Методические указания по выполнению практических работ студентами направления 08.02.05 «Строительство и эксплуатация автомобильных дорог»


Министерство образования и науки Российской Федерации
ЧПОУ
«Краснодарский колледж управления, техники и технологий»
Техническое отделение
ЭКСПЛУАТАЦИЯ ДОРОЖНЫХ МАШИН, АВТОМОБИЛЕЙ И ТРАКТОРОВ

Методические указания по выполнению практических работ студентами направления
08.02.05 «Строительство и эксплуатация автомобильных дорог»
Краснодар
2016г.
Составитель: аспирант КубГТУ, ФАДиКС А.П.Фальков

УДК 625-08
ББК 39.311-06-5

Эксплуатация дорожных машин, автомобилей и тракторов: методические указания по выполнению практических работ студентами направления 08.02.05 «Строительство и эксплуатация автомобильных дорог»/ Сост. А.П. Фальков; Красн. кол. управл. техн. и технол. Техн. отд. .- Краснодар: 2016. -23 с.
Методические указания предназначены для выполнения студентами практических работ, приведены темы, указания и рекомендации по их выполнению, разработаны требования по структуре, объему и оформлению отчетных материалов. Рекомендована литература для использования при выполнении практических работ.
Ил. 1. Табл. 10. Библиогр.: 45 назв.
Р е ц е н з е н т ы: канд. техн. наук, доц. кафедры ОП и ДД Куб ГТУ Л.А. Кравченко; канд. техн. наук, директор по взаимодействию с органами государственной власти и общественными организациями ООО «АТОЛ ДРАЙВ» Г.Д. Линник.
2711450118681500© Фальков А.П., 2012580005615315006
Содержание
Введение…………………………………………………………... Методика выполнения практических работ……………… Практическая работа №1 «Изучение конструкции гусеничного трактора»…………………………………………… Практическая работа №2 «Изучение конструкции и рабочего процесса одноковшового фронтального погрузчика» Практическая работа №3 «Исследование производительности ленточного конвейера»………………... Практическая работа №4 «Исследование конструкции и параметров башенного крана»………………………………….. Практическая работа№5 «Изучение конструкции и оценка эффективности параметров щековой дробилки»……… Практическая работа №6 «Самоходные стреловые краны»…………………………………………………………….. Практическая работа №7 «Выбор основных параметров грузовой лебедки крана»……………………………………………….. Практическая работа №8 «Бульдозер»……………………. Практическая работа №9 «Скрепер»…………………….. Практическая работа №10 «Асфальтосмесительная установка»…………………………………………………………. Список использованной литературы…………………………….. Введение
Изучение дисциплины «Эксплуатация дорожных машин, автомобилей и тракторов» по направлению подготовки студентов специальности 08.02.05 «Строительство и эксплуатация автомобильных дорог» предусматривает наличие в учебном плане 30 часов, отведенных на проведение практических работ.
Цель выполнения практических работ – закрепление теоретических знаний, полученных студентами при слушании курса лекций и в процессе самостоятельного изучения вопросов, изложенных в литературных и нормативно-правовых основах по изучению дорожных машин.
Основными задачами является: овладение студентами навыков в выборе дорожной машины для решения поставленной задачи, изучение классификации и индексации дорожных машин, изучение конструкции и основных агрегатов самоходных машин.
Методика выполнения практических работ
Выполнение практических работ является обязательным для студентов всех форм обучения и состоят из трех этапов.
Первый этап – до начала выполнения практических работ студент обязан самостоятельно по списку литературы подобрать источник и изучить теоретический материал, относящийся к теме лабораторных работ, а также по методическим указаниям ознакомиться с целью, содержанием и методикой их выполнения.
Второй этап – выполняется во время аудиторных занятий. На этом этапе преподаватель проводит разъяснения и консультации по вопросам, возникшим в ходе выполнения лабораторных работ.
Третий этап – самостоятельная работа студентов по проведению расчетов и обработке данных, оформление отчета о выполненной работе.
Отчет по практическим работам должен содержать следующие данные:
- заголовок «Отчет по практическим работам. Вариант №___»;
- наименование темы работы (по тексту);
- группа, Ф.И.О. аспирант, дата;
- краткое описание порядка выполнения практических работ;
- выполнение в форме завершенного описания исследований и расчетов по индивидуальному заданию практических работ;
- заключение по практическим работам;
- список использованной литературы.
Полностью оформленный отчет по выполненным практическим работам студент должен представить преподавателю до начала зачетной сессии.
Защита отчета по каждой практической работе является обязательной и заключается в ответах на вопросы по теме работ.
Несвоевременность представления и защиты отчета влияет на успеваемость студента. Защита отчета считается успешной, если из ответа аспиранта можно заключить, что он оформил отчет самостоятельно и понимает суть работы, усвоил соответствующий теоретический материал.
Отчет и его титульный лист оформляются на листах формата А5 148х210.
Отчеты по всем практическим работам формируются в одной тетради объемом 48 листов.
Практическая работа №1
«Изучение конструкции гусеничного трактора»
Цель работы: Изучить конструкцию и принципы управления трактором.
Порядок выполнения работы:
Ознакомиться с методическими указаниями.
Изучить конструкцию и принцип действия муфты сцепления, коробки передач, заднего моста.
Составить принципиальную схему трактора.
Тракторы по основному назначению подразделяются на два типа: сельскохозяйственные и промышленные. Сельскохозяйственные тракторы предназначены для работы с прицепными и навесными сельскохозяйственными машинами и тележками.
Промышленные тракторы применяются в различных областях строительства и при добыче полезных ископаемых.
В строительстве тракторы используют в качестве базовых машин, несущих навесное оборудование, или тягачей для прицепных машин.
В зависимости от ходового оборудования тракторы выпускаются пневмоколесные или гусеничные. Пневмоколесное ходовое оборудование легче гусеничного (на 25...30 %), имеет больший ресурс работы (до 30...40 тыс. км; у гусеничного - 1,5...2 тыс. км), позволяет перемещаться машине на больших скоростях без применения специального транспорта (трейлера).
Недостатками являются: большое удельное давление на грунт и как следствие этого - низкая проходимость, малое сцепление с грунтом.
Гусеничное ходовое оборудование имеет большую поверхность опоры, что увеличивает проходимость машины. Кроме того, гусеничное ходовое оборудование развивает большую силу тяги, чем колесное: коэффициент сцепления в 1,3...1,5 раза выше и мало изменяется на увлажненных грунтах. Недостатками гусеничного ходового оборудования являются: большой вес (до 40 % общего веса машины), сложность конструкции, быстрый износ деталей (1500...2000 часов), малая скорость перемещения (до 10...16 км/ч), необходимость использования специальных прицепов – тяжеловозов (трейлеров) при транспортировании даже на небольшие рас- стояния и в условиях города. Несмотря на указанные недостатки, гусеничное ходовое оборудование получило наибольшее распространение на тракторах.
Компоновка гусеничного трактора ДТ-75М
Трактор ДТ-75 М относится к классу сельскохозяйственных машин, в строительстве используется с бульдозерным, погрузочным оборудованием, с прицепными скреперами, оснащается бурильными и другими видами оборудования.
Тракторы в основном оснащаются дизельными двигателями.
Двигатель 1 (рис. 1) размещен спереди по ходу. Непосредственно на двигателе установлен кожух муфты сцепления 2, выходной вал которой карданной передачей 3 соединен с коробкой передач 4. Крутящий момент от коробки передач передается на задний мост 5 и на ведущую звездочку 7 трактора.
Рама трактора поддерживается опорными катками 8 с эластичной подвеской. Натяжение гусениц осуществляется натяжными колёсами 9. На тракторе установлена кабина с рычагами и педалями управления и топливный бак 6.

Рисунок 1 – Основные компоненты гусеничного трактора ДТ-75М.
Трансмиссия трактора
Трансмиссия осуществляет передачу крутящего момента от двигателя на ведущие звездочки гусеничного трактора. Трансмиссия состоит из муфты сцепления, карданного вала с упругими муфтами, коробки передач и заднего моста с главной передачей, планетарными механизмами поворота и конечной передачей.
Муфта сцепления
Муфта сцепления предназначена для следующих целей:
Кратковременного отъединения двигателя от коробки передач, во время которого проводится торможение, остановка трактора и переключение передач;
Медленного соединения двигателя с трансмиссией для обеспечения плавного трогания трактора с места;
Предохранения трансмиссии от перегрузок при действии динамических нагрузок во время резкого торможения или разгона трактора.

