Скрепер
.pdfФедеральное агентство по образованию
Томский государственный архитектурно-строительный университет
МАШИНЫ ДЛЯ ЗЕМЛЯНЫХ РАБОТ СКРЕПЕР
Методические указания к курсовому и дипломному проектированию
Составители: Митерев Г.И., Слепченко В.А.
Томск-2006
Митерев Г.И., Слепченко В.А. Машины для земляных работ. Скрепер: Методические указания. Томск: Изд-во Томского архитектурно-строительного университета. 2006 – 56с.
Рецензент к.т.н. А.Н. Щипунов
Редактор Т.С. Володина
Методические указания по проектированию скреперов составлены в качестве руководства для выполнения курсового проекта по дисциплине «Машины для земляных работ», по общему расчету скрепера и при дипломном проектировании студентами специальности 19.02.05 – «Подъемно-транспортные, строительные и дорожные машины и оборудование» и 27.01.13 – «Механизация и автоматизация строительства» всех форм обучения
Разработаны и рекомендованы кафедрой строительных и дорожных машин
Утверждены и введены в действие проректором по учебной работе В.С. Плевковым
с 1 сентября 2006 по 1 сентября 2011
Изд. лиц. №021253 от 31.10.97. Подписано в печать ___________. Формат 60х90/16. Бумага офсет. Гарнитура Таймс, печать офсет.
Тираж 200 экз. Заказ № Изд-во ТГАСУ, 634003, г. Томск, пл. Соляная, 2.
Отпечатано с оригинал-макета в ООП ТГАСУ. 634003, г. Томск, ул. Партизанская 15
|
|
СОДЕРЖАНИЕ |
|
1 |
ОБЩИЕ УКАЗАНИЯ............................................................ |
5 |
|
|
1.1 |
Задание на курсовое проектирование........................... |
5 |
2 |
ВЫБОР ОСНОВНЫХ ПАРАМЕТРОВ СКРЕПЕРА.......... |
9 |
|
|
2.1 |
Определение массы скрепера ...................................... |
10 |
|
2.2 |
Определение конструктивных параметров ковша..... |
12 |
|
2.3 |
Построение профиля ковша......................................... |
14 |
|
2.4 |
Нож ковша..................................................................... |
16 |
|
2.5 |
Выбор пневматических шин........................................ |
17 |
3 |
ТЯГОВЫЙ РАСЧЕТ............................................................ |
20 |
|
|
3.1 |
Определение сил действующих на скрепер............... |
20 |
|
3.2 |
Выбор тягача ................................................................. |
23 |
|
3.3 |
Выбор толкача............................................................... |
24 |
|
3.4 |
Мощность двигателя скрепера .................................... |
26 |
|
3.5 |
Определение расчетных транспортных скоростей |
|
|
движения и максимального угла подъема, |
|
|
|
преодолеваемого груженым скрепером............................ |
27 |
|
4 |
ПОСТРОЕНИЕ ГАБАРИТНОЙ СХЕМЫ СКРЕПЕРА.... |
28 |
|
5 |
РАСЧЕТ ПРИВОДА ОСНОВНЫХ.................................... |
30 |
|
|
5.1 |
Механизм подъема ковша............................................ |
30 |
|
5.1.1 Определение силы подъема ковша ...................... |
30 |
|
|
5.1.2 Определение параметров привода механизма |
|
|
|
подъема ковша................................................................. |
33 |
|
|
5.2 |
Механизм открывания передней заслонки................. |
36 |
|
5.2.1 Определение силы открывания ............................ |
36 |
|
|
5.2.2 Определение параметров привода механизма |
|
|
|
подъема заслонки............................................................ |
38 |
|
|
5.3 |
Механизмы разгрузки ковша скреперов..................... |
40 |
6 |
ПРОИЗВОДИТЕЛЬНОСТЬ СКРЕПЕРА........................... |
44 |
|
7 |
ОПРЕДЕЛЕНИЕ РАСЧЕТНЫХ НАГРУЗОК И РАСЧЕТЫ |
||
НА ПРОЧНОСТЬ.................................................................... |
45 |
||
8 |
УСТОЙЧИВОСТЬ СКРЕПЕРА.......................................... |
46 |
|
3
ЛИТЕРАТУРА......................................................................... |
47 |
ПРИЛОЖЕНИЕ 1.................................................................... |
49 |
ПРИЛОЖЕНИЕ 2.................................................................... |
50 |
ПРИЛОЖЕНИЕ 3.................................................................... |
51 |
ПРИЛОЖЕНИЕ 4.................................................................... |
53 |
ПРИЛОЖЕНИЕ 5.................................................................... |
55 |
4
1 ОБЩИЕ УКАЗАНИЯ
Для углубления и закрепления знаний по дисциплине "Машины для земляных работ" студентам предлагается разработать эскизный проект землеройно-транспортной машины - скрепера. В соответствии с заданием следует произвести компоновку машины в целом и разработку отдельных ее сборочных единиц на основе общего расчета, включающего: выбор и обоснование основных параметров скрепера, тяговый расчет, расчет мощности машины, определение скоростей движения и максимального угла подъема, расчет привода основных механизмов скрепера; определение производительности скрепера.
