Конструктивная разработка навесного оборудования с клещевым сельскохозяйственным захватом

Перечень чертежей:

1. Общий вид навесного оборудования на базе трактора ЛТЗ-95Б (А1) с габаритными размерами и техническими характеристиками:

• Тяговый класс - 1,4
• Удельный расход топлива, не более, 227 г/кВт·ч
• Модель двигателя Д-245.5
• Номинальная мощность двигателя 65 кВт (88,4 л.с.)
• Емкость топливного бака 170 л
• Коробка передач - механическая, 6-ти ступенчатая
• Передний вал отбора мощности с гидромеханическим управлением
• Рулевое управление - гидрообъемное с насос-дозатором

2. Гидравлическая схема (на формате А1) с обозначением позиций и их расшифровкой
3. Сборочный чертеж навесного оборудования с клещевым захватом (А1) с разрезами, с указанием размеров, посадок, технических условий:

• Прошприцевать литолом
• Покрасить в желтый цвет краской ПФ-115 ГОСТ 6465-76

4. Чертеж клещевого захвата (А1) с техническими требованиями:

• Покрытие – антикоррозионное

5. Схема действия навесного оборудования с клещевым захватом (А1) с таблицей координат положений для базового трактора ЛТЗ-95Б, стрелы, клещевого захвата, гидропривода стрелы, гидропривода захвата, груза
6. Рабочие чертежи деталей (А1):

• Гидроцилиндр
• Зуб стальной
• Рычаг прижимной стальной
• Втулка опорная
• Пружина из Ст. 3 ГОСТ 380-2005

Указаны размеры, допуски, шероховатости и технические условия:

• Общие допуски по ГОСТ 30893.1 mН-2012
• Снять острые кромки

7. Технологическая карта на изготовление зуба захвата (А1) с операционными эскизами, указанием операций технологического процесса:

• Установить, закрепить заготовку
• Подрезать торец 1 начисто
• Проточить поверхность 2 предварительно
• Проточить поверхность 2 начисто
• Снять фаску
• Проточить поверхность 3 начисто
• Раскрепить заготовку
• Переустановить, закрепить заготовку
• Отрезать излишки заготовки
• Проточить поверхность 4 предварительно
• Проточить поверхность 4 начисто
• Подрезать торец 5 начисто
• Раскрепить, снять заготовку
• Установить, закрепить заготовку
• Сверлить отверстие 6
• Раскрепить, снять деталь

8. Показатели экономической эффективности (А1) для базового и предлагаемого варианта:

• Затраты на изготовление - 63294,4 руб.
• Годовой экономический эффект - 130058,4 руб.
• Срок окупаемости - 6 месяцев.

Дополнительные материалы: приведена расчетно-пояснительная записка на 48 страницах, где представлены:

• Краткая характеристика трактора ЛТЗ-95Б

Гидронавесная система универсально-пропашного трактора ЛТЗ95Б: универсальная, раздельно-агрегатная. Тормоза: остановочные дисковые сухие в конечных передачах заднего моста с гидравлическим приводом. Передний ведущий мост: балочного типа с самоблокирующимся дифференциалом свободного хода и с планетарной конечной передачей. Фрикционная муфта с электрогидравлическим управлением позволяет включать мост под нагрузкой и автоматически при торможении.

• Обзор существующих конструкций

Представлен сводный обзор телескопических погрузчиков различных фирм, показаны история развития и перспективы роста рынка телескопов.

• Описание конструкции

Конструкция состоит из клещевого захвата, стрелы подъема, гидросистемы. Гидросистема состоит из насоса, фильтров, гидромотора, гидроцилиндров и трубопроводов. Вал насоса приводится в движение через муфту от коробки отбора мощности.

Управление гидроцилиндрами производится с помощью распределителей с электромагнитным управлением. Для защиты от избыточного давления устанавливаются перепускные клапаны прямого действия.

Бак гидросистемы имеет горловину для заливки рабочей жидкости, указатель уровня масла, устройство подогрева рабочей жидкости в холодное время года, отверстие для слива рабочей жидкости.

В записке представлена гидравлическая схема.

• Расчет устойчивости трактора ЛТЗ-95Б с навесным оборудованием

Устойчивость машины при движении определяется предельными углами подъема (спуска) и склона, при превышении которых происходит опрокидывание машины.

Предельный угол спуска, на котором машина может стоять, не опрокидываясь, в продольном направлении определенный при сложении моментов, действующих на машину, составит 34º. Определен предельный угол подъема - 47º, предельный угол склона - 54º.

При превышении углов спуска, подъема и склона трактор-погрузчик перевернется.