Рисунок 2 – Схема муфты сцепления.
Сцепление расположено между дизелем и коробкой передач. На тракторе ДТ-75 М установлена сухая фрикционная двухдисковая муфта сцепления постоянно замкнутого типа (рис. 2).
Ведущими частями муфты сцепления являются маховик 1, установленный на коленчатом валу 2 двигателя, нажимной 3 и промежуточный 4 диски, между которыми находятся два ведомых диска 5 и 6, при- клепанные к ступицам. Ведущие диски 3 и 4 имеют прорези, в которые входят направляющие пальцы 7 и 8, закрепленные в кожухе сцепления 9. Направляющие пальцы 7 и 8 передают крутящий момент ведущим дискам 3 и 4 и позволяют им перемещаться вдоль оси.
Ведомые диски 5 и 6 установлены на шлицах вала 10 трансмиссии. По окружности кожуха сцепления 9 равномерно размещены пружины 11, с помощью которых ведомые диски 5 и 6 зажаты между поверхностями ведущих дисков 3 и 4. Вследствие сил трения, возникающих между ними, крутящий момент передается от маховика 1 двигателя к валу 10 трансмиссии.
Для выключения сцепления машинист перемещает рычаг 12 на себя, усилие через тягу 13 и вилку включения 14 передается на выжимной подшипник 15, который перемещается к маховику 1 и нажимает на рычаги 16. Последние, поворачиваясь вокруг осей 17, отводят при помощи болтов 18 ведущий нажимной диск 3 от ведомого диска 5, а промежуточный ведущий диск 4 отходит от ведомых дисков 5 и 6 с помощью пружин 20 и 21. Наибольшееперемещениедиска4ограничивается регулировочными болтами 19, что устраняет возможность при выключении сцепления зажатия заднего ведомого диска 5.
Коробка передач
Коробка передач предназначена для следующих целей:
Для изменения скорости движения трактора и его тягового усилия, что дает возможность приспосабливаться к условиям движения;
Для изменения направления движения;
Для отъединения двигателя от ведущих колес при длительной остановке трактора.
Коробка передач устанавливается между муфтой сцепления и задним мостом.
На тракторе ДТ-75 М установлена семискоростная коробка передач (рис. 10). Семь передач обеспечивают движение вперед со скоростью 5,3...11,18 км/ч, и назад со скоростью 4,54 км/ч.
Принцип работы коробки передач основан на введении в зацепление шестерен с различными диаметрами и числом зубьев. При выводе из зацепления одной из шестерен вращение передаваться не будет, что используют в коробке передач для получения нейтрального положения.
Первичный вал I (рис. 3) получает крутящий момент от двигателя через муфту сцепления. Ведущая шестерня вала 1 находится в постоянном зацеплении с шестерней 4 вала заднего хода III, а последняя с шестерней 5 дополнительного вала IV. По шлицам вала 1 могут свободно перемещаться блоки шестерен 2-3 и 10-11. Вторичный вал II изготовлен за одно целое с ведущей шестерней 14 главной передачи, на нем неподвижно закреплены шестерни 12,13, 17 и блок 15-16. Включение передач с первой по четвертую происходит путем ввода в зацепление шестерни одного из блоков первичного вала 1 с соответствующей шестерней вторичного вала II. Первая передача - шестерни 10-15, вторая - 11-13, третья - 2-17, четвертая -3-16.
Для получения пятой и шестой передач служит блок шестерен 6-7 дополнительного вала IV; при этом вращение на пятой передаче передается через шестерни 1-4-5-6-17, на шестой передаче 1-4-5-7-16. Седьмую передачу включают, вводя в зацепление шестерню 8 дополнительного вала IV с шестерней 12 вторичного вала-1-4-5-8-12. Для включения заднего хода подвижную шестерню 9 вала заднего хода Ш вводят в зацепление с большой шестерней 15.
Переключение передач производят рычагом, установленным в крышке коробки передач, в соответствии со схемой (рис. 3, в).

Рисунок 3 – Коробка передач трактора ДТ-75 М: а – кинематическая схема; б – схема взаимного расположения валов; в – положение рукоятки рычага при включении разных передач
Ходовое оборудование
Ходовое оборудование служит для преобразования вращательного движения ведущей звездочки в поступательное движение трактора, а также для поддержания рамы трактора. В ходовую часть входят ведущие звездочки, направляющие колеса, опорные и поддерживающие катки, гусеничная цепь и подвеска. Подвеска служит для соединения опорных катков с рамой трактора. На тракторе ДТ-75 применена эластичная подвеска, обеспечивающая высокую плавность работы и тягово-сцепные качества. На стенде студентам предлагается самостоятельно изучить конструкцию подвески, гусеничной цепи, поддерживающих и опорных катков.
Контрольные вопросы
Классификация тракторов.
Достоинства и недостатки пневмоколесных и гусеничных тракторов.
Последовательность расположения элементов трансмиссии.
Назначение и принцип действия муфты сцепления.
Назначение и принцип действия коробки передач.
Назначение и работа механизмов заднего моста.
Назначение и конструкция элементов ходового оборудования.
Практическая работа № 2
«Изучение конструкции и рабочего процесса одноковшового фронтального погрузчика»
Цель работы: изучить конструкцию, рабочий процесс и получить навыки в управлении фронтальным погрузчиком.
Общие сведения об одноковшовых погрузчиках
Одноковшовые погрузчики представляют собой самоходные универсальные машины, предназначенные для механизации погрузочных, землеройно-погрузочных и строительно-монтажных работ. Универсальность погрузчиков обеспечивается наличием широкой номенклатуры быстросъемных сменных рабочих органов – ковшей различных типов и вместимостей, вилочных, челюстных и монтажных захватов, крановых без-блочных стрел, навесных рыхлителей, буров и др.
Одноковшовые погрузчики классифицируют: по типу ходового устройства на гусеничные и пневмоколесные; по расположению рабочего органа относительно двигателя – с передним и задним расположением; по способу разгрузки рабочего органа – с разгрузкой вперед, назад (через себя) и в бок (в одну или обе стороны).
В промышленном, гражданском и дорожном строительстве наибольшее распространение получили универсальные фронтальные одноковшовые погрузчики на пневмоколесном ходу, обладающие высокой мобильностью, маневренностью, производительностью и надежностью в эксплуатации.
Основным параметром погрузчика является грузоподъемность. Параметры одноковшовых фронтальных погрузчиков регламентированы ГОСТ 21321-85 в соответствии с которым предусмотрен выпуск погрузчиков грузоподъёмностью 2; 3; 4; 6; 10; 15 и 25 т на специальном пневмоколёсном шасси с шарнирно-сочленённой рамой. Серийно выпускаются погрузчики ТО-30 грузоподъемностью 2 т; ТО-18А и ТО-25 грузоподъемностью 3 т; ТО-28 грузоподъемностью 4 т; а также карьерные погрузчики ТО-27-1 грузоподъемностью 6 т и ТО-21-1А грузоподъемностью 15 т. Все погрузчики (за исключением ТО-25) базируются на специальных двуосных тягачах с шарнирно сочлененной рамой, имеющих оба ведущих унифицированных моста с самоблокирующимися дифференциалами и гидромеханическую трансмиссию. Мосты оснащены одинарными большегрузными широкопрофильными шинами низкого давления с протектором повышенной проходимости. Погрузчик ТО-25 базируется на пневмоколёсном тракторе Т-150, в котором доработаны некоторые узлы.
Одноковшовые погрузчики способны разрабатывать грунты до III категории включительно без предварительного рыхления.
Основным рабочим органом погрузчиков является ковш с прямой режущей кромкой, предназначенный для разработки и погрузки сыпучих и кусковых материалов плотностью 1,4 … 1, 9 т/м3.
Схема пневмоколёсного погрузчика представлена на рис. 4. Одноковшовый фронтальный погрузчик состоит из базового тягача 1 и рабочего оборудования. Рабочее оборудование включает ковш 2, рычажную систему, состоящую из стрелы 3, коромысла 4, тяги 5, гидроцилиндра поворота ковша 7, и гидросистему привода.
Механизм подъема стрелы принципиально одинаков у всех погрузчиков: стрела (прямая или прогнутая) поворачивается вокруг оси, закрепленной на портале 8 с помощью гидроцилиндров 6. На конце стрелы шарнирно закреплен ковш 2.

Рисунок 4 - Схема пневмоколёсного погрузчика
Принципиальная схема гидросистемы привода рабочего оборудования погрузчика представлена на рис. 25 и включает насос 1, гидрораспределитель 2 с предохранительным клапаном 3, гидроцилиндры 4, 5, замедлитель опускания стрелы 6 и фильтр 7.

Рисунок 5 - Принципиальная схема гидросистемы привода рабочего оборудования погрузчика.
Рабочий процесс погрузчика состоит из нескольких операций:
1. Набор грунта (материала) и подъем рабочего оборудования.
2. Транспортирование материала к месту выгрузки (в отвал или транспорт).
3. Выгрузка.
4. Возвращение к месту набора.
Лабораторная установка
Лабораторная установка включает модель рабочего оборудования фронтального погрузчика, контейнер-тележку 1 с грунтом, гидросистему управления рабочим оборудованием и перемещения контейнера-тележки с грунтом (рис. 6).
Рабочее оборудование модели погрузчика состоит из ковша 2, шарнирно присоединенного к стреле 3. Поворот ковша производится гидроцилиндром поворота ковша 4 через коромысло 5 и тягу 6. Подъём стре-лы производится гидроцилиндром подъёма 7. Рабочее оборудование смонтировано на стойке 8. Гидросистема стенда состоит из насоса 9, при-водимого в движение электродвигателем 10, распределителя 11, бака 12, рукавов высокого давления и гидроцилиндра.

Рисунок 6 - Схема лабораторной установки
При работе на лабораторной установке необходимо соблюдать сле-дующую последовательность выполнения операций технологического процесса:
1. Опустить ковш на днище контейнера.
2. Включить рукоятку распределителя для перемещения контейне-ра до упора грунта в заднюю стенку ковша.
3. Осуществить поворот ковша.
4. Включить рукоятку распределителя на подъем стрелы.
5. При достижении максимальной высоты подъема осуществить разгрузку ковша.
6. Переместить контейнер в первоначальное положение.
7. Опустить с необходимой осторожностью стрелу погрузчика.
Рассчитать техническую производительность по формуле
Рассчитать техническую производительность по формуле
КТКVП⋅⋅⋅=3600,
где Vк – объём ковша, м3; Тц – время цикла, с; Кн, Кр – коэффициенты наполнения ковша, разрыхления грунта.
В лабораторной работе определяют производительность модели погрузчика, а затем рассчитывают производительность натурной машины, используя зависимости
3lKKKVVHH⋅=, цнцмТТ=.
Здесь индекс н относится к параметрам натурной машины, индекс м к параметрам модели;
мHlllK= - масштаб моделирования;
lн– геометрические размеры натуры;
lм – геометрические размеры модели.
Модель стенда выполнена в масштабе Kl = 4 по отношению к оборудованию погрузчика ТО-18.
Время цикла модели Тцм определяют с помощью секундомера по элементам цикла:
ормппквцмТТТТТТТ+++++=,
где Тв – время внедрения ковша в штабель грунта, с; Тпк – время поворота ковша, с; Тп – время подъема стрелы, с; Тм – время маневрирования (уста-новки контейнера с грузом в исходное положение), с; Тр – время разгрузки, с; То – время опускания стрелы, с.
Состав отчёта:
1. Цель работы.
2. Назначение, классификация и устройство одноковшовых погрузчиков.
3. Принципиальная схема гидропривода рабочего оборудования погрузчика.
4. Схема фронтального погрузчика с обозначением всех необходимых узлов.
5. Расчет производительности модели погрузчика.
6. Расчет производительности натурального погрузчика ТО-18.
7. Выводы.
Контрольные вопросы
1. Дать классификацию погрузчиков по виду ходового оборудования.
2. Назвать основные элементы рабочего оборудования и обосновать их назначение.
3. Привести последовательность выполнения операций технологического цикла работы погрузчика.
4. Назвать основные элементы гидропривода погрузчика и их назначение.
5. Продумать возможные схемы работы погрузчиков с транспортными средствами.
6. Определить производительность погрузчика.
Практическая работа №3
«Исследование производительности ленточного конвейера»
Цель работы: исследование влияния параметров ленточного конвейера на его производительность.
Описание работы ленточного конвейера
Производительность конвейера определяется по количеству материала, проходящего через данное сечение в единицу времени.
Применительно к ленточному конвейеру при площади поперечного сечения потока насыпного груза F (м2), скорости движения ленты V (м/с) и плотности груза (кг/м3) производительность определяется по формуле
Q 3600 F V , кг/ч = Q 3,6 F V , т/ч(1)
Производительность можно выразить также через погонную массу насыпного груза на ленте qr (кг/м ).
Так как qr F , кг/ми F q / , м2,
то имеем Q=3,6×q×V, т/чТаким образом, производительность конвейера зависит от скорости ленты и погонной нагрузки на нее.
По данным практики, целесообразная скорость ленты определяется условиями эксплуатации, ее назначают в зависимости от вида насыпного груза и ширины ленты по рекомендациям, содержащимся в нормативно-справочной литературе.
Площадь поперечного сечения потока материала определяют следующим образом.
Экспериментальными исследованиями установлено, что независимо от типа роликоопор (прямые или желобчатые) форма верхней части на- сыпного груза на ленте имеет вид, близкий к параболическому сегменту с углом при основании, равным углу естественного откоса материала в покоеn.
Однако для удобства расчета производительности принято параболический сегмент условно заменять треугольником с такими углами при основании φ1, при которых площади этих сечений будут равны. При этом расчетный угол φ1 принимают с учетом его уменьшения при движущейся ленте. Обычно φ1=0,35φn.Площадь поперечного сечения потока материала для случая трёхроликовой желобчатой роликоопоры (рис. 4):
F F1 F2 ,(2)
Где F1 - площадь треугольника; F2- площадь равнобокой трапеции.

