Курсовая с практикой на тему Машины для земляных работ. (Шифр -40)

Содержание:

Задание 5
Введение 6
1 Назначение машины и краткое описание конструкции трактора Т‒500 7
2. Обоснование конструктивной схемы 18
3. Расчёт основных параметров 20
4 Тяговый расчет 24
5 Расчет производительности 27
6 Выбор гидропривода подъема отвала 29
Список литературных источников 34

Введение:

В настоящее время создан большой парк разнообразных строительных и дорожных машин, который систематически пополняется новыми более совершенными машинами. Для выполнения земляных работ созданы универсальные и специализированные строительные машины ‒ экскаваторы, скреперы, бульдозеры, грейдеры, автогрейдеры с облегченным управлением и удобными кабинами. В данной работе подробнее рассмотрим бульдозеры.
Бульдозер – землеройная машина, состоящая из базового тягача и бульдозерного (навесного) оборудования, предназначенного для резания и перемещения грунта и планировки разрабатываемой поверхности.
Бульдозеры как навесное оборудование на тракторы, тягачи и другие базовые машины широко распространены, что объясняется простотой их конструкции, высокой производительностью, возможностью их использования в самых разнообразных грунтовых и климатических условиях и относительно низкой стоимостью выполненных работ. Применяются они в дорожном, железнодорожном, горнорудном, мелиоративном и ирригационном строительстве. Благодаря универсальности гусеничные бульдозеры получили широкое распространение и применение во многих отраслях. Как правило, эти машины создают на базе гусеничных тракторов промышленного назначения или промышленных модификаций сельскохозяйственных тракторов.
Данный курсовой проект содержит в себе расчет и выбор тяговых и весовых параметров, определение основных параметров отвала неповоротного типа, тяговый расчет бульдозера на базе трактора Т‒500 – базовой машины для современных российских тяжелых тракторов.

Фрагмент текста работы:

