Модернизация бульдозера-толкача на базе ДЗ-110
|
Введение
1. Технико-экономическое обоснование темы дипломного проекта 7
1.2 Анализ существующих конструкций бульдозеров 7
1.3 Патентный поиск 12
1.4 Выбор темы дипломного проекта 26
2. Тяговый расчет бульдозера 28
2.1 Исходные данные 28
2.1. Расчет и построение тяговой характеристики 29
2.2 Выбор основных параметров рабочего оборудования 43
2.3 Влияние угла установки толкающей плиты на сцепные качества бульдозера-толкача 48
2.4 Расчет гидравлического привода бульдозера 52
2.4.1 Описание гидравлической схемы бульдозера ДЗ-110 52
2.4.2 Подбор гидроцилиндров изменения угла резания 54
2.5 Расчет на прочность элементов рабочего оборудования 55
2.5.1 Расчет на прочность толкающего бруса 55
2.5.2 Расчет на прочность пальца крепления гидроцилиндра изменения
угла резания 60
2.6 Расчет амортизатора 62
2.6.1 Полное усилие, действующее на один раскос 63
2.6.2 Расчет количества упругих элементов 63
3. Проектирование технологического процесса изготовления детали 64
3.1 Анализ чертежей 64
3.2 Определение размера партии деталей и типа производства 64
3.3 Разработка технологического маршрута обработки заготовки 65
3.4 Расчет припусков 66
3.5 Выбор оборудования, приспособлений и инструмента 70
3.6 Определение режимов обработки заготовки 70
3.6.1 Режимы резания при токарно-черновой обработке 71
3.6.2 Режимы резания для шлифовальной обработки 76
3.6.3 Режимы резания для сверлильной операции 77
3.7 Определение нормы времени 79
3.7.1 Определение нормы времени токарно-черновой операции 79
4. Защита окружающей среды, охрана труда и техника безопасности 82
4.1 Звуковые колебания. Защита от шума 82
4.1.1 Характеристики звуков и действие их на организм 82
4.1.2 Шумовые характеристики машин 84
4.1.3 Средства и методы защиты от шума 85
4.1.4 Звукопоглощение, виброизоляция, демпфирование и средства индивидуальной защиты от шума 86
4.2 Действие вибрации на организм человека 88
4.3 Методы и средства вибрационной защиты 89
4.4 Виброизоляция автомобильных и тракторных двигателей. Расчет виброизоляции двигателя Д-160 89
4.5 Расчет выбросов загрязняющих веществ от работы бульдозера....92
4.6 Общие требования безопасности труда 99
4.6.1 Требования безопасности труда при производстве работ бульдозерами 100
4.7 Охрана окружающей среды 101
5. Расчет технико-экономических показателей проекта 103
5.1 Выбор базового варианта машины 103
5.2 Назначение и область применения новой технологии 103
5.3 Выявление конструктивных и эксплуатационных преимуществ новой
техники 104
5.3.1 Расчет производительности сравниваемых агрегатов 104
5.4 Определение капитальных вложений по базовой и новой техники 107
5.5. Определение годовой эксплуатационной производительности 108
5.5.1 Определение годового фонда времени работ 108
5.5.2 Определение годовой эксплуатационной производительности.. .110
5.6 Определение годовых текущих затрат 111
5.6.1 Определение годового фонда заработной платы 111
5.6.2 Определение амортизационных отчислений на полное восстановление 112
5.6.3 Определение годовых затрат на все виды ремонтов 112
5.6.4 Определение затрат на дизельное топливо 114
5.6.5 Определение затрат на гидравлическую жидкость 115
5.6.6 Определение затрат на смазочные и обтирочные материалы 115
5.6.7 Определение затрат на износ и ремонт оснастки 115
5.6.8 Определение затрат на перебазировку машины 115
5.7 Определение экономического эффекта 116
5.8 Определение основных удельных показателей 118
5.9 Определение дисконтированного экономического эффекта за период срока службы объекта 120
5.10 Определение срока окупаемости использования новой техники 121
5.11 Определение периода окупаемости 122
5.12 Рентабельность модернизации базовой техники 122
Заключение 123
Список литературы 125
1. Технико-экономическое обоснование темы дипломного проекта 7
1.2 Анализ существующих конструкций бульдозеров 7
1.3 Патентный поиск 12
1.4 Выбор темы дипломного проекта 26
2. Тяговый расчет бульдозера 28
2.1 Исходные данные 28