Рисунок 7 – Сечение потока материала на трёхроликовой желобчатой роликоопоре.
Площадь треугольника F1=0,25×b2×tgφ1,Где b – рабочая ширина ленты; B – геометрическая ширина ленты, м.
Площадь трапеции F2=b2-b12×0,25×tgα,Где b1 – длина среднего ролика; α- угол наклона боковых роликов.
F=F1+F2Таким образом, площадь поперечного сечения потока насыпного груза на движущейся горизонтальной ленте (как и производительность конвейера) зависит от ширины ленты В и ширины находящегося на ней потока насыпного груза b (рабочей ширины ленты), типа роликоопор, угла наклона боковых роликов, угла естественного откоса насыпного груза.
В практических расчетах принимают рабочую ширину ленты b=0,9B-0,05, м.
Контрольные вопросы:
1. Что такое плотность груза?
2. Что такое угол естественного откоса?
3. Чему равен угол естественного откоса для воды?
4. Какие грузы называются насыпными?
5. Что больше: угол естественного откоса в покое или угол естественного откоса в движении и почему?
6. Влияет ли переход при одной ширине ленты и скорости от плоских роликоопор к желобчатым на производительность?
7. Чему равняется секундная производительность, если масса расположенного на единице длины конвейера груза q (кг/м) движется со скоростью V (м/с)?
8. Как влияет увеличение угла наклона боковых роликов желобчатой роликоопоры на производительность ленточного конвейера?
Приложение 1
Исходные данные для определения производительности ленточного конвейера
Вариант V, м/с роB, м b1, м αφ11 8 1,2 5 2,2 21 30
2 9 1,3 4,5 2,3 22 26
3 10 1,4 4,6 2,4 23 27
4 11 1,5 4,7 2,5 24 28
5 5 1,1 5,1 2,9 28 26
6 8 1,4 5,4 3,2 31 29
7 10 1,4 4,6 2,4 23 27
8 6 1,5 4,7 2,5 24 28
9 7 1,6 4,8 2,6 25 29
10 7 1,19 4 2 20 25
11 10 1,6 4,5 3,4 33 25
12 6,5 1,7 4,6 2,7 34 26
13 7 1,8 4,7 2,5 35 27
14 7,5 1,6 4,8 2,6 25 29
15 8 1,7 4,9 2,7 26 30
16 9 1,5 5,5 3,3 32 30
17 6 1,7 4,9 2,7 26 30
18 11 1,8 5 2,8 27 25
19 6 1,2 5,2 3 29 27
20 7 1,5 5,5 3,3 25 20
21 8 1,6 5,6 3,4 26 21
22 7 1,3 5,3 3,1 30 28
23 8 1,4 5,4 3,2 25 29
Практическая работа №4
«Исследование конструкции и параметров башенного крана»
Цель работы: изучить и исследовать конструкцию, параметры и рабочие процессы башенных кранов.
Общая характеристика башенных кранов
В строительстве широко распространены башенные краны на рельсовом ходу. Они применяются для монтажных и погрузо-разгрузочных работ в пределах строительных площадок.
Башенные краны (рис. 5) представляют собой поворотные краны со стрелой, закрепленной в верхней части вертикально расположенной башни.

Рисунок 8 – Конструктивные типы кранов: а – с поворотной башней и подъемной стрелой; б – с неповоротной башней и балочной стрелой; 1 – крюковая подвеска; 2 – стрела; 3 – оголовок; 4 – кабина; 5 – распорка; 6 – башня; 7 – канаты; 8 – противовес; 9, 10, 19 – лебедки; 11 - механизм поворота; 12 – поворотная платформа; 13 – опорно-поворотное устройство; 14 – балласт; 15 – ходовая рама; 16 – ходовая тележка; 17 – грузовая тележка (каретка); 18 – противовесная консоль.
Краны выполняют следующие движения: подъем груза, изменение вылета (т.е. изменение положения крюковой подвески 1 относительно оси вращения крана), поворот и передвижение крана. Сочетание этих движений позволяет подавать груз в любую точку строящегося здания, обслуживать территорию склада, разгружать материалы с транспортных средств. В основном распространены башенные краны с поворотной башней (с подъемными и балочными стрелами).
Башни 6 представляют собой жесткую пространственную или трубчатую конструкцию, установленную вертикально на поворотной платформе 12, а последняя опорно-поворотным устройством 13 соединяется с ходовой рамой 15. В верхней части башни крепится стрела 2 удерживаемая в нужном положении стреловым полиспастом и лебедкой 9 или 10 и канатом 7.
На поворотной платформе 12 установлены грузовая 10 и стреловая 9 лебедки, механизм поворота башни 11 и противовес 8.
Башня, оголовок 3 и распорка 5 служат для крепления стрелы в заданном положении. Распоркой отводятся стреловые и грузовые канаты от башни с целью ее разгрузки от изгиба при подъеме краном груза. Краны передвигаются за счет приводных ходовых тележек 16. Краны с балочной стрелой имеют грузовую тележку 17. Вылет изменяется ее перемещением по поясам неподвижно закрепленной стрелы.
К основным техническим параметрам кранов относятся (рис. 6): грузовой момент М – произведение грузоподъемности крана Q на соответствующий вылет L, тм; грузоподъемность Q – максимально допустимая масса рабочего груза, на подъем которого рассчитан кран. Включает в себя также массу съемных грузозахватных органов – грейфера, строп, траверс, - за исключением массы крюковой подвески. Грузоподъемность крана зависит от вылета. Эта зависимость выражается графически (рис. 6, в) и называется грузовой характеристикой; вылет L – расстояние по горизонтали от оси вращения поворотной части крана до вертикальной оси порожней крюковой подвески; высота подъема Н – расстояние по вертикали от уровня стоянки крана до грузозахватного органа, находящегося в верхнем рабочем положении. Высота подъема зависит для кранов с подъемной стрелой от вылета (рис. 6, г); глубина опускания h – расстояние по вертикали от уровня стоянки крана до грузозахватного органа, находящегося в нижнем рабочем положении; задний габарит l – наибольший радиус поворотной платформы со стороны, противоположной стреле. От величины заднего габарита зависит удаление А кранового пути от возводимого здания (Amin=l+700…1000 мм); кинематические параметры – скорость подъёма и опускания груза Vn, скорость передвижения крана Vд (грузовой те-лежки –VТ), частота вращения n поворотной части крана; весовые пара-метры – конструктивная масса (масса крана без противовеса и балласта), нагрузка от колеса на рельс.
Каждая модель крана имеет обозначение (марку), в котором учитывается назначение, основные конструктивные признаки и грузовые характеристики, например КБГ-160 – кран башенный для гидротехнического строительства с грузовым моментом 25 т•м, с поворотной башней. Марки некоторых кранов построены по другому принципу: например, МСК-10-20 – мобильный складывающийся кран грузоподъемностью 10 т и с вылетом 20 м; БКСМ-5-5 – башенный кран самомонтирующийся грузоподъемностью 5 т для 5-этажного строительства.