1 Назначение машины и краткое описание конструкции трактора Т‒500

Бульдозер Т‒500 гусеничный, промышленный, общего назначения, тягового класса 35 (350,0 кН =35 тс). В агрегате с землеройным и другим оборудованием бульдозер Т‒500 предназначен для выполнения тяжелых земляных работ. На трактор Т‒500 может устанавливаться отвал, одностоечный или трехстоечный рыхлитель и другое оборудование. Бульдозер Т‒500 имеет классическую компоновку агрегатов.
Бульдозерно‒рыхлительный агрегат на базе бульдозера Т‒500 предназначен для послойного срезания грунта, перемещение его на небольшие расстояния, рыхления грунта на отдельные куски, камни и глыбы.
Бульдозер Т‒500 также может использоваться в различных областях гражданского, промышленного, гидротехнического и мелиоративного строительства, при прокладке железных и автомобильных дорог, в горнодобывающей промышленности.
Также бульдозер Т‒500 применяется для разработки песчано‒гравийных карьеров, котлованов, выемок и траншей, сооружения котлованов, прудов и водоемов, возведения насыпей, дамб, и плотин, на вскрышных работах при добыче полезных ископаемых открытым способом при температуре окружающей среды от +50° до ‒50° С.
Бульдозер имел большие габариты и предназначался для выполнения значительных объемов работ.
Устройство и особенности эксплуатации
Для Т‒500 использована модульная конструкция элементов и агрегатов. Устройство силовой передачи, дизельного мотора, ходовой системы, трансмиссии допускает демонтаж, замену и установку элементов отдельными модулями, облегчая обслуживание. Аварийный модуль восстанавливается и предварительно тестируется в специализированных центрах.
Бульдозер имеет стандартную компоновку, предусматривающую жесткую сварную раму, выполненную из стального профиля. К ней посредством 3‒точечной полужесткой подвески закрепляются гусеничные тележки. В рабочей области рамы монтируются:
− двигатель;
− элементы и магистрали гидросистемы;
− части гидромеханической трансмиссии;
− кабина.
Бульдозерные и рыхлительные устройства устанавливаются на корме и в передней зоне техники.
Ходовая часть Т‒500 включает 3‒точечную подвеску с 2 тележками и гусеничной частью, которые монтируются на бортовой передаточной оси. На опорных катках присутствуют подвижные уплотнения DUO‒CONE. Натяжение гусеничной части регулируется посредством гидравлического устройства автоматического натяжения. Для всех шарниров предусмотрена одноразовая смазка, рассчитанная на полный срок работы. Подобные конструктивные решения делают ход более мягким и плавным и повышают устойчивость машины.
Каждая тележка включает 7 опорных катков: спереди находятся 2 двубортных катка, затем идет чередование однобортных и двубортных катков. В передней области рамы устанавливается натяжное колесо, способное передвигаться по направляющим пластинам, закрепленным на лонжеронах. В верхней части находятся 2 поддерживающих катка.
Сама гусеничная часть представляет собой сборную шарнирную цепь рельсового типа, выполненную из высоколегированной стали. В состав гусеницы входят 42 пары звеньев, соединение которых обеспечивается втулками и пальцами. Для нее характерно высокое сопротивление внешним нагрузкам. Площадь опорной поверхности гусеницы составляет 4,67 кв.м. Ширина башмака равняется 650 мм, высота грунтозацепов – 90 мм.
В модели Т‒500 применяется трансмиссия гидромеханического типа, обеспечивающая передачу крутящего момента к бортовым передачам, разворот, реверсирование и поворот машины. Поток мощности при этом разделяется на 2 борта. Момент кручения передается с использованием гидротрансформатора, который выполняет бесступенчатую регулировку и оптимизацию процесса с учетом нагрузок. Основные элементы трансмиссии объединены в единый блок, состоящий из:
− согласующих редукторных устройств;
− 3‒скоростной коробки передач реверсируемого исполнения;
− реверсивных и остановочных тормозов ленточного типа для каждого борта.
Управление навесным оборудованием осуществляется через гидравлическую систему, включающую гидравлические цилиндры опускания и поднимания отвала, регулировки наклона и поворота. В системе используются шестеренчатые насосы НШ‒250, НШ‒100 и НШ‒10 с производительностью 500 л/мин. Давление предохранительного клапана составляет 170 кг/см2.
Электроприборы получают питание от 4 аккумуляторов (12 В каждый). Бортовая сеть имеет напряжение 24 В, также имеется розетка. В состав электросистемы также входит генератор переменного тока на 75 А.
Цельнометаллическая кабина Т‒500 рассчитана на одного человека. Она устанавливается на специальных резиновых амортизаторах, снижающих уровень вибрации. Шумопоглощающая обивка и современные материалы делают условия работы оператора оптимальными. Большие двойные стеклопакеты с защитой от обледенения гарантируют отличную видимость в любых условиях. Работать на бульдозере можно и в темное время суток благодаря мощным фарам (3 – в передней части, 3 – в задней области, 3 – на крыше). В салоне устанавливается подрессоренное сиденье, подстраиваемое под рост и массу водителя. Для поддержания необходимого температурного режима используется вентиляционная система с калориферным обогревателем. В салоне также присутствуют прикуриватель, счетчик моточасов, плафон, стартер и другое электрооборудование. Дополнительно кабина может оснащаться защитой от падающих предметов и переворота техники и кондиционером для работы в тропической зоне.
В системе управления не предусмотрены механические приводы, здесь применяются электро‒гидравлические механизмы.

Двигатель
На Т‒500 устанавливается 4‒тактный дизельный агрегат ЯМЗ‒850.10, выпускаемый ярославским моторным заводом «Автодизель». Мотор имеет V‒образное расположение цилиндров, прямой впрыск горючего, охлаждающую систему жидкостного типа и турбину наддува. По мощностным показателям и надежности ЯМЗ‒850.10 не уступает иностранным аналогам и позволяет бульдозеру выполнять самые сложные задачи.
Максимальный преодолеваемый подъем равняется 30 градусам. Машина может работать на склоне до 20 градусов.
Гусеница
Гусеница 35.01‒22‒1‒20СБ бульдозера Т‒500 — рельсовая, сборная из высоколегированная стали, эксплуатационный ресурс которой свыше 6000 моточасов. Гусеница представляет собой шарнирную цепь, составленную из 42 пар звеньев, соединенных между собой пальцами и втулками.
Поддерживающий каток
Поддерживающий каток бульдозера Т‒500 ограничивает провисание гусеничной цепи и предотвращает ее боковое смещение.
Поддерживающий каток консольного типа, на подшипниках качения, имеет пару реборд. Уплотнение подшипникового узла состоит из двух притертых чугунных колец и двух упругих резиновых колец. Корпус уплотнения в каток и уплотнен кольцом.
В оси имеется канал, закрытый пробкой и радиальные сверления для подачи масла к подшипникам и уплотнению.
Поддерживающие катки с одноразовой смазкой на весь срок службы с самоподжимными уплотнениями типа «DUO‒CONE».
Каток опорный
Опорный каток бульдозера Т‒500 имеет два уплотнения торцевого типа. Каждое уплотнение состоит из металлических притертых колец, которые поджимаются друг к другу резиновыми кольцами. Детали уплотнения закрываются крышками, зафиксированными на оси стопорными кольцами.

