Metodicheskie_ukazania_2013_g_posledny_variant

11

4. Графики зернового состава продукта дробления для различных значений е

X j ,%

80

60

40

20

5. Графики зависимости экспериментальной производительности и

степени дробления от размера разгрузочной щели П f(e) ;

i f(e) .

i

П эксп., т/ч

6. Выводы.

12

Лабораторная работа №1.

Землеройные и землеройно-транспортные машины

Цель – изучение процесса резания грунта в лабораторных условиях, определение изменения сопротивлении в зависимости от вида резания и толщины стружки при постоянной плотности грунта.

Оборудование и инструменты для выполнения работы:

1.Универсальный землеройный стенд.

2.Виброплита для уплотнения грунта.

3.Видеокамера, компьютер, флэш-драйв (емкостью более 1 Гб).

4.Метр металлический, скребок и совковая лопата.

Рис. 1а. Внешний вид стенда.

13

Рис. 1б. Ковш и подвеска ковша крупным планом.

1.Упор боковой

2.Связь с карданными шарнирами.

3.Плита нижняя

4.Ковш

5.Плита верхняя

6.Стопорный механизм перемещения нижней плиты

7.Рукоятка стопорного механизма перемещения нижней плиты

8.Плита вертикальная

9.Кронштейн видеокамеры

10.Упор задний

11.Вилка крепления динамометра

12.Вилка штанги нижней плиты

13.Штанга нижней плиты

14.Динамометр

15.Пята крепления видеокамеры

16.Сцепное устройство подвижного элемента динамометра.

14

Рис. 2. Гидрокинематическая схема стенда:

Н1, Н2 – гидронасосы; Б1, Б2 – гидробаки; КП1, КП2, КП3 – клапаны предохранительные; Р – распределитель; Д – дроссель; КО1, КО2 – клапаны обратные; ГМ1, ГМ2 – гидромоторы. 1 – насосная станция; 2 – портал; 3 – траверса; 4 – каретка; 5 – рукоятка; 6 – грунтовой канал; 7 – коническая зубчатая предача; 8 – винт; 9 – ползун; 10 – корпус датчика силы давления; 11 – ковш; 12 – редуктор; 13 – вал; 14 – шестерня; 15 – рейка; 16 – опорный каток.

Устройство и принцип действия стенда

Устройство стенда представлено на гидрокинематической схеме. Стенд включает (рис. 2) насосную станцию 1, портал 2 с основными механизмами: вертикального передвижения траверсы 3 с ковшом 11, передвижения грунтового канал 6, перемещения каретки 4.

Механизм вертикального передвижения траверсы предназначен для изменения толщины стружки резания грунта. Он приводится в действие от реверсивного гидромотора ГМ2, к которому подается рабочая жидкость из гидробака Б2 насосом Н2 через дроссель Д и распределитель Р с электромагнитным управлением. Крутящий момент от вала гидромотора передается коническими зубчатыми передачами 7 на вертикальные винты 8, поднимая или опуская ползуны 9, с которыми соединены траверса 3 и ковш

11.

Механизм передвижения грунтового канала 6 предназначен для осуществления процесса резания грунта рабочим органом. Он приводится в действие от гидромотора ГМ1, к которому подается рабочая жидкость реверсивным регулируемым насосом Н1 из бака Б1 через обратные клапаны КО1 или КО2. Крутящий момент от вала гидромотора передается через редуктор 12, вал 13 на шестерню 14, которая приводит в возвратнопоступательное движение рейку 15 и соединенный с ней грунтовой канал

15

(ванна с песком) 6. Грунтовой канал установлен на опорных катках 16 и передвигается по рельсовому пути.

Механизм перемещения каретки 4 предназначен для изменения зоны резания рабочего органа по ширине грунтового канала (ванны с песком). Он приводится во вращение от рукоятки 5, соединенной с винтовым валом.