Рисунок 9 – Параметры башенных кранов: а - с поворотной башней и подъемной стрелой; б - с неповоротной башней и балочной стрелой; в – грузовая характеристика; г – высотная характеристика.
Сменную эксплуатационная производительность крана определяют по формуле
Псм=T×Пчэ=60×T×Q×Kг×Kвtц,где Т – продолжительность смены, ч;
ПЧЭ- эксплуатационная часовая производительность;
Q - грузоподъемность крана на данном вылете, т;
Кг = 0,6-0,7 – коэффициент использования крана по грузоподъемности;
Кв=0,8-0,9 – коэффициент использования крана по времени в течение смены;
tц– продолжительность рабочего цикла крана, мин.
Под рабочим циклом понимается комплекс операций, которые кран выполняет с начала его загрузки грузом до начала очередной загрузки (застроповка груза, подъем груза, перемещение, опускание и установка груза, расстроповка, возврат крана в исходное положение):
tц=tм+tр,где tм. – продолжительность машинных операций, мин.; tp – продолжительность ручных операций.
tm=2,5 HVП+2 (1тVт+1дVд+n1n)×KсовГде: 2,5 – коэффициент, учитывающий подъем и опускание груза на высоту H, а также уменьшение скорости его перемещения в начале подъема и при посадке. При возведении сооружения в котловане его величина принимается равной 1,2;
H – высота подъема (опускания) груза, м;
Vп – скорость подъема (опускания) груза, м/мин (прилож. 2);
1т – длина перемещения грузовой тележки или проекции головного блока стрелы при изменении вылета (прилож. 1);
Vт – скорость изменения вылета, м/мин (прилож. 2);
1д – длина перемещения крана, м (прилож. 1);
Vд – скорость перемещения крана, м/мин (прилож. 2);
n1 – количество оборотов крана за цикл (прилож. 1);
n – частота вращения крана, об/мин (прилож. 2)
Kсов – коэффициент, учитывающий совмещение операций при работе крана, равен 0,7.
Повышения производительности крана добиваются путем уменьшения продолжительности рабочего цикла. Для этого выполняют одновременно (совмещают) ряд операций. Например, подъем (опускание) груза и поворот крана. При этом груз при повороте крана должен быть на безопасной высоте (например, при монтаже зданий расстояние между низом монтируемого элемента и горизонтальной поверхностью монтажного горизонта равно 0,5-2,0 м). Места складирования груза располагают так, чтобы угол поворота стрелы был небольшим, не более 90-120о. Пустую крюковую подвеску опускают на повышенной скорости. Грузы небольшой массы можно поднимать с большей скоростью многоскоростными лебедками. Поднимать груз на данном вылете следует в два приема. Сначала его поднимают на высоту 20-30 см (в таком положении проверяют подвеску, устойчивость крана, надежность работы тормозов), а затем на нужную высоту. При подъеме груза грузозахватное устройство должно находиться непосредственно над грузом.
Контрольные вопросы:
1. Дайте определение производительности.
2. Назовите основные размерные параметры башенного крана.
3. Назовите основные кинематические параметры башенного крана.
4. Назовите весовые параметры крана.
5. Дайте определение вылета крана.
6. Дайте определение высоты подъема груза.
7. Почему башенный кран имеет переменную по вылету грузоподъем-ность?
8. Дайте определение грузоподъёмности.
9. Сформулируйте преимущества башенного крана с балочной стрелой перед краном с подъемной стрелой.
10. Назначение противовеса и балласта на башенном кране.
Приложение 2
Данные для расчета производительности башенного крана
Вариант 1т, м 1д, м n1, об tp, мин Kв
1 14 16 0,4 4 0,85
2 15 17 0,3 7 0,8
3 16 8 0,2 5 0,85
4 13 9 0,5 3 0,85
5 10 10 0,6 6 0,9
6 22 12 0,4 7 0,8
7 12 12 0,3 6 0,85
8 14 13 0,8 9 0,8
9 11 14 0,7 7 0,9
10 15 12 0,5 10 0,85
11 8 18 0,4 5 0,9
12 16 20 0,5 8 0,85
13 13 25 0,3 8 0,85
14 12 22 0,6 5 0,85
15 15 19 0,7 6 0,9
16 7 21 0,5 9 0,8
17 11 24 0,4 8 0,85
18 14 14 0,7 4 0,9
19 13 17 0,8 3 0,85
20 9 12 0,6 7 0,85
Приложение 3
Параметры основных моделей башенных кранов
Кран Q, т, L,м H, м. Скорость подъема (опускания), м/мин Скорость изменения вылета Скорость перемещения крана Частота вращения крана, n.
ВК -1000 50-16 12,5-45,0 88 10 6 12 0,2
КВ-602 25-10 16-35 72 5-120 8 12 0,3
КВ-674-0 25-10 4-35 46 10-18 4,8 13 0,6
КВ-674-4 25-6,3 4-35 70 17-100 4,8 13 0,6
КВ-674-3 12,5-5,6 3,5-50 59 35-100 4,8 13 0,6
КВ-504 10-6,2 25-40 77 35-100 9,2 18 0,6
КВ-405-1 10-7,5 13-25 58 33-108 8 30 0,6
КВ-308 5-3,2 4,5-25 42 18-54 8 18 0,6
Практическая работа№5
«Изучение конструкции и оценка эффективности параметров щековой дробилки»
Цель работы:
1. Ознакомиться с устройством щековых дробилок.
2. Определить параметры щековых дробилок при заданных условиях работы.
3. Сделать ситовый анализ продукта дробления.
Последовательность выполнения работы
1. Изучить устройство щековой дробилки со сложным движением щеки, начертить схему.
2. Замерить основные параметры.
3. Определить предельную величину степени дробления дробилки.
4. Определить число оборотов эксцентрикового вала дробилки.
5. Определить производительность и расход мощности.
6. Провести ситовый анализ.
Описание щековой дробилки
Щековые дробилки служат для крупного и среднего дробления прочных пород. Каменный материал раздавливается между подвижными щеками, образующими клиновидную камеру дробления. Благодаря такой форме камеры куски материала располагаются по высоте камеры в зависимости от их крупности: более крупные сверху, менее крупные внизу. При сближении щек (ход сжатия) куски материала раздавливаются, при отходе подвижной щеки (холостой ход) куски камня продвигаются вниз под действием силы тяжести или выходят из камеры дробления, если их размеры стали меньше наиболее узкой части камеры, называемой разгрузочной щелью.
Особенность устройства заключается в том, что подвижная щека дробилки со сложным движением щеки верхней частью надета непосредственно на эксцентриковый вал. Изменение размера разгрузочной щели производится специальным регулировочным винтом (рис. 7).

Рисунок 10 – Схема щековой дробилки со сложным движением щеки.
Основные параметры дробилки приведены в таблице 1.
Таблица 1 – Основные параметры дробилки
Наименование параметра Обозначение параметра Размерность
Ширина загрузочного отверстия B мм
Высота камеры дробления H мм
Ход щеки S мм
Размер загрузочной щели
Минимальный Lminмм
Максимальный Lmaxмм
Угол захвата
При Lminград.
При Lmaxград.
Диаметр шкива электродвигателя Dдвмм
Диаметр шкива дробилки Dдрмм
Число оборотов вала электродвигателя nдв об/мин
Угол захвата дробилки рассчитывается по зависимости
α=arctgB-(L+s)H,где B - ширина загрузочного отверстия при максимальном отходе подвижной щеки, мм;
H - высота камеры дробления, мм;
l + s – ширина разгрузочной щели, мм. Величина угла захвата определяется при lmin и lmax.
Определение предельной величины степени дробления дробилки
Предельная величина степени дробления определяется по формуле
m=Dmaxdmax,где Dmax - максимальный размер загружаемого камня, мм. Величина его составляет 85 % от ширины загрузочного отверстия; dmax - максимальный размер кусков готового продукта, полученного при работе дробилки с разгрузочной щелью, отрегулированной до lmin.
Размер камня определяется как среднее арифметическое длины, ширины и высоты куска.
Определение оптимального числа оборотов эксцентрикового вала дробилки аналитически производится по формуле
n0=600tgαS, об/минСравнивая оптимальную расчетную и действительную скорости вращения вала дробилки, можно сделать вывод о правильности выбора привода дробилки. Определим средняя крупность кусков в исходном материале Dср
Dср=0,5Dmax,где Dmax - максимальная крупность камня в исходном материале.
Контрольные вопросы
1. Чем ограничивается максимальный размер загружаемого в дро-билку камня?
2. По какой траектории движется дробящая плита дробилки?
3. От чего зависит оптимальное число оборотов эксцентрикового ва-ла?
4. Как изменяются производительность и мощность дробилки от размера разгрузочной щели?
5. На что указывает выпуклая, вогнутая или прямолинейная форма кривой ситового анализа?
Приложение 4
Исходные данные для щековой дробилки
Вариант B H S lminlmax1 1400 3850 700 120 180
2 250 690 100 25 60
3 250 690 100 25 60
4 400 1100 200 40 90
5 365 1000 180 25 60
6 400 1100 200 40 90
7 590 1600 280 75 130
8 540 1500 270 55 90
9 590 1600 280 75 130
10 880 2400 400 97 163
11 880 2400 400 95 165
12 250 690 100 20 80
13 1500 4100 700 120 220
14 1170 3200 550 115 195
15 880 2400 400 100 195
16 150 400 75 15 45
17 250 690 120 20 60
18 1400 3850 700 120 180
19 250 690 100 25 60
20 250 690 100 25 60
21 400 1100 200 40 90
22 365 1000 180 25 60
Практическая работа №6
«Самоходные стреловые краны. Индексация»
Цель работы: Практическое изучение конструкции самоходных стреловых кранов, их основных подсистем с использованием натурных образцов, плакатов и рекомендуемой литературы, а также изучение вопросов самоходных стреловых кранов, их классификации и индексации: основных параметров и производительности.
Оформление отчета: Пользуясь информацией по вопросам, указанным в разделе 1, студент выполняет эскизы и рисунки из методических указаний, заполняет спецификации и отвечает на поставленные вопросы. Завершают отчёт выводы по установленной форме.

Схема 1 - Система индексации самоходных стреловых кранов

Рисунок 11 - Кран КС-4361А Спецификация: 1 – привод; 2 – кабина; 3 – стрела; 4 – крюковая подвеска; 5 – выносные опоры; 6 – ходовое устройство. Индекс крана: КС - кран стреловой самоходный; 4 - грузоподъёмностью 16 т; 3 - пневматический; 6 - с гибкой подвеской; 1 - первая модель; А - модернизация.
.
Рисунок 12 - Кран КС-2561
Спецификация: 1 – ходовое устройство; 2 – ходовая рама; 3 – выносная опора; 4 – опорно-поворотное устройство; 5 – противовес; 6 – поворотная рама; 7 – лебёдка; 8 – кабина; 9 – блок ограничения грузоподъёмности; 10 – оголовок стрелы; 11 – стрела; 12 – крановая подвеска; 13 – стреловая опора; 14 – стреловой полиспаст; 15 – грузовой полиспаст. Индекс крана: КС - кран стреловой; 2 - грузоподъёмность 6,3 т; 5 – на базе автомобиля; 6 - с гибкой подвеской; 1 - первая модель.