Кроме того, следует провести расчет сил, действующих на скрепер по основным расчетным положениям с целью сбора нагрузок для расчета на прочность отдельных элементов конструкции и определения устойчивости машины.
1.1 Задание на курсовое проектирование
Разработать конструкцию прицепного или самоходного скрепера с вместимостью ковша q (м3) (Таблица 1) с детальной разработкой отдельных сборочных единиц (Табли-
ца 2).
Тема курсового проекта определяется [l4] последней цифрой шифра зачетной книжки студента заочного отделения или последней цифрой номера в списке студентов дневного отделения. Цифра 8 соответствует "Прицепному" [14], а цифра 9 - "Самоходному скреперу". Исходные данные для проектирования студент определяет по номеру варианта
5
(Таблица 1) представленного суммой последних двух цифр из номеров вышеупомянутых документов.
Пример выбора варианта. Пусть шифр зачетной книжки студента 511-019. Последняя цифра 9 определяет вид машины - самоходный скрепер, а сумма последних двух цифр 1+9 = 10 определяет вариант (10) исходных данных для проектирования. В соответствии с таблицей 1 студент должен разработать эскизный проект конструкции самоходного скрепера с вместимостью ковша q = 10 м3 с детальной разработкой механизмов по варианту 3 (Таблица 2).
6
Таблица 1 - Варианты заданий по скреперам прицепным (Спр ) и самоходным ( Сс )
Факультет и |
Вид |
Вид |
|
Вместимость ковша (м3) по вариантам |
|
||||
номер |
|
|
|
|
|
|
|||
скрепера |
грунта |
8 |
9 |
10 |
II |
12 |
13 |
||
группы |
|||||||||
Заочный |
Спр |
Суглинок |
3(1)* |
4,5(2) |
8(2) |
10(3) |
15(3) |
- |
|
Сс |
Супесь |
- |
8,0(3) |
10,0(3) |
15(3) |
18(3) |
20(3) |
||
|
|||||||||
Механическ. |
Спр |
Суглинок |
3,5(1) |
4,8(2) |
8,2(2) |
10,5(3) |
15,5(3) |
- |
|
Гр.1 |
Сс |
Глина |
- |
7,5(3) |
10,5(3) |
15,5(3) |
17,0(3) |
20,5(3) |
|
Гр.2 |
Спр |
Песок |
3,8 (I) |
5,0 (2) |
8,5(2) |
11,0(3) |
14,0(3) |
- |
|
Сс |
Супесь |
- |
6,0 (3) |
11,0(3) |
16,0(3) |
17,5(3) |
21,0(3) |
||
|
|||||||||
Гр.З |
Спр |
Суглинок |
4,0 (1) |
4,3 (2) |
7,0(2) |
11,5(3) |
16,0(3) |
- |
|
Сс |
Глина |
- |
6,5 (3) |
9,5(3) |
14,5(3) |
19,0(3) |
22.0(3) |
||
|
|||||||||
Гр.4 |
Спр |
Песок |
4,2(1) |
Т-75 (2) |
7,5(2) |
12,0(3) |
14,5(3) |
- |
|
Сс |
Супесь |
- |
T-I50K |
10,2(3) |
14,0(3) |
17,8(3) |
21,5(3) |
||
|
|||||||||
Примечание: В скобках приведен номер варианта перечня чертежей по таблице 2
7
8
Таблица 2 - Варианты заданий по разработке чертежей механизмов
|
Перечень чертежей по вариантам |
|||
Наименование чертежа |
|
|
|
|
1 |
2 |
3 |
||
|
||||
|
|
|
|
|
Общий вид скрепера |
+ |
