Разработка рыхлителя бульдозера на базе трактора Т-330

Перечень чертежей:

1. Чертеж общего вида базовой машины – бульдозера на базе трактора Т-330 с рыхлителем и прямым поворотным отвалом (на формате А2) представлен в двух проекциях с указанием габаритных размеров и обозначением позиций деталей:

• Отвал;
• Раскос;
• Гидроцилиндр подъема;
• Базовый трактор;
• Кабина оператора;
• Рама базовой машины;
• Шарнир толкающей рамы;
• Толкающая рама;
• Рама рыхлителя;
• Зуб рыхлителя;
• Гидроцилиндр подъема рыхлителя;
• Шарнир рыхлителя

2. Сборочный чертеж рабочего оборудования бульдозера на базе трактора Т-330 - рыхлителя (А2) приведен с разрезами, с указанием посадок и обозначением позиций сборочных единиц:

• Опорная рама;
• Опорная балка;
• Рабочая балка;
• Флюгер

3. Технологическая схема передвижения бульдозерно-рыхлительного агрегата на базе трактора Т-330 при выполнении рыхления (на формате А2) приведена для немерзлого грунта, для мерзлого грунта и для разрыхленного мерзлого грунта, с указанием I-ого и II-ого прохода рыхлителя.

На чертеже представлены обозначения позиций:

• Рыхлитель;
• Бульдозер;
• Одноковшовый экскаватор;
• Самосвал;
• Отвал грунта

При использовании челночной схемы со смещением рыхлитель проходит по узкой части зоны рыхления. Дойдя до конца одного из проходов, рыхлитель перемещается назад при помощи задней передачи, при этом смещаясь на определенное расстояние от уже разработанного участка. При достижении смещенной точки «старта» рыхлитель опускается, и цикл повторяется до полного разрыхления всей зоны рыхления.

Дополнительные материалы: приведена расчетно-пояснительная записка на 31 странице, где выполнены:

• Обзор существующих конструкций рыхлителей

Рыхлители предназначены для механического разрушения мерзлых грунтов, трещиноватых пород и для рыхления плотных талых грунтов при разработке котлованов, траншей и выемок на строительстве дорог. Рыхлитель навешивается на трактор. Рабочий орган состоит из несущей рамы, зубьев, подвески и гидроцилиндров управления. Приведена классификация рыхлителей по типу движения базового трактора, по целевому назначению, классификация рыхления по технологическим схемам.

• Описание конструкции и выбор типа бульдозера

Бульдозеры применяют для послойной разработки и перемещения грунтов. Приведена классификация бульдозеров по назначению, в зависимости от тягового класса, по типу ходовому устройства, по конструкции рабочего органа, по типу системы управления отвалом. Выбран бульдозер на базе трактора Т-330 с гидравлическим управлением рабочего органа.

• Технические характеристики бульдозера Т-330

Бульдозерно-рыхлительный агрегат на базе трактора Т-330 предназначен для выполнения работ в строительстве, мелиорации, горнодобывающей промышленности. Габариты снаряженной машины 10058х7622х4280мм.

На бульдозер установлен двигатель ЯМЗ 240 НМ2 с номинальной мощностью 360 кВт. Гидротрансформатор непрозрачный, с диаметром рабочих колес 480 мм, максимальным коэффициентом трансформации 3,0 и максимальным к.п.д. 0,906. Передача бортовая — двухступенчатая: I-я — ступень — шестерни внешнего зацепления, II-я ступень — планетарная.

Трансмиссия бульдозера Т-330 гидромеханическая. Передача крутящего момента от коробки передач к коническим редукторам осуществляется карданными передачами.

Полужесткая ходовая система бульдозера Т-330 состоит из двух тележек, прокачивающихся на оси бортовых передач, на которые крепятся гусеницы. Опорные, поддерживающие катки и направляющие колеса с самоподжимными уплотнениями типа «DUO-CONE». Опорных катков - 7, поддерживающих катков – 2. Гусеницы бульдозера Т-330 сборные. Шаг звена – 250 мм, число башмаков - 42, высота грунтозацепов – 90 мм.