• Расчет клещевого захвата

Нагрузка на челюсть погрузчика составит 32000Н. Принята длина зуба верхней челюсти 470 мм. Зуб приводится в движение гидроцилиндром. Для уменьшения усилия, создаваемого гидроцилиндром, выбрано плечо зуба, равное половине длинны зуба – 235 мм.

Так как в захвате погрузчика два зуба, то один зуб должен выдерживать нагрузку 16000Н. Определены силы реакций в опорах и максимальный изгибающий момент, равный 7520 Нм. Построена эпюра зуба.

Рассчитаны размеры зуба: основание – 0,05 м и высота – 0,08 м. В целях уменьшения металлоемкости усечена часть зуба. При этом условие прочности балки так же будет выполняться.

• Расчет прижимного рычага клещевого захвата

По конструктивным особенностям выбрана длина рычага - 800 мм. Определены силы реакций в опорах и максимальный изгибающий момент, составляющий 3200 Нм. Построена эпюра прижимной рычага

Вычислены размеры сечения прижимного рычага: основание - 0,05м, высота - 0,05м.

• Расчет пружины клещевого захвата:

• Расчет пальца, соединяющего гидроцилиндр и зуб

При расчете на срез определено допускаемое касательное напряжение 96 МПа. В результате расчетов диаметр пальца, соединяющего гидроцилиндр и верхнюю челюсть, принят равным 20 мм.

• Расчет на прочность пальца, соединяющего зуб и верхнюю челюсть

По расчетам на срез определен диаметр пальца, соединяющего зуб и верхнюю челюсть – 25 мм.

• Расчет пальца, соединяющего прижимной рычаг и верхнюю челюсть

Принят диаметр пальца, соединяющего прижимной рычаг и верхнюю челюсть – 15мм.

• Расчет гидроцилиндра клещевого захвата:

Условие прочности штока под действием сжатия выполняется.

• Расчет подшипников скольжения пальцев, соединяющих гидроцилиндр с зубом и верхней челюстью

Подшипник тихоходный, работающий кратковременно с перерывами, поэтому расчет проведен по условному давлению – 80 МПа. Материалом подшипника выбран чугун антифрикционный АВЧ-1.

• Расчет подшипников скольжения пальцев, соединяющих зуб с верхней челюстью

По найденному условному давлению 96 МПа выбран материал подшипника - чугун антифрикционный АВЧ-2.

Выполнена проверка расчетов с использованием ЭВМ.

• Расчёт и проектирование гидропривода

Гидросистема состоит из насоса, фильтров, гидромотора, гидроцилиндров и трубопроводов. Вал насоса приводится в движение через муфту от коробки отбора мощности.

Выбор рабочей жидкости определяется температурными условиями, режимом работы гидропривода и его номинальным давлением. Принято масло марки ВМГЗ ТУ-1-196-68.

По результатам расчетов принят диаметр поршня гидроцилиндра 170 мм, диаметр штока 130 мм. Определен рабочий объём гидроцилиндра – 4710 см³ и расход жидкости – 49 л/мин.

Посчитаны гидроцилиндры стрелы с клещевым захватом:

Выбран аксиально-поршневой гидромотор 11 м №20. Определен необходимый расход для питания гидромотора – 340л/мин.

Для обеспечения расхода гидропривода, в который входит гидромотор и гидроцилиндры, выбираем аксеально-поршневой регулирующий насос типа 207№32с.

Определен внутренний диаметр трубопроводов – 16 мм. Выбран резинометаллический рукав высокого давления по ОН22-184-60 тип 2, с внутренним диаметром 16 мм, наружным диаметром - 28 мм, максимальное давление 21 МПа.

Выбор фильтра проведен по ОН22-60-67, тип фильтра 2.2.63-63, номинальный расход 400 л/мин, фильтрующий материал – сетка.

• Безопасность работы навесного оборудования с клещевым захватом

Рассмотрена функциональность навесного оборудования с клещевым захватом, структурно-конструкторская функция, потоковая функция, размерная функция, инструкция по технике безопасности при работе с оборудованием.

Проведена экологическая экспертиза внедряемой разработки.

• Экономическая эффективность работы

Определены затраты на изготовление конструкции - 63294,4 рубля, годовой экономический эффект - 130058,4 рубля, срок окупаемости - 6 месяцев.

Разрабатываемая конструкция обладает рядом инновационных инженерных решений:

• конструкция клещевого захвата надежно удерживает грузы.
• быстросъемная монтажная рама подъемной стрелы.
• высокая производительность навесного оборудования с клещевым захватом позволяет рационально использовать погрузчик для погрузки и выгрузки кормов, силоса, сенажа, удобрений, рулонов сена, сыпучих грузов.
• конструкция навесного оборудования позволяет быстро и легко установить или демонтировать его, что обеспечивает возможность обслуживания трактора и погрузчика одним оператором.

Спецификация – 3 лист

В программе: Компас 3Dv