В нижней части каретки жестко закреплена верхняя плита 5 (рис. 1б), к которой на связях 1 с карданными шарнирами подвешена нижняя плита 3. За счет таких связей нижняя плита способна перемещаться относительно верхней. К нижней плите жестко крепится ковш 4. Поперечные перемещения плиты в ее передней части ограничены двумя боковыми упорами 2, а в задней – выступом на заднем упоре 10, который входит в ласточкин хвост нижней плиты. На нижней плите посредством вилки 12 горизонтально закреплена штанга 13, со сцепным устройством 16. Между этим устройством и вилкой 11 установлен динамометр 14. Вилка 12, в свою очередь, соединяется с задним упором 10 с помощью резьбового соединения с регулировочными гайками. С верхней плитой соединен кронштейн видеокамеры 9 с пятой для установки самой видеокамеры 15.

Кроме того, для сохранения ресурса динамометра между верхней и нижней плитой вставлен стопорный механизм 6 с рукояткой управления им 7 (синего цвета).

Система работает следующим образом. При движении канала (ванны) назад относительно ковша нижняя плита, жестко связанная с ковшом, посредством штанги 13 и сцепного устройства 16 перемещает подвижной элемент динамометра 14 и на циферблате последнего стрелка показывает усилие резания в килограммах силы. При движении канала вперед относительно ковша происходит разгрузка динамометра, и стрелка возвращается в начальное (нулевое) положение. Установленная на пяте видеокамера записывает движение стрелки.

Техническая характеристика стенда Тип стенда – портальный с подвижным грунтовым каналом

Привод на основные механизмы – гидравлический Установленная мощность, кВт ………………………………………………7

Скорость рабочих движений, м/с передвижения канала………………………………………..0 0,5

подъема и опускания траверсы…………………………….0,075

Максимальная длина хода канала, м…………………………………… 2,00 Габаритные размеры канала (ванны с песком), мм:

длина……………………………………………………….. 3000 ширина………………………………………………………1200

Масса стенда без грунта……………………………………………….. 1800

Динамометр ……………………………...............SCALE Tape and Measure

Видеокамера……………………………………………….Panasonic DMS-51

16

1 2

Рис. 3. Установка видеокамеры

1.Пята крепления видеокамеры

2.Видеокамера

3.Кронштейн крепления видеокамеры.

4.Циферблат динамометра

Методика выполнения работы

1.Студенты учебной группы распределяется преподавателем по рабочим постам.

2.После инструктажа по технике безопасности, ознакомления с конструкцией и работой стенда, вычерчивания в отчете его схемы производится перемещение грунта в канале в переднюю часть последнего, с тем, чтобы в задней части образовалось углубление (глубина до дна канала) для сбрасывания в него разработанного ковшом грунта

3.Затем с помощью вибрационной плиты производится уплотнение грунта и с этой целью выполняются два прохода.

4.Для обеспечения нулевого уровня, от которого ведется отсчет глубин копания, необходимо поставить траверсу на отметку 0 и снять верхний слой грунта, перемещая каретку посредством механизма перемещения и разгружая ковш с помощью скребка. При этом должен быть включен стопорный механизм 6 (рис. 1б). Для включения стопорного механизма необходимо поворотом рукоятки 7 вывести из зацепления малый крюк (на рисунке не показан) и переместив рукоятку вниз ввести большой крюк (на рисунке не показан) в зацепление с вертикальной плитой 8.

5.После создания нулевого уровня ковш устанавливается в правую часть канала (по ходу канала), выключается стопорный механизм 6,

путем перемещения рукоятки 7 вверх и вводу в зацепление с осью малого крюка жестко соединенного с рукояткой, траверса ставится на

17

отметку 30 мм, устанавливается видеокамера. Затем назначенный преподавателем оператор из числа студентов, включает видеокамеру, по команде «Мотор!» включает съемку, громко сообщает информацию о виде резания, глубине копания и номере опыта (в данном случае, это

блокированное резание, глубина 30 мм, опыт первый) и немедленно уходит с рельсового пути. Затем включается насос, канал перемещается и камера записывает показания динамометра. После остановки канала насос выключается и оператор выключает съемку и саму камеру. Другой студент очищает ковш при помощи скребка.