Ось опорного катка сварная, выполнена из двух частей, образующих внутри полость для масла. К подшипникам масло поступает через радиальные отверстия и продольные лыски, выполненные на оси. Для обеспечения гарантированного подвода масла к подшипникам ось в крышках устанавливается в одном положении, которое определяется штифтом.
Ось опорного катка крепится к раме тележки с помощью бугеля крышки, который поджимается к раме болтами.
Опорные катки с одноразовой смазкой на весь срок службы с самоподжимными уплотнениями типа «DUO‒CONE».
В опорный каток на весь срок эксплуатации заправляется 1290‒1390 см3 масла ТС‒10. Масло заливается через отверстие в оси, закрываемое пробкой. С противоположной стороны масляная полость герметизируется вваренной в ось заглушкой.
Бортовая передача
Бортовая передача (конечная передача) бульдозера Т‒500 представляет собой двухступенчатый редуктор, предназначенный для увеличения крутящего момента и передачи его от коробки передач ведущему колесу.
Ведущее колесо, состоящее из зубчатых секторов, закрепленных на ступице, имеет шлицевое соединение со ступицей, которая через муфту соединена с эпициклической шестерней.
Опорой ведущего колеса служат подшипники, установленные на оси и водиле. Герметизация внутренней поверхности обеспечивается кожухом и двумя уплотнительными узлами, каждый из которых состоит из двух стальных колец, поджатых резиновыми упругими кольцами.
Эпициклическая шестерня имеет постоянное зубчатое зацепление с сателлитами планетарной передачи.
Планетарный механизм
Бортовая (конечная) передача представляет собой двухступенчатый редуктор. Первая ступень — пара шестерен внешнего зацепления, вторая ступень — планетарная передача с оставленными водилом, ведущей солнечной и ведомой эпициклической шестернями.
Крутящий момент от коробки передач через торсион передается на ведущую шестерню, находящуюся в постоянном зацеплении с ведомой. Солнечная шестерня, имеющая шлицевое соединение со ступицей, шестерней, передает момент на четыре сателлита. Сателлиты, вращаясь на роликах вокруг осей, запрессованных в корпусе, передают крутящий момент на эпициклическую шестерню, которая имеет механическую связь с ведущим колесом.
Механизм натяжения
Амортизационно‒натяжной механизм (механизм натяжения) бульдозера Т‒500 обеспечивает оптимальное натяжение гусеничной цепи и снижает нагрузки в гусеничном ободе при расклинке гусеничной цепи, воспринимает усилие натяжения верхней ветви гусеницы при движении задним ходом.
Амортизационно‒натяжной механизм состоит из пружинного механизма и гидравлического механизма натяжения.
Механизм сдавания состоит из двух пружин встречной навивки, размещенных между фланцами, которые установлены в герметичной полости тележки.
Механизм натяжения состоит из цилиндра, соединенного болтами со штоком, который передает усилие опоры натяжного колеса. Поршень передает это усилие через упор на механизм сдавания.
Для подачи масла в полость цилиндра при натяжении гусеницы служит клапанное устройство, состоящее из пробки и ввернутой в пробку иглы. Игла уплотнена сальником и выполняет роль клапана.
Колесо натяжное
Колесо натяжения бульдозера Т‒500 служит для направления гусеницы во время движения, обеспечивает ее натяжение и снижение нагрузок в обводе при расклинке гусеницы.
Колесо вращается на втулках вокруг оси, установленной в отверстиях двух ползунов.
Ползуны с помощью захватов и крышек устанавливаются на направляющие планки рамы тележки с зазором 0,5…2 мм. Регулировка зазора осуществляется с помощью прокладок.
Уплотнение подшипникового узла с зажимно‒силовыми упругими элементами состоит из двух металлических уплотнительных колец, поджатых резиновыми упругими кольцами.
Рама
Рама бульдозера Т‒500 является остовом, к которому крепится все основные агрегаты бульдозера. Рама состоит из двух лонжеронов, жестко соединенных между собой буфером, коробкой балансирной балки и корпусом.
