, охотничьи ружья в собранном боевом виде; перевозить дрова и другие громоздкие грузы, закрывающие проходы; перегружать лодку или судно; садиться и выходить из судна до его пришвартования; курить, сорить и портить имущество транспортного средства.

При проезде через водные препятствия рабочему необходимо надеть спасательный жилет или пояс.

При перевозке вертолетом рабочие должны выполнять все распоряжения экипажа.

Организационное руководство работой осуществляет мастер непосредственно или через бригадира. Распоряжения и указания мастера являются обязательными для выполнения всеми рабочими.

Работы по строительству и содержанию лесовозных дорог проводятся в соответствии с утвержденной на каждую дорогу (участок) технологической картой. Каждый рабочий до начала работы должен быть ознакомлен с технологической картой (схемой) и выполнять во время работы ее требования.

Опасные для движения участки и зоны подъездных путей следует ограждать или выставлять на их границах дорожные знаки (для водителей), а также предупредительные надписи (для пешеходов), видимые в дневное и ночное время.

Рабочие места, площадки, транспортные пути с наступлением темноты или плохой видимости (при тумане, дожде, снеге) должны иметь искусственное освещение с уровнем освещенности не ниже установленной отраслевыми нормами.

Работать без достаточного освещения рабочего места (30 лк) не разрешается.

При расположении на разрабатываемом участке линий электропередач и подземных коммуникаций (электрокабели, газопроводы и др.) земляные работы можно выполнять только после получения разрешения на эти работы и под надзором организации, которая эксплуатирует эти линии электропередач и коммуникаций.

Применение ломов, кирок и других ударных инструментов для проведения земляных работ в местах расположения подземных коммуникаций не допускается.

При движении землеройно-транспортных и строительно-дорожных машин по лесовозным дорогам и дорогах общего пользования машинисту необходимо соблюдать правила дорожного движения, а при движении зимой по льду — правила переезда по ледяных переправах.

При проезде землеройно-транспортных и строительно-дорожных машин по мостам следует руководствоваться надписями и знаками об их грузоподъемности и допустимости езды по ним.

Остановка и стоянка землеройно-транспортных и строительно-дорожных машин разрешаются только на правой по ходу движения обочине.

В случае вынужденной остановки вышеуказанных машин на проезжей части дороги на расстоянии 25−30 м позади них должен быть выставлен знак аварийной остановки или мигающий красный фонарь.

Переезжать железнодорожные пути следует только в остановленных местах по сплошному настилу и на первой передаче, предварительно убедившись в отсутствии приближающегося поезда. Останавливаться и переключать скорости на переезде запрещается.

Для перевозки землеройно-транспортных и строительно-дорожных машин на трейлере или железнодорожной платформе необходимо вкатывать их на транспортное средство при помощи лебедки или собственным ходом по наклонным направляющим. Погруженная на трейлер или платформу машина должна быть прочно укреплена упорами и канатом или проволокой. При перевозке землеройно-транспортных и строительно-дорожных машин на трейлере людям находиться на самом трейлере или в кабине машины запрещается.

Требования безопасности перед началом работы.

До начала смены машинист совместно с дорожным мастером или другим руководителем работ должен ознакомиться с рельефом местности, характером грунта и знаками разбивки трассы на подготовленном к работе участке.

Приступая к работе, машинист землеройно-транспортной и строительно-дорожной машины обязан проверить:

исправность ходовой части, двигателя, рулевого управления, звукового сигнала, муфты сцепления, тормозного устройства, приборов освещения, остекления, крепления технологического прицепного и навесного оборудования, а также уровень масла в двигателе и гидросистеме, наличие топлива в баках и воды в системе охлаждения, буксирных цепей и канатов, вспомогательного инструмента, фляги для питьевой воды, огнетушителя и аптечки для оказания первой помощи.

Осмотр стальных канатов землеройно-транспортных и строительно-дорожных машин должен производиться ежедневно. Если при осмотре канатов будет обнаружено на одном шаге свивки 10% и более оборванных проволок, то такой канат должен быть заменен.

Для определения уровня горючего в баках необходимо пользоваться мерной линейкой. Не разрешается пользоваться открытым огнем для освещения мерной линейки при проверке уровня топлива в баке.

Перед запуском двигателя машинист должен проверить рычаги управления машиной и навесным технологическим оборудованием и убедиться в том, что они находятся в нейтральном положении, а гидросистема выключена. Подогрев двигателя в зимнее время должен осуществляться горячей водой, паром, передвижными генераторами или индивидуальными подогревателями. Пользоваться открытым огнем для подогрева двигателя не разрешается. После запуска двигателя машинист должен проверить работу машины, технологического и навесного оборудования на холостом ходу. При обнаружении неисправностей и невозможности их устранения своими силами, машинист обязан доложить об этом механику или мастеру. Работать на неисправной машине не разрешается.