6.Затем производится второй опыт на той же глубине и в том же режиме резания.

7.После этого траверса опускается на отметку 45 мм и производится копание аналогично двум предыдущим опытам, а затем осуществляется резание грунта на глубине 60 мм.

8.Завершив блокированное резание необходимо переместить ковш влево (по ходу канала) и с помощью скребка обеспечить вертикальное положение левой (по ходу канала) стенки канавки, образовавшейся в результате прохода.

9.Для осуществления полусвободного резания необходимо путем перемещения каретки поставить ковш в такое положение, чтобы его правая по ходу канала кромка не участвовала в процессе резания. Сам процесс полусвободного резания происходит аналогично блокированному резанию на трех глубинах копания, по возможности с двумя опытами на каждой из глубин.

10.Для свободного резания необходимо: во-первых, сделать правую стенку канавки вертикальной, аналогично предыдущему опыты, а вовторых, отмерив при помощи линейки 200 мм (по длине нижней кромки ковша) влево от канавки, убрать лишний грунт с помощью скребка с тем, чтобы образовался вал (бруствер). Дальнейшее (свободное) резание производится на этом валу.

11.Следует иметь в виду, что во время работы может возникнуть необходимость в технологических проходах (без замеров). Для этого необходимо каждый раз включать стопорный механизм. Но перед каждым замером стопорный механизм необходимо выключать.

12.По окончании измерений снять видеокамеру и перевести все файлы на компьютер, обозначив их следующим образом:

Блокированное резание БР; Полусвободное резание ПСР; Свободное резание СР.

Глубины копания и номера опытов в сочетании с видами резания обозначаются так: БР-30-1, БР-30-2, БР-45-1 и так далее, вплоть до…… СР-60-2. Для дальнейшей обработки результатов необходимо эту информацию записать на флэш-драйв.

12. Студенты, получив информацию на флэш-драйв, переписывают ее на свой компьютер. При обработке информации необходимо открыть тот

18

или иной файл, обозначающий определенный вид резания, глубину копания и номер опыта и в ручном режиме прокрутить файл с тем, чтобы определить максимальное отклонение стрелки динамометра. Затем показания в килограммах силы должны быть переведены в ньютоны.

13. По результатам измерений строятся графики зависимости удельного сопротивления резания К от толщины стружки h. Удельное сопротивление, Па определяется по формуле (табл. 2)

K PF ,

где P – сила сопротивления резанию грунта, Н; F – площадь сечения стружки, м2;

F h b,

h – толщина стружки, м;

b – ширина срезаемой стружки, м.

14. В отчете записываются выводы: по результатам работы: закономерности полученных зависимостей; возможность использования этих закономерностей при работе землеройных машин с целью снижения энергоемкости разработки грунта.

19

Отчет

1.Цель лабораторной работы.

2.Гидрокинематическая схема стенда (см. рис. 2).

5.Определение удельного сопротивления грунта резанию К при изменении толщины стружки h.

5. График зависимости удельного сопротивления резанию от толщины стружки

К, Па

h, мм

7. Выводы по результатам работы.

20

Лабораторная работы №4

Бетоносмесители

Рис. 1. Общий вид смесительной установки

Цель – изучение процесса приготовления бетона в смесителях гравитационного и принудительного действия

Оборудование и инструмент:

1.Лабораторная смесительная установка.

2.Секундомер, тахометр.

3.Мерная емкость.

4.Линейка для замера уровня бетонной смеси в мерной емкости.

5.Мастерок, совок

6.Емкости для песка, цемента, гранитного щебня.