Каждый лонжерон представляет собой сварную балку прямоугольного сечения с изменяемой по длине высотой. К буферу болтами крепится шаровая опора для установки диагональной тяги отвала и приваривается буксирный крюк.
Балансирная балка рамы бульдозера Т‒500 крепится к коробке пальцем, который удерживается от проворачивания планкой. На верхней поверхности балансирной балки закреплено попарно четыре подушки амортизаторов. Каждая пара подушек соединена между собой болтами.
Амортизаторы ограничивают величину перемещения балансирной балки и снижают динамические нагрузки, возникающие при наезде бульдозера Т‒500 на препятствие.
Корпус состоит из двух литых боковин, соединенных между собой перегородками и балкой. Каждая боковина является частью картера бортового редуктора, который крепится к ней болтами.
Для защиты узлов и агрегатов бульдозера Т‒500 к нижней части рамы крепится болтами кожухи. Кожухи, находящиеся под дизельным двигателем, имеют шарнирное устройство, облегчающее их снятие и установку.
В защитных кожухах и раме бульдозера Т‒500 выполнены люки, облегчающие доступ к агрегатам при проведении технического обслуживания.
Трансмиссия
Трансмиссия бульдозера Т‒500 предназначена для преобразования крутящего момента коленчатого вала дизельного двигателя по величине и направлению и передаче его к ведущим колесам.
Трансмиссия бульдозера Т‒500 гидромеханическая с разделением потока мощности на оба борта. Крутящий момент коленчатого вала дизеля через муфту и ступицу редуктора привода насосов передается насосному колесу гидротрансформатора и одновременно насосами НШ‒250, НШ‒100 и НШ‒10‒Л. Преобразованный по величине момент с гидротрансформатора через карданный вал передается коробке передач.
При включении передачи и переднего ходя крутящий момент через шестерни соответствующих фрикционов I, II и III передачи передается на промежуточный вал и через пакет дисков фрикциона переднего хода непосредственно на вал реверса.
При включении заднего хода крутящий момент с промежуточного вала передается на вал реверса через ведущую шестерню, узкий сателлит, широкий сателлит, ведомую шестерню. Крутящий момент с ведущего вала через цилиндрические шестерни и коническую пару коробки передач и торсион передается бортовой передаче и ведущему колесу.
Аналогично происходит передача крутящего момента на другой борт.
Гидротрансформатор
Гидротрансформатор (ГТР) бульдозера Т‒500 одноступенчатый, некомплексный, трехколесный, снабженный системой подпитки и охлаждения рабочей жидкости, предназначен для передачи крутящего момента дизельного двигателя к коробке передач, автоматического изменения передаваемого момента в зависимости от момента сопротивления на ведущих колесах бульдозера Т‒500.
Работа гидротрансформатора
При вращении насосного колеса рабочая жидкость под действием центробежной силы перемещается вдоль лопаток колеса к его периферии. Попав на лопатки турбинного колеса, жидкость движется по ним и вращает колесо.
Неподвижное колесо реактора передает через поток жидкости на турбинное колесо реактивный момент. На турбинном колесе создается дополнительной момент, изменяемый в зависимости от нагрузки на бульдозере Т‒500. При КПД не менее 80% гидротрансформатор (гтр) может автоматически увеличивать момент коленчатого вала дизельного двигателя до двух раз, а в случае полной остановки турбинного вала — до трех раз.
При помощи гитары шестерен происходит отбор мощности дизеля насосу НМШ‒80‒1, предназначенному для обеспечения необходимого давления в круге циркуляции рабочей жидкости и насосу НМШ‒125, установленному в коробке передач и предназначенному для обеспечения необходимого давления в системе гидроуправления трансмиссией.
Коробка передач (КПП)
Механическая ступенчатая коробка передач предназначена для изменения скорости и тягового усилия, осуществления заднего хода, поворотов и торможения бульдозера Т‒500. Коробка передач обеспечивает три передачи переднего хода и три передачи заднего хода.