+ |
+ |
|
|
|
|
|
|
Тяговая рама |
|
+ |
+ |
|
|
|
|
|
|
Ковшовая рама |
+ |
|
|
|
|
|
|
|
|
Ковш |
+ |
+ |
+ |
|
|
|
|
|
|
Механизмы управления: |
+ |
|
|
|
ковшом |
|
|
||
|
|
|
||
передней заслонкой |
|
+ |
|
|
|
|
|
|
|
разгрузкой ковша |
|
|
+ |
|
|
|
|
|
|
2 ВЫБОР ОСНОВНЫХ ПАРАМЕТРОВ СКРЕПЕРА
Характеристика любого скрепера представляется показателями, отличающими конструкцию машины: конструктивная масса, размеры и форма ковша, заглубление и угол резания ножей, скорости подъема-опускания ковша, передней заслонки и перемещения задней стенки, длина базы, ширина колеи, диаметр колес.
К числу параметров, характеризующих эксплуатационные качества скрепера, относятся: его эксплуатационная масса, распределение нагрузок по осям, рабочие и транспортные скорости перемещения, наибольший преодолеваемый подъем, радиус поворота, ширина к толщина отсыпаемого слоя грунта.
Главный параметр скрепера - геометрическая вместимость ковша q.
На первом этапе проектирования (эскизной компоновке машины) основные параметры скрепера (при заданном главном параметре) определяются по эмпирическим зависимостям, представляющим собой функции от вместимости ковша q. В процессе дальнейшей разработки конструкции машины эти показатели могут уточняться и изменяться.
9
2.1 Определение массы скрепера |
|
Конструктивная масса скрепера (кг) |
|
mK Kmq , |
(1) |
где Кm - удельная масса конструкции скрепера, т/м3; принимается для скреперов прицепных 1,0...1,2 т/м3; полуприцепных 0,9...1,3 т/м3, самоходных 2,2...2,6 т/м3; с элеваторной загрузкой 2,3...2,75 т/м3, [l, c.365]; q - номинальная вместимость ковша, м3.
Эксплуатационная масса скрепера (т),
mС mК mГ , |
(2) |
где mг=(qш /Кр) - масса грунта, т; qш=Кшq - вместимость ковша с "шапкой", м3; Кш - коэффициент увеличения геометрического объема ковша за счет "шапки"; принимается для скреперов прицепных и полуприцепных 1,18...1,5 и для самоходных 1,18... 1,45 [3, 10]; - объемная масса грунта в плотном теле, т/м3; Кр - коэффициент разрыхления грунта (Таблица 3). Если в задании на проектирование указан тип тягача, то по его силе тяги на низшей передаче Т определяется вместимость ковша скрепера
q |
T |
, |
KK Kmfg |
где f – коэффициент сопротивления передвижению (табл.8); g = 9,81 м/с2; Kк - коэффициент удельного сопротивления грунта копанию, кН/м3; его можно принимать для супеси Kк = 8,5 кН/м3 при q = 5...25 м3; для суглинка при вместимо-
сти ковша 5...10; 10...15; 15...20; > 20 м3 принимают Kк, равным соответственно 16...14,5; 14,5...13,5; 13,5...12; 12 кН/м3
и для глины при аналогичных изменениях q принимают Kк.
10