Рисунок 13 - Кран КС-2571. Спецификация: 1 – грузовой полиспаст; 2 – блок ограничения грузоподъёмности; 3 – стрела; 4 – стреловой полиспаст; 5 – гидроцилиндр; 6 – лебёдка (грузовая с гидроприводом); 7 – поворотная платформа; 8 – опорно-поворотное устройство; 9 – кабина; 10 – поворотная рама; 11 – гидравлические выносные опоры; 12 – ходовое устройство (шасси); 13 – крюковая подвеска. Индекс крана: КС - кран стреловой; 1 - первая модель; 2 - грузоподъёмность 6,3 т; 5 - по массе автомобиля; 7 - с жёсткой подвеской.
.
Рисунок 14 - Кран КС-3571. Спецификация: 1 – выдвижной гидроцилиндр; 2 – гидроцилиндр подъёма стрелы; 3 – гидромотор поворота; 4 – редуктор поворота платформы; 5 – редуктор лебёдки; 6 – корпус редуктора; 7 – барабан; 8 – гидромотор грузовой лебёдки; 9 – опорно-поворотное устройство; 10 – гидронасос; 11 – редуктор отбора мощности; 12 – силовая установка (двигатель). Индекс крана: КС - кран стреловой; 3 - грузоподъёмность 10 т; 5 - по массе автомобиля; 7 - с жёсткой подвеской; 1 - первая модель.

Рисунок 15 - Грузовая лебедка крана КС-3562. Спецификация: 1 – вторичный вал редуктора; 2 – жёсткая муфта; 3 – барабан; 4 – корпус; 5 – гидромотор; 6 – муфта; 7 – тормоз; 8 – редуктор.
Определение производительности крана
П=Q•n•knp•kBP, т\ч,
где Q - номинальная грузоподъёмность крана;
n = 3600/То - число циклов в час;
То - продолжительность одного цикла;
knp - коэффициент использования крана по грузоподъёмности;
kBP - коэффициент использования крана по времени.
Контрольные вопросы:
1. Система индексации кранов.
2. Кинематика рабочих движений кранов.
3. Назначение конструктивных элементов кранов.
Приложение 5
Исходные данные для определения производительности кранов
Вариант Модель Q, т To, сKвKпр1 КС-3571416 354 0.75 0.8
2 КС-35714-2 17 368 0.75 0.74
3 КС-45717 22 374 0.75 0.5
4 КС-45717-1 25 385 0.75 0.65
5 КС-5571732 395 0.75 0.58
6 КС-6973А 50 410 0.75 0.8
7 КС-8973 100 452 0.75 0.5
8 КС-35719-4 15 302 0.7 0.84
9 КС-4572А 16 310 0.75 0.84
10 КС-45719-1 20 320 0.75 0.6
11 КС-45721 22.5 365 0.75 0.65
12 КС-55713-1 25 385 0.75 0.68
13 КС-55715 30 395 0.75 0.74
14 КС-55729 32 390 0.75 0.85
15 КС-55721 36 400 0.75 0.87
16 КС-2561К 6.3 284 0.5 0.87
17 КС-2574 9 295 0.7 0.9
18 КС-35716 12.5 288 0.7 0.99
19 КС-35719-3 15 311 0.7 0.98
20 ДЭК-361 36 387 0.75 0.95
21 ДЭК-631А 63 485 0.75 0.74
22 МКГС-125.01 125 560 0.75 0.56
23 МКТ-250 250 652 0.75 0.51
24 МКГС-300 300 680 0.75 0.5
25 КС-10976 160 468 0.75 0.54
Практическая работа №7
«Выбор основных параметров грузовой лебедки крана»
Цель работы: Изучение устройства реверсивной лебедки с электроприводом; ознакомление с деталями машин общего назначения и наиболее распространенными сборочными единицами грузоподъемных машин; освоение методики основных элементов и определяющих параметров грузоподъемных машин; на примере грузовой лебедки (рис. 13)
Исходные данные:
Работа выполняется по вариантам индивидуальных заданий (табл. 2)

1 – грузовой барабан; 2,5 – муфты; 3 – редуктор; 4 – тормоз; 6 – двигатель.
Рисунок 16 - Кинематическая схема лебедки

Рисунок 17 - Варианты схем полиспастов
Таблица 2 - Варианты индивидуальных заданий

вари-анта Грузо-подъемностьQ, кН Скорость
подъема груза V,
м ⁄ мин Высота подъема груза
H, м Продолжи-тельность включения ПВ,% № схемы
по рис.4.2
1 15 40 30 10 1
2 20 35 25 10 1
3 25 20 25 10 2
4 30 25 30 10 2
5 50 20 10 10 3
6 50 25 30 10 3
7 30 20 25 15 4
8 25 35 25 15 4
9 20 40 20 15 1
10 15 35 25 15 1
11 30 20 25 15 2
12 25 25 20 15 2
13 30 30 10 25 3
14 25 35 40 25 3
15 20 20 40 25 4
16 25 25 35 25 4
17 30 30 25 25 1
18 50 20 15 25 1
19 50 20 20 40 2
20 30 25 30 40 2
21 30 25 20 40 3
22 50 20 10 40 3
23 25 20 20 40 4
24 15 30 30 40 4
25 15 15 20 40 1
2. Методика и последовательность выполнения работы.
2.1 Определение усилий в канате механизма подъема
, кН
где i– передаточное число или кратность полиспаста;
η– общий КПД полиспаста (зависит от количества блоков m, конструкции полиспаста и КПД одного блока ηбл = 0,96…0,99; η = ηблm , m – количество блоков);
q– вес крюковой подвески (q = 0,33Q), кН;
a– коэффициент сдвоенности (a = 1 при простом полиспасте, a =2 при сдвоенном).
Наибольшее допустимое разрывное усилие в канате: R=Skп
где kп – коэффициент запаса прочности, принимаемый для грузовых канатов лебедок с машинным приводом:
ПВ,% 10 15 25 40 40
kn4,5 5,0 5,5 6,0 9,0
Режим работы самый легкий легкий средний тяжелый особо тяжелый
По найденному разрывному усилию выбираем канат, исходя из данных, приведенных в табл. 3. Разрывное усилие каната должно быть ≥ R . В отчет вносятся основные характеристики каната: тип каната, диаметр (мм), расчетный предел прочности проволочек при растяжении (МПа), разрывное усилие (кН), выполняется эскиз выбранного каната, т.е. поперечное сечение и схема свивки.
Таблица 3 - Канаты ЛК-Р по ГОСТ 2688 – 80
Диаметр каната,
мм Масса 100 мканата,
кг Временное сопротивление разрыву материала проволок каната, МПа
1470 1568 1764 1960
Разрывное усилие каната, кН
1 2 3 4 5 6
4,1 64,1 - - 9,75 10,85
4,8 84,4 - - 12,85 13,90
5,1 95,5 - - 14,60 15,80
5,6 116,5 - 15,8 17,80 19,35
6,9 176,6 - 24,0 26,30 28,70
8,3 256,0 - 34,8 38,15 41,60
9,1 305,0 - 44,51 45,45 49,60
9,9 358,6 - 48,85 53,45 58,35
11,0 461,6 - 62,85 68,80 75,15
12,0 527,0 - 71,25 78,55 85,75
13,0 596,6 76,19 81,25 98,00 97,00
14,0 728,0 98,85 98,95 108,00 118,00
15,0 844,0 107,00 114,50 125,55 137,00
16,5 1025,0 130,00 139,00 152,00 166,00
18,0 1220,0 155,00 166,00 181,50 198,00
19,5 1405,0 179,50 191,00 209,00 228,00
21,0 1635,0 208,00 222,00 243,50 265,50
2.2 Определение основных размеров барабана и блоков.
Наименьший допустимый диаметр барабана для негладких барабанов измеряется по днуканавки:
Dб=dк(e-1),
где dк – диаметр каната, мм;
e – коэффициент, зависящий от режима работы механизма.
ПВ, % 10 15 25 40 40
e 15 20 25 30 30
Диаметр Dб округляется в большую сторону до величины кратной 50 мм. Эта же формула применяется при выборе блоков.
Длина каната, наматываемого на барабан: l=H i a, м
В грузовых лебедках, как правило, навивка каната на барабан производится в один слой, на поверхности барабана делается нарезка.
Необходимое число витков этой нарезки:

где D= Dб;, d= dк.
Пять витков добавляют из условия, чтобы при полностью опущенном крюке на барабане осталось не менее чем 1,5 запасных витка, остальные 3 -4 витка необходимы для закрепления каната.
Длина нарезной части барабана: L=Zt мм
где t – шаг навивки, зависящий от диаметра каната, мм.
t= dк +(1.5...2) мм
Соотношение размеров барабана должно удовлетворять условию:
L/ Dб =1...3
При невыполнении этого условия нужно произвольно увеличить величину Dб и получить новые значения L и Z, добиваясь выполнения заданного условия.
2.3 Выбор элементов привода
В соответствии с вариантом полиспаста определяется скорость каната, навиваемого на барабан:
Vк=V i , м/мин
Необходимая скорость вращения барабана определяется выражением:
nб=Vк / π(Dб+dк), об/мин
Необходимое расчетное передаточное число редуктора определяется соотношением:
ipp = nд / nб,
где nд – частота вращения вала электродвигателя.
Электродвигатели, используемые в грузовых лебедках, имеют различные частоты вращения вала nд например, 1500, 1000 и 750 об ⁄мин. Для более точного подбора передаточного числа типового редуктора ipТ определяем три возможных расчетных значения ipp, Из табл. 5 выбирают значения передаточного числа ipТ, наиболее близкое к одному из трех расчетных значений и исполнение редуктора.
Таблица 4 – Передаточные числа редукторов типа РМ.
Передаточное число 48,56 40,17 31,50 23,34 20,49 15,75 12,64 10,35 8,23
Исполнение редуктора 1 2 3 4 5 6 7 8 9
Число зубьев шестерен 1 пары 11 13 14 18 20 22 26 30 35
88 86 85 84 79 77 73 69 64
2 пары 14 14 16 16 16 18 18 18 18
85 85 83 83 83 81 81 81 81
Мощность электродвигателя в установившемся режиме определяем формулой:
, кВт
где η0 – общий КПД механизма подъема груза при использовании редукторов типа ,
Исходя из выбранной частоты вращения вала электродвигателя по табл. 4 определяют тип электродвигателя мощностью ≥ Nд.
Таблица 5 - Характеристика электродвигателей (ГОСТ 19523 – 81Е)
Тип Мощность (кВт) при частоте вращения, об ⁄мин Тип Мощность (кВт) при частоте вращения, об ⁄мин
1500 1000 750 1500 1000 750
1 2 3 4 5 6 7 8
4АА56А 0,12 - - 4А112МБ - 4,0 3,0
4АА56В 0,18 - - 4А132 7,5 5,5 4,0
4АА63А 0,25 0,18 - 4А132М 11,0 7,5 5,5
4АА63В 0,37 0,25 - 4А160 15,0 11,0 7,5
4А71А 0,55 0,37 - 4А160М 18,5 15,0 11,0
4А71В 0,75 0,55 0,25 4А180 22,0 - -
4А80А 1,1 0,75 0,25 4А180М 30,0 18,5 15,0
4А80В 1,5 1,1 0,55 4А200М 37,0 22,0 18,5
4А90А 2,2 1,5 0,75 4А200 45,0 30,0 22,0
4А90В - - 1,1 4А220М 55,0 37,0 30,0
4А100А 3,0 2 - 4А250 75,0 45,0 37,0
4А100В 4,0 2,2 1,5 4А250М 90,0 55,0 45,0
По табл. 6 подбираю типовой редуктор, сообразуясь с частотой вращения выходного вала, мощностью выбранного двигателя и исполнением редуктора. Выбор марки редуктора проводят в следующем порядке. В вертикальном столбце, соответствующем выбранному из табл. 4 исполнению редуктора, выбирается типовое значение мощности редуктора, величина которого ≥ Nд. При превышении допустимого значения скорости вращения электродвигателя выбирается редуктор с характеристиками, указанными в расположенной ниже строке, для которой nд не превышает допустимого значения.
В отчет вносится марка редуктора и его характеристика(параметры).
Таблица 6 - Технические характеристики цилиндрических редукторов
Марка реду-ктораМаксимально допустимая частота ведущего вала, об/мин Исполнение редуктора
I II III IV V VI VII VIII IX
Мощность на ведущем валу, кВт
1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11
РМ-250 600
750
1000
1250
1500 1
1.3
1.6
1.9
2.1 1.2
1.5
2.1
2.3
2.5 1.6
1.9
2.3
2.6
2.7 2.5
2.7
3.1
3.5
3.7 2.2
3.1
3.5
4
4.4 3.1
3.5
4
4.5
4.8 3.7
4
4.8
5.3
5.5 4.2
4.8
5.4
5.7
6.1 4.9
5.4
5.9
6.4
6.7
РМ-350
600
750
1000
1250
1500 2.4
3
4
4.9
5.8 2.9
3.6
4.8
5.8
6.8 4.1
5
6.5
7.8 9.3 5.4
6.5
8.3
9.9
11.3 6
7.1
9.2
11.2
12.9 8.1
9.7
12.1
14
15.7 9.7
11.4
14
15.4
18.2 11.3
13.2
15.7
18.1
21 13.3
15.2
18.6
21.5
23.5
РМ-400 600
750
1000
1250
1500 3.9
4.5
5
6.4
7 5
5.7
7
8
8.6 5.5
6.6
7.9
8.7
9.4 8.1
9.1
10.1
11.8
13 9.3
10.4
11.7
13.5
14.7 10.4
11.5
13.4
15.2
16.4 12.4
13.6
16.2
17.2
18.6 14.1
15.6
18.3
19.8
20.5 16.6
18.3
19.7
21.5
22.5
РМ-500 600
750
1000
1250
1500 8.1
10.1
12.7
14.7
16.3 9.7
12
15.7
18.5
20 12.9
15.1
18.1
20.5
20.5 17.6
21
24.5
27.5
32 19.8
24
27.5
31
34.5 24.5
27
31
35
38 29.5
32
37.5
41.5
43.5 33
37
42
44.5
47.5 38
42.5
46
49.5
52.5
РМ-650 600
750
1000
1250
1500 17.9
20.5
25
28.5
32 22.5
26
31.5
35.5
38.5 25.5
29
35.5
39.5
42 36.5
41
48
53.5
60 42
47.5
56
63.5
70 47.5
53
60
68.5
74 57
62
73
80
- 65
73
83
83.5
- 75
83
90
-
-
РМ-750 600
750
1000
1250
1500 28
34.5
44
51
56 33.5
41
54
64
69 44
52
63
70
75 61
73
85
95
104 68
83
94
108
118 84
93
106
120
130 100
110
130
142
- 112
128
146
-
- 131
146
-
-
-
РМ-850 600
750
1000
1250
1500 38.5
47.5
63
78
90 46
57
75
91
106 63
77
100
111
119 82
101
129
150
162 94
114
141
171
- 125
151
168
-
- 150
174
205
-
- 175
205
-
-
- 210
230
-
-
-
2.4 Определение действительной скорости подъема груза
В связи с тем, что значение передаточного числа редуктора не совпадает с расчетным значением, действительная скорость подъема груза Vгр будет отличаться от заданной. Расчет производится в следующей последовательности.
Определяется действительная скорость вращения барабана:
nб' = nд / iрТ ,об/мин.
Действительная скорость каната: Vк' = nб' π (Dб+dк) м/мин
Действительная скорость подъема груза: Vгр' =Vк' / i ,м/мин
2.5 Определение параметров и выбор тормоза.
Наибольший момент, возникающий на тормозном валу подъемного механизма при торможении спускающего груза, может быть подсчитан без учета динамического момента по формуле:
M = (Q+q) Dб η0 / 2 in iрТ , НмРасчетный тормозной момент: MТ ≥ M β, Нмгде β – коэффициент запаса тормозного момента, зависящий от режима работы.
ПВ, % 10 15 25 40 40
β 1,25 1,5 1,75 2,0 2,5
По расчетному тормозному моменту из табл. 4.6 и 4.7 выбирается тип тормоза.
Таблица 7 - Тормоза с короткоходовым электромагнитом
Тип тормоза Тормозной момент, НмДлина рычага, мм Ширина колодки, Вк , мм Диаметр тормозного шкифа Dт, мм
l 1 l 2 ТКТ-100
ТКТ-200/100
ТКТ-200
ТКТ-300/200
ТКТ-300 20
40
160
240
500 100
205
205
430
430 70
135
135
190
190 70
90
90
140
140 100
100
200
200
300
Таблица 8 - Тормоза с электрогидротолкателем.
Тип тормоза Тормозной момент, НмДлина рычага, мм Ширина колодки, Вк, мм Диаметр тормозного шкифа Dт, мм
l 1 l 2 ТКТГ-200
ТКТГ-300
ТКТГ-400
ТКТГ-500
ТКТГ-600 300
800
1500
2500
5000 205
330
525
665
800 135
190
250
315
380 90
140
180
200
240 200
300
400
500
600
Контрольные вопросы:
1. Устройство и назначение лебедки.
2. Редукторы, их назначение.
3. Маркировка канатов.
4. Назначение муфт и их классификация.
5. Назначение полиспастов, определение кратности.
6. Принципиальная схема колодочного тормоза.
7. Грузоподъемный механизм. Выбор каната лебедки.
8. Выбор электродвигателя.
9. Выбор редуктора.
10. Определение действительной скорости подъема груза.
Практическая работа №8
«Бульдозер»
Цель работы: Изучить принцип работы и назначение бульдозера. Произвести тяговый расчет и расчет производительности бульдозера
Исходные данные
Показатели Значение
Марка ДЗ-27
Базовый трактор Т-170.01
Общая масса, Т 14,66
Мощность двигателя, кВт 125
Номинальное тяговое усилие, кН 142
Транспортная скорость, м/с 2,89
Параметры отвала: длина, м 3,9
Высота, м 1,3
Угол захвата 63
Угол естественного откоса 48
Угол резанья 50
Коэффициент сопротивления движению 0,3
Коэффициент трения грунта о грунт 1
Коэффициент трения грунта о сталь 0,85
Объемная масса разрыхленного грунта, Кг/м3 1600
Удельное сопротивление грунта резанью, кН/м2 145
Глубина резанья, м 0,15
Скорость при резанье, м/с 0,85
Расстояние перемещения грунта, м 40
Длина планируемого участка, м 130
Число проходов при планировке грунта 6
Коэффициент разрыхления 1,4
Принцип работы и назначение
Бульдозеры представляют собой колесные или гусеничные тракторы, оборудованные отвалом с ножом и системой управления. Отвал является сменным оборудованием и при необходимости может быть замен отвалом кустореза, корчевателем-собирателем и т.п.

Рисунок 18 - Бульдозер ДЗ-27
1-отвал; 2-гидроцилиндры; 3-Трактор; 4- толкающий брус; 5-общий вид бульдозера