В корпусе коробки передач, состоящей из трех частей (передний корпус, проставка, задний корпус) размещены: ведущий вал, состоящий из входного и распределительного; два одинаковых промежуточных вала с гидроподжимными фрикционными муфтами; два реверсивных механизма; вала реверса; две гитары, состоящие из шестерен; два конических редуктора, состоящих из пары конических шестерен и система тормозов. Под ведущим валом расположен вал привода насоса системы гидроуправления трансмиссией.
Ведущий вал вместе с одним из промежуточных валов, реверсивным механизмом, гитарой шестерен, коническими редуктором и системой тормозов представляет собой обособленную бортовую коробку передач. Такая конструкция коробки передач, объединяющая в общем корпусе две бортовые коробки передач, обеспечивает разделение передаваемой от дизеля мощности по бортам и позволяет осуществлять как плавный, так и крутой повороты бульдозера Т‒500.
Корпус коробки передач разделен двумя поперечными разъемами на три составные части: передний корпус, проставку и корпус задний.
Снаружи на корпусе установлены устройства системы гидроуправления трансмиссией.
Системы гидроуправления трансмиссией левого и правого бортов раздельные, поэтому в системе каждого борта предусмотрены свои устройства: золотник передач, коллектор, датчик давления масла, штуцера, фильтр, блок управления, рукава, бустера корпуса системы тормозов.
Общими устройствами для системы обоих бортов являются: крышка насоса с насосом и предохранительными клапанами, маслозаборник, предохранительный клапан радиатора, заливная горловина с масломерной линейкой и крышкой‒сапуном.
Для эксплуатационной регулировки зазора тормозных лент установлены конические редуктора, а регулировочные оси для удобства вынесены на оба борта рамы бульдозера Т‒500.
Коробка передач устанавливается в раму бульдозера Т‒500 сзади на две упругие опоры. Спереди устанавливается корпусом подшипника в расточку рамы трактора Т‒500 и крепится крышкой с болтами. Для обеспечения герметичности соединения служит втулка, которая при демонтаже‒монтаже коробки передач перемещается с помощью винтов.
Система тормозов
Система тормозов размещена в коробке передач и включает в себя отдельные для каждого борта остановочные тормоза и тормоза реверса.
Остановочные тормоза служат для торможения выходных валов коробки передач при повороте, притормаживании и используются в качестве стояночного тормоза при остановке бульдозера Т‒500.
Тормоза реверса используются при перемене направления движения трактора т‒500.
Механизм реверса
Механизм реверса бульдозера Т‒500 предназначен для изменения крутящего момента по направлению и представляет собой планетарный редуктор, состоящий из солнечной шестерни, узкого и широкого сателлитов, установленных на осях и в водиле и вместе с ним закрепленных на барабане тормоза заднего хода. Ведомая шестерня закреплена на барабане, который установлен на вале реверса.
При движении бульдозера Т‒500 вперед масло подается под поршень, и он, перемещаясь, сцепляет пакет ведущих и ведомых дисков. Крутящий момент со ступицы промежуточного вала через барабан, диски и передается на вал. В этом случае валы вращаются в одном направлении.
При движении бульдозера Т‒500 назад масло подается в бустер тормоза реверса. Барабан с водилом затормаживается лентой.

Таблица 1
Техническая характеристика трактора Т‒500
Номинальная эксплуатационная мощность двигателя, кВт (л.с.) 382 (520)
Частота вращения коленчатого вала двигателя при номинальной мощности, об/мин 1900
Максимальный крутящий момент, Нм 2685
Рабочий объем, л 25,86
Количество цилиндров 12
Диаметр цилиндра, мм 140
Удельный расход топлива при номинальной эксплуатационной мощности, г/кВт·ч 231
Применяемое топливо дизельное ГОСТ 305‒73
Колея, мм 2450
Гусеничная база, мм 3480
Дорожный просвет, мм 560
Ширина башмака, мм: 650
Удельное давление на почву с задним механизмом навески, МПа (кгс/см2) 0,132 (1,32)
Скорость передвижения без нагрузки (передние/задние передачи), км/час :
− 1 скорость
− 2 скорость
− 3 скорость

4/3,3
7/6
13/11,1

Габаритные размеры, мм 6180 × 3150× 4200
Масса конструктивная, кг 41800