2.1. Расчет и построение тяговой характеристики 29
2.2 Выбор основных параметров рабочего оборудования 43
2.3 Влияние угла установки толкающей плиты на сцепные качества бульдозера-толкача 48
2.4 Расчет гидравлического привода бульдозера 52
2.4.1 Описание гидравлической схемы бульдозера ДЗ-110 52
2.4.2 Подбор гидроцилиндров изменения угла резания 54
2.5 Расчет на прочность элементов рабочего оборудования 55
2.5.1 Расчет на прочность толкающего бруса 55
2.5.2 Расчет на прочность пальца крепления гидроцилиндра изменения
угла резания 60
2.6 Расчет амортизатора 62
2.6.1 Полное усилие, действующее на один раскос 63
2.6.2 Расчет количества упругих элементов 63
3. Проектирование технологического процесса изготовления детали 64
3.1 Анализ чертежей 64
3.2 Определение размера партии деталей и типа производства 64
3.3 Разработка технологического маршрута обработки заготовки 65
3.4 Расчет припусков 66
3.5 Выбор оборудования, приспособлений и инструмента 70
3.6 Определение режимов обработки заготовки 70
3.6.1 Режимы резания при токарно-черновой обработке 71
3.6.2 Режимы резания для шлифовальной обработки 76
3.6.3 Режимы резания для сверлильной операции 77
3.7 Определение нормы времени 79
3.7.1 Определение нормы времени токарно-черновой операции 79
4. Защита окружающей среды, охрана труда и техника безопасности 82
4.1 Звуковые колебания. Защита от шума 82
4.1.1 Характеристики звуков и действие их на организм 82
4.1.2 Шумовые характеристики машин 84
4.1.3 Средства и методы защиты от шума 85
4.1.4 Звукопоглощение, виброизоляция, демпфирование и средства индивидуальной защиты от шума 86
4.2 Действие вибрации на организм человека 88
4.3 Методы и средства вибрационной защиты 89
4.4 Виброизоляция автомобильных и тракторных двигателей. Расчет виброизоляции двигателя Д-160 89
4.5 Расчет выбросов загрязняющих веществ от работы бульдозера....92
4.6 Общие требования безопасности труда 99
4.6.1 Требования безопасности труда при производстве работ бульдозерами 100
4.7 Охрана окружающей среды 101
5. Расчет технико-экономических показателей проекта 103
5.1 Выбор базового варианта машины 103
5.2 Назначение и область применения новой технологии 103
5.3 Выявление конструктивных и эксплуатационных преимуществ новой
техники 104
5.3.1 Расчет производительности сравниваемых агрегатов 104
5.4 Определение капитальных вложений по базовой и новой техники 107
5.5. Определение годовой эксплуатационной производительности 108
5.5.1 Определение годового фонда времени работ 108
5.5.2 Определение годовой эксплуатационной производительности.. .110
5.6 Определение годовых текущих затрат 111
5.6.1 Определение годового фонда заработной платы 111
5.6.2 Определение амортизационных отчислений на полное восстановление 112
5.6.3 Определение годовых затрат на все виды ремонтов 112
5.6.4 Определение затрат на дизельное топливо 114
5.6.5 Определение затрат на гидравлическую жидкость 115
5.6.6 Определение затрат на смазочные и обтирочные материалы 115
5.6.7 Определение затрат на износ и ремонт оснастки 115
5.6.8 Определение затрат на перебазировку машины 115
5.7 Определение экономического эффекта 116
5.8 Определение основных удельных показателей 118
5.9 Определение дисконтированного экономического эффекта за период срока службы объекта 120
5.10 Определение срока окупаемости использования новой техники 121
5.11 Определение периода окупаемости 122
5.12 Рентабельность модернизации базовой техники 122
Заключение 123
Список литературы 125
Особое место при механизации земляных работ занимают бульдозеры. Несмотря на быстрое развитие новых методов разработки грунтов и специализированных машин, механический способ их разрушения, копания и перемещения бульдозерами в ближайшем будущем останется наиболее эффективным в большинстве эксплуатационных условий, что объясняется относительной простотой конструкции бульдозеров, широкой сферой и универсальностью применения, высокой производительностью и низкой стоимостью единицы продукции.
