Конструктивная разработка устройства катка вибрационного ДУ-98

Перечень чертежей:

1. Чертеж общего вида катка вибрационного ДУ - 98 (на формате А1) представлен в двух проекциях с указанием габаритных размеров и технических характеристик:

• Масса катка – 11500 кг;
• Ширина уплотняемой полосы - 1700 мм;
• Двигатель - Д-243;
• Диаметр вальца - 1200 мм;
• Частота вращения вала дебалансов - 2000 Гц;
• Возмущающая сила - 180000 кН

Сборочные узлы:            

• Рама;
• Кабина машиниста;
• Гладкий валец;
• Силовая установка;
• Вибровалец

2. Сборочный чертеж рабочего органа катка - вальца (А1) с указанием посадок, сварных швов, с обозначением позиций сборочных единиц и техническими требованиями:

• Подшипники смазать смазкой ЦИАТИМ-221 ГОСТ 9433-80;
• Остальные технические требования по СТБ 1022-96

3. Рабочий чертеж вала из стали 45 ГОСТ 1050-98 (А1) с указанием размеров, допусков, шероховатостей и технических условий:

• ..240 НВ;
• Остальные технические требования по СТБ 1014-95

4. Схема гидравлическая автогрейдера (А1) с обозначением позиций:

• Рулевое управление;
• Привод хода вальцов;
• Привод вибратора
• Радиатор масляный;
• Бак гидравлики ГОСТ 12448-80;
• Гидроусилитель;
• Гидрозамок ГЗМ ТУ 2-053-1828-87;
• Клапан предохранительный;
• Клапанная коробка;
• Гидромотор шестеренный 210.12.11.01А ТУ 22-3444-75;
• Клапан обратный;
• Насос НП90;
• Нипель - манометр ТУ 25-02.101293-86;
• Гидрораспределитель ОСТ 22-829-74;
• Датчик указателя температуры воды и масла;
• Заливная горловина;
• Фильтр всасывания 1.2.40-25/0.63 ОСТ 22-883-75;
• Гидроцилиндр ОСТ 22-1417-79;
• Индикатор уровня и температуры

5. Дебаланс неподвижный стальной (А2)
6. Деталь – крышка из стали 40Х 4543-88 (А3)
7. Чертеж крышки из стали 45 ГОСТ 1050-98 (А3)
8. Втулка стальная (А3)

Дополнительные материалы: приведена расчетно-пояснительная записка на 40 страницах, где описано назначение и область применения:

Вибрационные катки применяют при производстве ремонтных и строительных дорожных работ. Основным отличием вибрационных катков от статических является наличие встроенного вибратора в одном из вальцов, чем достигается значительное повышение эффективности и качества уплотнения покрытий. Вибрационные самоходные катки имеют меньшую металлоемкость, более маневренны и транспортабельны. Самоходные вибрационные катки для уплотнения дорожных покрытий изготавливают преимущественно двухвальцовыми двухосными.

Выполнен патентно-технический анализ. Рассмотрены следующие патенты существующих конструкций вибрационных катков: патент SU 125809 E02D 3/026 «Прицепной виброкаток», патент RU 2107769 «Вибрационный каток», патент RU 2044816 «Валец катка».

Вывод по патентному анализу: на катках применяются вибровозвудители с постоянным или с изменяемым статическим моментом дебалансов. Вибровозбудитель с постоянным статическим моментом прост по конструкции. Он располагается внутри вальца и представляет собой вал, на котором установлены дебалансы. Наиболее распространенным является вибровозбудитель с двумя значениями статического момента. У такого вибровозбудителя одна пара дебалансов закреплена на валу неподвижно, а вторая может поворачиваться на определенный угол, ограниченный упорами. Встречаются катки, у которых возбудителями колебаний являются металлические шары, обегающие внутреннюю поверхность вальца. Для изменения возмущающей силы можно применять гидромотор.

Составлено описание проектируемой конструкции и внесенных в нее изменений.

В проектируемой конструкции возмущающая сила регулируется с помощью изменения угла поворота между дебалансами.

Дебалансный вал имеет четыре дебаланса: два подвижных и два неподвижных. Подвижные дебалансы приварены к втулкам, которые можно поворачивать на определенный угол относительно неподвижных дебалансов.    Одновременный поворот обоих регулировочных дебалансов осуществляется с помощью центральной оси, пропущенной через центральное сверление вала. С одной стороны - ось приварена к крышке с втулкой дебаланса, а с другой стороны на шпонке крепиться к крышке, которая приварена к втулке. Крышка фиксируется болтами. При необходимости изменения возмущающей силы болты отворачиваются, крышка поворачивается, вместе с ней поворачивается регулировочный дебаланс, через шпонку - ось, крышка и вместе с ней второй регулировочный дебаланс на такой же угол, как и первый. В конструкции присутствуют подпружиненные стопоры, отжав которые с помощью стержней на рычаге можно осуществить поворот крышки. При совпадении с отверстиями стопоры входят в них, осуществляя центровку отверстий под болты. Изменение возмущающей силы происходит ступенчато при повороте регулировочных дебалансов относительно неподвижных. В данной конструкции возможны установки взаимных положений дебалансов: когда между парами дебалансов 0°, 60° ,120° ,180°. Если возмущающая сила одного дебаланса равна 45кН, то можно создать возмущающую силу в 45 кН, 90 кН, 135 кН, 180 кН или не создавать ее.

Приведены технические характеристики катка ДУ-98.

Произведен расчет основных параметров

Определен вес катка, равный 112815 Н и сила тяжести, приходящаяся на один валец – 45126Н. Выполнен тяговый расчет вибрационного катка:

Проверено выполнение условия для нормальной работы катка: 56407,5 Н ≥ 29775.37 Н. Силы тяги достаточно для нормальной работы катка.

Баланс мощности:

Двигатель, установленный на прототипе, обеспечивает необходимую мощность. Вычислена производительность катка – 200 м²/ч.

Произведен расчет виброкатка и дебалансов.

Приведена расчетная схема дебалансного вала и выполнен его расчет:.

Составлена схема нагружения вала, найдены опорные реакции и изгибающие моменты. Построена эпюра изгибающих моментов. Определены значения поперечных сил в характерных сечениях. А также выполнена проверка вала по нормальным и касательным напряжениям.

Представлена схема клиноременной передачи и выполнен ее расчет. Принято три ремня.

Определен момент, развиваемый гидромотором – 5,42 кН, и выбран высокомоментный радиально-поршневой гидромотор типа МР-1800 с развивающим крутящим моментом 5,436 кН.

Произведен расчет шпонки под шкив.

Принята шпонка 28 х 18 х 63 ГОСТ 23360-78. Выполнена проверка выбранной шпонки по напряжению смятия.

Рассмотрены основные задачи метрологии и стандартизации в машиностроении.

Приведены правила безопасного ведения работ и охраны труда для машиниста дорожного катка.

В работе рассмотрено устройство и принцип действия вибрационного катка. Выполнены основные расчеты, связанные с подбором мощности двигателя, тяговый расчет, прочностные расчеты отдельных углов и агрегатов.

Спецификация – 3 лист

В программе: Компас 3Dv