Рисунок 19 - Профиль отвальной поверхности бульдозера
Н+Нк – высота отвала с козырьком;  δ- угол резанья(50˚-55˚); ε – угол наклона отвала(70˚-90˚);  βк – угол установки козырька; а – длина прямой части отвальной поверхности; β – угол заострения; α – задний угол; R – радиус кривизны отвальной поверхности.
Тяговый расчет бульдозера
По условию сцепления значение номинальной силы тяги определяется по условию:
Тсц=1000*g*Gсц*φсцГде: Тсц- сила тяги по сцеплению, Н;  
g   - ускорение свободного падения, g=9,81м/с2; 
φсц- коэффициент сцепления ведущих колес с поверхностью качения (для гусеничных тракторов φсц=0,8-1,0).
Тсц=1000*9,81*14,66*0,9=1,3*105 Н
По мощности двигателя номинальная сила тяги равна:
Тн=(1000*Nmax*η)/(V(1-δв))
Где: Тн- номинальная сила тяги, Н;  
Nmax- эффективная мощность, кВт;
η- КПД трансмиссии, (0,85-0,90);
V – скорость движения машины при резании грунта, м/с δв- коэффициент буксирования (для гусеничных тракторов  = 0,07).
Тн=(1000*125*0,85)/(0,85(1-0,07))=1,3*105 Н
За расчетное значение номинального тягового усилия Тн принимают меньшее из сравниваемых величин Тн=1,3 *105 = Тсц=1,3*105, за расчетное принимаем Тн.
Полное сопротивление движению бульдозера состоит из ряда сопротивлений
W = W1+W2+W3+W4+W5
где: W – полное сопротивление движению бульдозера, Н;
W1 – сопротивление движению от резанья грунта;
W2 – сопротивление от перемещения призмы волочения грунта перед отвалом;
W3 – сопротивление от перемещения грунта вверх по отвалу;
W4 – сопротивление от перемещения грунта вдоль по отвалу;
W5 – сопротивление движению базовой машины.
Определяем сопротивление движению от резанья грунта
W1 = kp*B*h*sinϕ,
где: kp – удельное сопротивление лобовому резанью грунта, Н/м2
W1 = 145000×3,9×0.15×sin63˚ = 75579,63 H.
Определяем сопротивление движению бульдозера от перемещения призмы волочения грунта перед отвалом:
W2 = q*Gпр. * (f1±i) ×sinϕ,
где Gпр. – масса грунта в призме волочения, кг;    
f1 – коэффициент трения грунта о грунт;
 i –уклон местности в долях единиц.
W2 = 9.81*4224* 1,0 *sin63˚ = 36921,03 H
Gпр. = Qпр.×y = 2,64×1600 = 4224кг
где y – объемная масса грунта, кг/м3.
Сопротивление движению бульдозера от преодоления трения при перемещении грунта вниз по отвалу:
W3 = q*Gпр*f2*cos2δ*sinϕ,
где: f2 – коэффициент трения грунта о сталь.
W3 = 9.81×4224×0.85×cos250˚×sin63˚ = 12966,64 H
Сопротивление движению бульдозера от преодоления силы трения при перемещении грунта вдоль по отвалу:
W4 = q*Gпр*f1*f2×cosϕ,
W4 =  9,81*4224* 1,0*0,85*cos63=15990,37 Н
Сопротивление движению базовой машины:
W5 = q*Gдм*(f0±i),
где Gдм – масса бульдозера в рабочем состоянии, кг;
f0 – основное удельное сопротивление движению дорожной машины.
W5 = 9.81*14660*0.3= 43144,38 H.
Полное сопротивление движению бульдозера
W=75579,63+36921,03+12966,64+15990,37+43144,38=184602,05=1,8*105 Н
Т.к. W >Тсц, берем толщину 0,1 м.
W1=145000*3,9*0,1* sin63˚=50386,42 Н
W=50386,42+36921,03+12966,64+15990,37+43144,38=159408,84=1,6*105 Н
Т.к. W >Тсц, берем толщину 0,05 м.
W1=145000*3,9*0,05* sin63˚=25193,21 Н
W=25193,21+36921,03+12966,64+15990,37+43144,38=134215,63=1,3*105 Н
Т.к. W = Тсц, оптимальная толщина стружки 0,05 м.
Расчет производительность бульдозера
Эксплуатационная среднечасовая производительность бульдозера определяется объемом разработанного и перемещенного грунта в плотном теле, м3/ч.
П=3600×Vгр×Kу×Kн×KвТцгде Vгр - геометрический объем призмы волочения грунта впереди отвала, м3;
Vгр=B×H2×kп2tgφ×kpгде В, Н-соответственно длина и высота отвала, м;
ϕ - угол естественного откоса грунта в движении (ϕ=35−45 град);
kн - коэффициент наполнения геометрического объема призмы волочения грунтом (kн=0.85-1.05);
kр - коэффициент разрыхления грунта (kр=1,2-1,5);
kу - коэффициент, учитывающий влияние уклона местности на производительность (при работе на подъемах от 5% до 15% kу уменьшается от 0.67 до 0.4, при работе на уклонах от 5 до 15% kу увеличивается с 1.35 до 2.25);
kп - коэффициент, учитывающий потери грунта при транспортировке (kн=1-0.005*ln );
kв - коэффициент использования бульдозера во времени (kв=0.8-0.9);
Тц - продолжительность цикла, с
Тц=lpVp+lnVn+loVo+tnгде lp, ln и lo=lp+ln - длины соответственно участков резания, перемещения грунта и обратного хода бульдозера, м;
vp, vn и vo - скорости транспортировки при резании, перемещении грунта и обратном ходе, м/с;
tn - время на переключение передач в течение цикла (tn=15...20 c)
Резание грунта производится на скорости 2,5...4.5 км/ч.
Характерной особенностью бульдозера является отсутствие вмещающего органа - ковша. Бульдозер перемещает грунт в так называемой форме волочения.

Рисунок 20 – Схема призмы волочения
В начальный момент отвал врезается в грунт на максимальную глубину hmax, все тяговое усилие направлено на резание грунта. По мере продвижения бульдозера и накопления грунта перед отвалом, возрастает сопротивление движению машины. На преодоление этого сопротивления расходуется часть силы тяги трактора, поэтому для обеспечения баланса силы тяги и сил сопротивления необходимо уменьшить глубину резания грунта.

Рисунок 21 – Клиновая схема набора грунта бульдозером
hmax - максимальная глубина резания грунта в начальный момент, м;
hg - толщина стружки грунта, срезаемая бульдозером для поддерживания постоянного объема призмы волочения, м;
lp - длина участка резания, м:
При перемещении грунта, часть его теряется в боковые валики. Для восполнения этих потерь, с целью сохранения постоянного объема призмы волочения, бульдозер на всем пути транспортировки ln продолжает срезать стружку грунта толщиной hg. Это должно учитываться при расчете сил сопротивления.
Длина участка резания определяется по формуле
lp=VгрAгде А=В*h - площадь срезаемого слоя грунта, м2;
h=hmax+hg2где h - средняя толщина срезаемого слоя, м.
Максимальную глубину резания и толщина стружки определяется исходя из ранее полученных данных.
Таблица 9 Коэффициент призмы волочения КпрГрунт Отношение Н/В
0.15 0.3 0.35 0.4 0.45
связный 0.7 0.8 0.85 0.9 0.95 несвязный 1.15 1.2 1.25 1.3 1.5 Приложение 6
Исходные данные для расчета производительности бульдозера
Вариант Марка бульдозера Уклон местности (+ подъем,- спуск) Дальность перемещения грунта, м
1 ДЗ - 37А -20 20
2 ДЗ - 160 +6 60
3 ДЗ - 42Г -18 25
4 ДЗ - 109 - 1 +7 55
5 ДЗ - 25 -17 40
6 ДЗ - 110А - 2 +8 50
7 ДЗ - 42 - 1 -15 35
8 ДЗ - 124ХЛ +9 70
9 ДЗ - 60ХЛ -16 30
10 ДЗ - 24 +10 75
11 ДЗ - 35Б -5 25
12 ДЗ - 24 +15 80
13 ДЗ - 101А -3 30
14 ДЗ - 25 +3 85
15 ДЗ - 35С -6 90
16 ДЗ - 171.1 +13 35
17 ДЗ - 133 -19 40
18 ДЗ - 124ХЛ -11 150
19 ДЗ - 160 +2 95
20 ДЗ - 118 -9 100
21 ДЗ - 162 +4 65
22 ДЗ - 59ХЛ -7 125
23 ДЗ - 158УХЛ +14 150
24 ДЗ - 130 0 35
25 ДЗ - 109Б +12 30
26 ДЗ - 171.1.05 +11 45
27 ДЗ - 110А-1 -5 40
Практическая работа №9
«Скрепер»
Цель работы: изучить принцип работы и назначение скрепера, провести тяговый расчет и вычислить производительность по исходным данным.
Исходные данные
Наименование Значение
Марка скрепера ДЗ-111
Базовый трактор Т-4АП
Скорость движения вперед, км/ч 5,20
Скорость движения назад, км/ч 7,04
Мощность двигателя, кВт 96,0
Масса трактора, кг 7960
Масса скрепера, кг 3000
Коэф. сопр. движению трактора 0,18
Коэф. сопр. движению скрепера 0,07
Величина уклона +(-) 0,05
Объемная масса грунта, кг/м3 1500
Коэф. наполнения ковша 0,9
Удельное сопротивление грунта резанию, кН/м2 6,5×104
Ширина ковша, м 2,2
Глубина резания, м 0,2
Коэф. трения грунта о грунт 0,9
Удельное сопротивление наполнению ковша, Н/м2 7000
Коэф. разрыхления 1,3
Расстояние перемещения грунта, м 400
Эксплуатационная скорость, м/с 0,9
Принцип работы и назначение
Скрепер (рисунок 5) предназначен для послойной разработки грунта (I-IV кат.) его транспортировки на расстояние до 500÷800 м (самоходные до 5000 м) и укладки заданным слоем.
Рисунок 22 - Скрепер ДЗ-111
Рабочим органом скрепера является открытый спереди и сверху ковш (Рисунок 6). Набор грунта в ковш осуществляется за счет использования тягового усилия трактора при опущенном ковше, разгрузка - принудительная с помощью подвижной задней стенки при открытой заслонке.