Бульдозеры применяются в дорожном, железнодорожном, горнорудном- ном, мелиоративном и ирригационном строительстве. При помощи бульдозеров можно возводить насыпи, разрабатывать выемки, планировать и отделывать скаты, откосы и поверхности площадок, прокладывать и грубо профилировать дороги, разрабатывать и засыпать рвы, траншеи, котлованы и каналы, послойно разрабатывать легкие породы на открытых горных разрезах и удалять вскрышной слой грунта при добыче полезных ископаемых.
Перспективным направлением совершенствования бульдозеров является создание рабочих органов, обладающих свойствами широкой адаптации к внешним условиям и видам выполняемых работ, в том числе использования их в качестве толкающего оборудования.
В настоящем дипломном проекте бульдозер рассматривается в качестве трактора-толкача, который обеспечивает лучшее заполнение ковша скрепера (например, ДЗ-11П). Геометрическая вместимость ковша составляет 8 м3, а производительность необходимо рассчитать для базового и нового агрегатов.
Базовый (эталон) агрегат включает самоходный скрепер ДЗ-11П и трак¬тор-толкач на базе серийного бульдозера ДЗ-110.
Одним из главных экономических требований, предъявляемых при проектировании землеройно-транспортных машин (ЗТМ), является снижение себестоимости одного кубометра разрабатываемого грунта.
Выполнение данного требования непосредственно связано с повышением производительности, наибольшие резервы для повышения которой, прежде все-го, могут быть найдены в сокращении продолжительности рабочего цикла.
В рамках дипломного проекта рассмотрен вариант рабочего оборудования бульдозера-толкача, принцип адаптации которого реализуется в оптимизации угла наклона толкающей плиты.
Новый с новой толкающей плитой (обеспечивает догрузку толкача) и амортизаторами, установленными в подкосах бульдозерного отвала (сокращают время стыковки и увеличивают коэффициент одновременности работы двух тяговых агрегатов).
Бульдозеры применяются в дорожном, железнодорожном, горнорудном- ном, мелиоративном и ирригационном строительстве. При помощи бульдозеров можно возводить насыпи, разрабатывать выемки, планировать и отделывать скаты, откосы и поверхности площадок, прокладывать и грубо профилировать дороги, разрабатывать и засыпать рвы, траншеи, котлованы и каналы, послойно разрабатывать легкие породы на открытых горных разрезах и удалять вскрышной слой грунта при добыче полезных ископаемых.
Перспективным направлением совершенствования бульдозеров является создание рабочих органов, обладающих свойствами широкой адаптации к внешним условиям и видам выполняемых работ, в том числе использования их в качестве толкающего оборудования.
В настоящем дипломном проекте бульдозер рассматривается в качестве трактора-толкача, который обеспечивает лучшее заполнение ковша скрепера (например, ДЗ-11П). Геометрическая вместимость ковша составляет 8 м3, а производительность необходимо рассчитать для базового и нового агрегатов.
Базовый (эталон) агрегат включает самоходный скрепер ДЗ-11П и трак¬тор-толкач на базе серийного бульдозера ДЗ-110.