Перед началом движения машинист должен убедиться в отсутствии людей около машины и на пути ее движения, подать предупредительный сигнал и только после этого начинать движение.

Требования безопасности во время работы.

Работать на землеройно-транспортных или строительно-дорожных машинах необходимо на участках с уклоном не более указанного в паспорте машины.

При работе землеройно-транспортной или строительно-дорожной машины машинист должен вести машину плавно, без рывков, не допуская резких поворотов и резкого торможения. Скорость машины должна соответствовать выполняемой операции.

Спуск машины под уклон следует производить только на первой передаче.

Очищать отвал, ковш или другое технологическое и навесное оборудование от налипшего на него грунта разрешается только при неработающем двигателе машины, применяя для этого лопату или скребок. При очистке органов (отвала, ковша и т. п.) они должны быть опущены на землю.

Во время работы машинист обязан выполнять команду «стоп» немедленно, независимо от того, кем она была подана.

На землеройно-транспортных и строительно-дорожных машинах с канатно-блочной системой управления запрещается:

направлять рукой канат, наматываемый на барабан лебедки;

доводить полиспасты до упоров во избежание перенапряжения каната;

допускать посторонних лиц в кабину;

садиться и выходить из кабины на ходу;

производить регулировку, чистку и смазку при работающем двигателе;

переключать передачи при движении на подъем или под уклон;

оставлять машину без наблюдения при работающем двигателе и.

незаторможенной;

производить работу, когда в основной зоне находятся люди.

Работа двух или нескольких самоходных или прицепных машин, идущих друг за другом, допускается с соблюдением дистанции не менее 20 м.

При встречном разъезде тракторов, самоходных и прицепных машин необходимо соблюдать безопасный интервал между машинами.

Место работы клин-бабы в радиусе 10 м является опасной зоной.

Требования безопасности при работе скрепера.

Разрабатывать грунт скреперами при движении на подъем или под уклон разрешается с углом наклона не более указанного в паспорте.

Сцеплять трактор со скрепером следует только специальной серьгой. Применять для этого канаты или другие приспособления не разрешается.

При работе со скрепером трактор следует вести плавно, без рывков.

Резание и набор грунта скрепером разрешается производить только на прямолинейном участке. Повороты скрепера при наполнении ковша не допускаются.

При всех способах резания набирать грунт скрепером следует на первой передаче трактора-тягача.

Перемещение груженого скрепера на въездах сооружаемых насыпей должно проводиться на первой или второй передаче.

Для перемещения скрепера на другой участок, расположенный на расстоянии более 1 км, ковш следует поднять и закрепить транспортной подвеской к раме скрепера, выключив лебедку и гидропривод.

Для предохранения самоходного скрепера от соскальзывания его под откос дорожные насыпи необходимо отсыпать с таким расчетом, чтобы со стороны откоса отсыпка была несколько выше, чем в середине.

Разворот самоходного скрепера в конце участков и на крутых поворотах при переездах необходимо осуществлять на первой передаче.

Для работы скрепера необходимо устраивать технологические съезды и въезды на возводимое земельное полотно.

При работе самоходного скрепера не допускается оставлять его незаторможенным, а также с работающим двигателем без водителя. Оставлять скрепер на спуске или подъеме не разрешается. При вынужденной остановке надо затормозить машину, опустить ковш, заглушить двигатель, под колеса положить упоры.

Запрещается разгружать скрепер путем передвижения его задним ходом под откос.

Не разрешается находиться ближе 5 м от работающей машины. В процессе работы не разрешается садиться на скрепер, становиться на его раму, находиться между скрепером и трактором.

Для буксировки самоходного скрепера можно применять только жесткий буксир, закрепленный за оба передних буксирных крюка.

При небольших переездах по участку ковш скрепера должен быть поднят над землей на высоту не менее 0,35 м.

Очищать скрепер от налипшего на него грунта разрешается только при неработающем двигателе машины, применяя для этого лопату или скребок.

При перебазировках ковш самоходного скрепера должен находиться в транспортном положении.

6.2 Охрана окружающей среды при работе дорожных машин.

Эксплуатация дорожных машин и предприятий дорожного хозяйства отрицательно влияет на окружающую среду по следующим основным направлениям: нарушение земной поверхности при строительстве дорог и разработке карьеров строительных материалов; загрязнение сточными водами и техническими жидкостями поверхности земли, рек и водоемов; загрязнение воздушного бассейна выхлопными газами, пылью и сажей при сушке строительных материалов и сжигании топлива.