Раздельно-агрегатная гидравлическая система включает: два шестерёнчатых насоса общейпроизводительностью 410 л/мин; два золотниковых распределителя; бак с фильтрами; гидроцилиндры с максимальным давлением – 160 кг/см². Кабина бульдозера - двухместная, с двойным остеклением, с обогревателем и вентиляционной установкой.

Общая масса с двигателем ЯМЗ — 30000 кг.

• Расчет рабочего оборудования

Выполнена проверка мощности двигателя по тяговому усилию:

Условие проверки выполняется.

• Конструкция рамы

Подвеска рамы трехшарнирная. Для укрепления зуба под нужным углом к плоскости рамы в зависимости от глубины рыхления предусмотрена перестановка пальца в отверстиях. Рама из листовой стали толщиной 20 мм, имеет проушины для соединения с трактором, гидроцилиндрами управления и для крепления зуба. Для жесткости между проушинами приварены трубы диаметром 300 мм. К раме трактора прикрепляют два кронштейна, к которым шарнирно присоединяются гидроцилиндры.

• Расчет зуба и действующих на него нагрузок

Представлена схема заглубления рыхлителя, схема выглубления рыхлителя и расчетная схема зуба рыхлителя.

Результаты расчета:

Определены опорные реакции в шарнирах крепления зуба, моменты сопротивления сечений I – I и II – II, изгибающие моменты и напряжения в сечениях. Зуб изготавливается из марганцово-молибденовой стали с пределом прочности 1,4 · 10³ – 1,8 · 10³ МПа.

• Выбор гидроцилиндров и насоса

Определена сила выталкивания поршнями – 908,3 кН. По справочнику выбраны цилиндры с креплением на проушине с демпфированием, шифр гидроцилиндра ЦГ–180.100 х 1250.11 (диаметр 100 мм, ход 1250 мм, максимальное расчетное усилие на штоке 562,69 кН).

Определен объем масла, поступающего в цилиндр при заглублении, 9,8* 10^-3 м³. Время полного опускания зуба с помощью двух цилиндров составит 3с.

• Определение необходимой толщины рамы

Проведен расчет опасного сечения II – II проушины (кронштейна рамы) на изгиб от наибольшей силы. Определен изгибающий момент в сечении 360 кН*м. Выбран материал - Сталь 3 с допускаемым напряжением равным 157,143 МПа. По найденному моменту инерции определена толщина листа стенки, равная 20 мм.

Выполнена проверка сечения I – I на срез и на смятие. В месте крепления пальца щеки проушин усилены стальным листом толщиной 0,03 м. Таким образом, суммарная толщина металла в отверстии 0,05 м. Вычислен диаметр пальца – 0,12 м. Выбран материал пальца - сталь 40Х с пределом текучести 800 МПа.

• Выбор и описание технологической схемы передвижения машины при выполнении рыхления

Для суглинка (V категория грунтов), поскольку это вечномерзлые грунты, выбрана схема челночная со смещением. Она позволяет разрыхлить такую породу эффективнее, чем продольно-кольцевая или спиральная схемы.

При использовании схемы челночной со смещением рыхлитель проходит по узкой части зоны рыхления. Дойдя до конца одного из проходов, рыхлитель не тратит время на полный разворот, а перемещается назад, при этом смещаясь на определенное расстояние от уже разработанного участка. При достижении смещенной точки «старта» рыхлитель опускается и цикл повторяется до полного разрыхления всей зоны рыхления. При использовании данной схемы в пару с рыхлителем ставят бульдозер, который смещает разрыхленный рыхлителем грунт формируя отвал, которым уже оперирует погрузчик или экскаватор.

• Расчет производительности рыхлителя

Определена сменная производительность рыхлителя – 670,5 м³/см.

• Заключение

В данной работе проведена разработка рыхлителя на базе бульдозера Т-330 с прямым поворотным отвалом и гидравлическим управлением рабочего органа. Произведен тяговый расчет бульдозера и расчет гидроцилиндров управления рабочего органа.

Спецификация – 2 лист

В программе: Компас 3Dv