Одним из главных экономических требований, предъявляемых при проектировании землеройно-транспортных машин (ЗТМ), является снижение себестоимости одного кубометра разрабатываемого грунта.
Выполнение данного требования непосредственно связано с повышением производительности, наибольшие резервы для повышения которой, прежде все-го, могут быть найдены в сокращении продолжительности рабочего цикла.
В рамках дипломного проекта рассмотрен вариант рабочего оборудования бульдозера-толкача, принцип адаптации которого реализуется в оптимизации угла наклона толкающей плиты.
Новый с новой толкающей плитой (обеспечивает догрузку толкача) и амортизаторами, установленными в подкосах бульдозерного отвала (сокращают время стыковки и увеличивают коэффициент одновременности работы двух тяговых агрегатов).
Повышение эффективности и интенсификации рабочих процессов машин в значительной степени определяется эффективностью протекания процессов взаимодействия со средой соответствующих исполнительных органов.
Следует отметить, что на современном этапе развития научно¬технического прогресса определяющими направлениями повышения землеройных, строительных и дорожных машин являются сокращение трудовых затрат, снижение энергетических и материальных затрат на единицу конечного продукта и повышение качества выполняемых работ. К первоочередным проблемам относятся:
- повышение надежности, эргономических показателей и конкурентоспособности машин;
- гидрофикация, автоматизация и компьютеризация машин;
- увеличение размеров рабочих органов создание тяжелых машин большой единичной мощности и производительности;
- снижение себестоимости одного кубометра разрабатываемого грунта.
Повышение эффективности отдельных видов машин и их рабочих органов, а также перспективы использования для этого новых физических эффектов и достижений фундаментальных наук применительно к рассматриваемым машинам характеризуют следующие положения.
Совершенствование рабочих органов бульдозерных агрегатов осуществляется реализацией принципа адаптации рабочего органа к различным типам грунтов и видам работ.
Наиболее простым и достаточно эффективным решением является адаптация отвала с толкающей плитой (обеспечивает догрузку толкача) и амортизаторами, установленными в подкосах бульдозерного отвала (сокращают время стыковки и увеличивают коэффициент одновременности работы двух тяговых агрегатов).
В заключение следует подчеркнуть, что наряду созданием бульдозерного оборудования со свойствами адаптации важно разработать методику определения области рационального его использования в зависимости от прочностных
свойств грунта, дальности его транспортирования, коэффициента сопротивления перемещению и других параметров.
Следует отметить, что на современном этапе развития научно¬технического прогресса определяющими направлениями повышения землеройных, строительных и дорожных машин являются сокращение трудовых затрат, снижение энергетических и материальных затрат на единицу конечного продукта и повышение качества выполняемых работ. К первоочередным проблемам относятся:
- повышение надежности, эргономических показателей и конкурентоспособности машин;
- гидрофикация, автоматизация и компьютеризация машин;
- увеличение размеров рабочих органов создание тяжелых машин большой единичной мощности и производительности;
- снижение себестоимости одного кубометра разрабатываемого грунта.
Повышение эффективности отдельных видов машин и их рабочих органов, а также перспективы использования для этого новых физических эффектов и достижений фундаментальных наук применительно к рассматриваемым машинам характеризуют следующие положения.
Совершенствование рабочих органов бульдозерных агрегатов осуществляется реализацией принципа адаптации рабочего органа к различным типам грунтов и видам работ.
Наиболее простым и достаточно эффективным решением является адаптация отвала с толкающей плитой (обеспечивает догрузку толкача) и амортизаторами, установленными в подкосах бульдозерного отвала (сокращают время стыковки и увеличивают коэффициент одновременности работы двух тяговых агрегатов).
В заключение следует подчеркнуть, что наряду созданием бульдозерного оборудования со свойствами адаптации важно разработать методику определения области рационального его использования в зависимости от прочностных
свойств грунта, дальности его транспортирования, коэффициента сопротивления перемещению и других параметров.