Восстановление земельных участков должны проводиться в ходе работ, а если это невозможно, не позднее чем в течение года после их завершения.

Осветление вод промышленных стоков, сбрасываемых в водоемы, является важным техническим мероприятием при эксплуатации дорожных машин и предприятий дорожного хозяйства.

Различают три вида загрязнений воды: органическое (загрязнение в виде взвеси, состоящей из минеральных частиц), химическое растворение различных веществ (включая токсичные) и микробиологическое. Кроме того, с водами промышленных стоков в водоемы могут попадать остатки и сливы горюче-смазочных материалов и нефтепродуктов, используемых при эксплуатации оборудования.

Организации, деятельность которых влияет на водный режим, обязаны сооружать на всех предприятиях, сбрасывающих в водоемы загрязненные воды, очистные устройства с искусственной или естественной очисткой.

При приготовлении асфальтобетонных и цементобетонных смесей в атмосферу выбрасываются продукты сгорания топлива и пыль. На мощных АБЗ и ЦБЗ количество скапливающейся пыли достигает до 4 т в сутки. Перспективной является замкнутая технология газоочистки, исключающая или существенно снижающая количество производственных отходов. Эффективным является замена жидкого топлива на электронагрев каменных материалов в сушильном барабане.

При работе дизельного двигателя в среднем на 1 кг топлива приходится 25 кг воздуха. В результате сгорания образуется 650 м³ отработавших газов, их токсичность обусловливается содержанием окиси углерода (0,5% на 1 м³), окислов азота (0,4%), углеводородов (0,1%) и сажи (до 1500мг/м³).

Для автомобилей с бензиновыми двигателями установлены нормы и методы определения содержания окиси углерода, которые не должны превышать 1,5 % объема отработавших газов на минимальных оборотах.

Дымность отработавших газов дизельных двигателей дорожных машин не должна превышать 40%. Установлено, что минимальную удельную токсичность имеют дизельные двигатели, загруженные на 60.70%.

Отработавшее масло и все загрязненные обтирочные материалы следует тщательно собирать для последующей уборки с территории в установленном порядке.

Выводы.

В данном курсовом проекте был рассмотрен прицепной скрепер ДЗ-111 с принудительной разгрузкой ковша. Предназначенный для послойной разработки грунтов 1 — 2 категории и разрыхленных грунтов 3 — 4 категории, их транспортировки и отсыпки слоя заданной толщины агрегатируется с трактором Т-4АП2. Основными преимуществами скрепера по сравнению с зарубежными аналогами являются:

цена ниже в 3−4 раза;

доступность агрегата в обслуживании; - низкая энергоемкость транспортировки грунта по сравнению с технологией «самосвал-экскаватор (погрузчик)» ;

сокращение времени выполнения нулевых циклов при строительстве дорог, плотин, водохранилищ и прочих объектов;

возможность использования скрепера для погрузки экскаватором или погрузчиком.

Были произведены расчеты основных параметров скрепера:

Масса скрепера полная, т 12,88.

Объем ковша, м³.

геометрический 4,5.

номинальный 6.

Максимальная скорость скрепера, км/ч 9,32.

Базовый трактор Т-4АП2.

Максимальная мощность двигателя, кВт 96.

Наибольшее заглубление, м 0,22.

Максимальная толщина слоя отсыпки, м 0,30.

Ширина резания, м 2,10.

При проектировании, расчеты и построение чертежей производились на компьютере, в программах Microsoft Word, AutoCAD и Компас, что позволило увеличить точность расчетов и скорость работы с курсовым проектом.

Список использованных литературных источников.

1. Коды ГРНТИ: 555 329, 555 329, 671 723.

2. Бромберг А. А. и др. Машины для земляных работ, Атлас конструкций. Учебное пособие. Изд.3-е, переработанное и дополненное, М., «Машиностроение», 1968. — 136 с.

3. Добронравов С. С., Строительные машины и оборудование: Справочник.2e изд., перераб. и доп. М.: Высш. шк., 2006. — 445 с.: ил.

4. Репин С. В., Зазыкин А. В. Машины для земляных работ: учебное пособие по изучению дисциплины «Машины для земляных работ» для студентов заочной формы обучения специальности 190 205 — подъемно-транспортные, строительные, дорожные машины и оборудование / СПб. гос. архит. — строит. ун-т. — СПб., 2007. — 81 с.

5. Проектирование машин для земляных работ под ред. А. Н. Холодова: Харьков, Высш. Школа. Издательство при Харьк. ун-те, 1986. — 272 с.

6. www.exkavator.ru, www.johndeer.com, www.bankpatentov.ru.