Рисунок 23 – Схема ковша скрепера
Lк – длина ковша, Нк – высота ковша; Вк – ширина ковша; Нз – высота задней стенки (0,4…0,5Нк); - угол резания(35°)
Тяговое усилие трактора передается через сцепку, обеспечивающую свободный поворот скрепера по двум взаимно перпендикулярным осям, а шаровой шкворень, смонтированный в передке скрепера, обеспечивает поворот в вертикальной плоскости до 33°.
Срезание грунта производится ножами, установленными на ковше. При износе режущих кромок с одной стороны ножи могут после перестановки работать второй режущей кромкой.
Высыпанию грунта из ковша при транспортировании препятствует заслонка, которая при разгрузке открывается на величину, обеспечивающую полную разгрузку.
Гидросистема состоит из гидронасоса, распределителя, бака и трубопроводов, расположенных на тракторе, двух гидроцилиндров подъема и опускания ковша, двух гидроцилиндров подъема и опускания заслонки и одного гидроцилиндра выдвижения задней стенки.
Тяговый расчет скрепера
За расчетное положение принимаем момент окончания набора грунта. Суммарное сопротивление движению скрепера:
W = W1 + W2 + W3 +W4,
где:   W – полное сопротивление движению скрепера, Н;
W1 – сопротивление грунта резанию;
W2 – сопротивление перемещению призмы волочения;
W3 – сопротивление наполнению ковша грунтом;
W4 – сопротивление движению скрепера.
Сопротивление движению скрепера от резания грунта определяют по упрощенной формуле:
W1 = В × h × kр,
где:  В – ширина вырезаемой стружки грунта, равная ширине ковша, м;
h – средняя толщина стружки, м;
kр – удельное сопротивление любому резанию грунта, Н/м2.
W1 = 2,2 × 0,2× 65000 =28600 Н.
Сопротивление перемещению призмы волочения определяют по формуле:
W2 = g×kоп×В×Н2×γ׃2,
где:  kоп – коэф. объема призмы волочения перед заслонкой и ножом, kОП= 0,2 – 0,3;
Н – высота наполнения ковша, м. Принять Н = Нк.
Нк=α×VBkНк=0.9×4.52.2=1,36 мW2 = 9,81×0,2×2,2×(1,36)2×1500×0,7 = 8382,79 Н.
Сопротивление наполнению ковша грунтом W3 состоит из сопротивление силы тяжести поднимаемого грунта W’3 и сопротивление от трения грунта в ковше W”3.
W’3 = g×B×h×H×γ;
W”3 = g×B×H2×γ×x.
где: х – коэф. трения о грунт в ковше при наличии боковых стенок, для суглинистых грунтов х = 0,35 - 0,45; для глинистых – 0,25 – 0,3; для песчаных и супесчаных – 0,45 – 0,5.
W’3 = 9,81×2,2×0,2×1,36×1500 = 8805,46 Н.
W”3 = 9,81×2,2×(1,36)2×1500×0,45 = 26944,70 H.
W3 = W’3 + W”3 = 8805,46 + 26944,70 = 35750,16 Н.
Определяем сопротивление движению скрепера:
W4 = g×Gт×103×(ƒо±i) + g×(Gс+Gг)×103×(ƒо±i);
где: Gт, Gс, Gг – масса тягача, скрепера и грунта, т;
Gг = V × γ;
где:  V – геометрическая емкость ковша скрепера, м3;
Gг = 4,5 × 1500 = 6750 кг = 6,750 т.
W4=9,81×7960×(0,18+0,05)+9,81×(3000+6750)×(0,07+0,05) = 29437,85 Н.
W = 28600 + 8382,79 + 35750,16 + 29437,85= 102170,8 Н=1,0*105 Н
Номинальная сила тяги:
Тсц=1000*g*Gсц*φсцгде Тсц – сила тяги по сцеплению, Н;
φсц – коэффициент сцепления ведущих колес
Тсц=1000×9,81×10,960×0,9=96765,84 Н
По мощности двигателя номинальная сила тяги равна:
Тн=(1000*Nmax*η)/(V(1-δв))
где – ТН – номинальная сила тяги, Н;       
Nmax – эффективная мощность, кВт;
 η- КПД трансмиссии, (0,85-0,90);
V – скорость движения машины при резании грунта, м/с;
δв- коэффициент буксирования (для гусеничных тракторов = 0,07).
За расчетное значение номинального тягового усилия принимаем меньшее:
Тсц=0,96 *105 Н
W=1,0*105 Н > Тсц=0,96*105Н
Вывод: Силы тяги скрепера недостаточно для преодоления полного сопротивления движению скрепера, необходимо уменьшать толщину вырезаемой стружки грунта.
W1 = 2,2 × 0,15× 65000 =21450 Н.
W2 = 9,81×0,15×2,2×(1,36)2×1500×0,7 = 6287,1Н.
W'3 = 9,81×2,2×0,15×1,36×1500 = 6604,09 Н.
W''3= 9,81×2,2×(1,36)2×1500×0,45 = 26944,70 H.
W3 = W'3 + W''3= 6604,09 + 26944,70 = 33548,79Н.
W4 =9,81×7960×(0,18+0,05)+9,81×(3000+6750)× (0,07+0,05) = 29437,85  Н
W = 90723,74 Н
W=0,91*105Н < Тсц=0,96*105Н
Вывод: Силы тяги скрепера достаточно для преодоления полного сопротивления движению скрепера.
Производительность скрепера
Исходные данные для расчета производительности скрепера представлены в приложении 1
Продолжительность цикла определяется по формуле:
T=t1+t2+t3+t4, 
где t1-время на загрузку ковша скрепера при движении трактора на 1-й передаче;
t2-время рабочего хода скрепера;
t3-время разгрузки ковша скрепера;
t4-время холостого хода.
Определим время на загрузку ковша скрепера при движении трактора на 1-й передаче
t1=l1*kд/n1=3,6*25*1,5/3,2=43 с, 
3,6-коэффициент перевода км/ч в м/с;
kд=1,5-коэффициент, учитывающий дополнительное время на маневрирование скрепера;
l1-длина пути набора грунта, l1=25 м;
n1- скорость движения трактора на 1-ой передаче при наполнении скрепера, n1=3,2 км/ч.
Определим время рабочего хода скрепера:
t2=l2/n2=3,6*480*1,05/3,8=478 с,
3,6-коэффициент перевода км/ч в м/с;
kу=1,05-коэффициент, учитывающий время на замедление при переключении передач;
l2-длина пути гружёного скрепера, l2=480 м;
n2-скорость движения трактора на 2-ой передаче при рабочем ходе скрепера, n2 = 3,8 км/ч.
Определим время разгрузки ковша скрепера:
t3=l3/n3=3,6*12*1,5/3,2=21 с,
3,6-коэффициент перевода км/ч в м/с;
kд=1,5-коэффициент, учитывающий дополнительное время на маневрирование скрепера;
l3-длина участка разгрузки, l3=12 м;
n3-скорость движения трактора на 1-ой передаче при разгрузке скрепера, n3=3,2 км/ч.
Определим время холостого хода:
t4=l4/n4=3,6*480*1,05/5,2=349 с, 
3,6-коэффициент перевода км/ч в м/с;
ky=1,05-коэффициент, учитывающий время на замедление при переключении передач;
l4-длина холостого хода, l4=480 м;
n4-скорость движения трактора на 4-ой передаче при холостом ходу скрепера, n4=5,2 км/ч.
T=t1+t2+t3+t4=43+478+21+349=891 c, 
Техническая производительность скреперов определяется по формуле:
Пt=nqkн/kр, 
где n-число циклов за 1 час работы:
n=3600/Т=3600/891=4,04
где T-продолжительность цикла, T=891 c;
Пt=nqkн/kр=4,04*8*1,1/1,3=27,35 м3/ч,
где q-геометрическая вместимость ковша скрепера, q=8м3;
kн=1,1-коэффициент наполнения ковша грунтом;
kр=1,3-коэффициент разрыхления.
Эксплуатационная производительность скрепера:
Пэ=Пmkв=27,35*0,8=21,9 м3/ч, 
где kв-коэффициент использования скрепера по времени, kв=0,8.
Сменная производительность скрепера:
Пс=8Пэ=8*21,9=175,2 м3/ч, 
где 8-количество часов работы в смену.
Приложение 7
Исходные данные для расчёта производительности скрепера.
Вариант q, м3l1,мl2,мl3,мl4,мРазрабатываемый грунт
1 8 25 480 12 480 Суглинок
2 7 20 350 8 350 Глина
3 9 21 360 9 360 Песчаник
4 6 22 370 10 370 Супесь
5 5 23 380 11 380 Суглинок
6 10 24 390 13 390 Песчаник
7 11 26 400 15 400 Глина
8 12 15 410 7 410 Суглинок
9 8 16 420 5 420 Супесь
10 6 14 430 6 430 Супесь
11 5 15 440 8 440 Глина
12 4 17 450 12 450 Суглинок
13 3 18 460 10 460 Песчаник
14 4 20 470 13 470 Глина
15 5 25 500 12 500 Суглинок
Практическая работа №10
«Асфальтосмесительная установка»
Исходные данные
Исходные данные Значение
Марка ДС-168 ДС-185 ДС-1857У КДМ 201 КДМ 201М
Производительность, т/ч 130 56 64 80 110
Длина сушильного барабана, м 8 5,6 6 7,9 7,9
Диаметр сушильного барабана, м 2,2 1,4 1,46 1,78 1,78
Мощность, кВт 580 215 200 330 360
Принцип работы и назначение    
Асфальтосмесительная установка предназначена для приготовления холодных и горячих асфальтобетонных смесей с предварительным дозированием компонентов, их подготовкой, подачей, перемешиванием и кратковременного хранения готовых смесей.Рисунок 24 – Асфальтосмесительная установка ДС-168

Рисунок 25 – Лопастной смеситель периодического действия
Расчет массы замеса асфальтосмесительной установки
Массу замеса определяем по формуле:
mз=П×tц3600×квгде: П – производительность установки;     
tЦ – длительность одного цикла, ч;         
кВ – коэффициент использования смесителя по времени, принимаем равным 0,85.
Длительность цикла работы смесителя:       
tц=tз+tсм+tpгде: tз- время загрузки смесителя, принимаем равным 5 с;    
tсм    - длительность смешивания, принимаем равным 30 с;    
tp    - время разгрузки, принимаем равным 5 с. З
Определим фактическую длительность смешивания:
tф.см.=60nдlg0,03-lg⁡(1-iА)lg⁡(1-kоб),Где nд- действительная частота вращения лопастных валов, мин-1;
iА- относительная концентрация компонента в зоне действия одного из лопастных валов для неблагоприятного случая, принимаем равным 0;
kоб- коэффициент,, характеризующий поперечный обмен, принимается равным 0,04-0,05.
Определим действительную частоту вращения лопастных валов:
nд=(от 15,3 до16,5)×gRГде, R – радиус корпуса смесителя, м.
R=3mз10×ψ×β1×ρсмГде, ψ- коэффициент, характеризующий форму корпуса смесителя, принимается равным 0,7-1.4;
β1- коэффициент заполнения корпуса смесителя материалом, принимаем равным 1;
ρсм-плотность смеси, ρсм=1600-1700 кг/м3Массу замеса исходя из геометрических размеров смесителя определяют по формуле:
mз=V×β1×ρсм=S×lk×β1×ρсм≈10×R3×φ×β1×ρсмГде, S- площадь поперечного сечения рабочей части корпуса смесителей.
S=(2,854-2,933)R2φ-угол между горизонтальной линией и линией соединяющей ось вала со средней линией кромки днища. φ=40-500Межцентровое расстояние валов определяется по формуле:
aw=от 1,41 до1,53R
Рисунок 26 – Схема для определения параметров смесителя.
Мощность, необходимую для привода лопастных валов смесительного агрегата, в зависимости от массы замеса определяют по формуле:
при mз<1400 кг N=0,036×mзпри mз>1400 кг N=30+0,018×mз

Приложенные файлы


Добавить комментарий