Разработка конструкции бульдозера на базе трактора "Беларус" 2103-02 с отвалом

Перечень чертежей:

1. Чертеж общего вида бульдозера с универсальной рамой с разработкой отвала (на формате А1) представлен в трех проекциях с техническими характеристиками:

• Производительность - 45,7 м3/ч
• Базовый трактор "Беларус" 2103-02
• Мощность двигателя - 156 кВт
• Тип отвала - поворотный
• Размеры отвала:

ширина 3000 мм

высота 1200 мм

• Угол резания - 45-55 град
• Скорость передвижения

вперед 3,08-26,12 км/ч

назад 4,21-14,5 км/ч

Технические требования

• Выставлены размеры для справок

2. Сборочный чертеж рабочего оборудования (А1) с разрезами, с указанием размеров, посадок, обозначением позиций сборочных узлов, с техническими требованиями:

• Неуказанные предельные отклонения H14, h14, ±IT14/2.
• Шарнир рамы заполнить смазкой: солидол синтетический ГОСТ 4366-76

3. Чертеж отвала (А1) с указанием габаритных размеров и сварных швов:

• Допускается смещение свариваемых кромок относительно друг друга не более 1,0 мм.
• Сварные швы по ГОСТ 5264-80

4. Втулка шаровая из стали 40ХЛ ГОСТ 977-88 (А4) с указанием допусков, шероховатостей, технических условий:

• Термообработка: закалка 850 - 860ºС и отпуск 600 - 650ºС

5. Изометрическая проекция 3D-модели кронштейна из стали 45ФЛ ГОСТ 977-88 (А4)
6. Рабочий чертеж кронштейна (А3):

• Неуказанные размеры радиусов: наружных - не болee 6 мм, внутренних - не более 8 мм.

7. Чертеж детали – крышка из стали 20Л ГОСТ 977-88 (А4)
8. Чертеж детали крышка на формате А3
9. Проушина поворотная стальная (А4)

Дополнительные материалы: приведена расчетно-пояснительная записка на 55 страницах, где рассмотрены:

• Назначение, область применения и классификация бульдозеров

Бульдозер состоит из трактора, оборудованного управляемым отвалом с ножом для послойного срезания, перемещения и разравнивания грунта. Бульдозерами возводятся насыпи, планируются площадки и откосы, отрываются и засыпаются траншеи, котлованы, каналы, штабелируются и распределяются по поверхности различные сыпучие материалы.

Приведена классификация бульдозеров по номинальному тяговому усилию, ходовым системам, назначению, конструктивным отличиям оборудования: по типу рабочего органа, по типу рамы.

• Обзор научно-технической литературы

Рассмотрена статья, в которой описаны перспективы развития бульдозерной техники в странах СНГ и конструктивные решения основных игроков рынка.

• Патентный анализ

Для определения направления модернизации конструкции проанализированы патенты: патент на полезную модель BY 9002 U МПК Е 02F 3/64- Отвал землеройной машины; патент RU 12 151 1 МПК E02F 3/76 - Рабочее оборудование бульдозера; патент RU 142 956 U1МПК E02F 3/76 Бульдозер; патент RU 35538 U1МПК Е01Н 5/06 Рабочее оборудование бульдозера.

• Описание принятых решений при выполнении проекта

Для разработки в проекте принят отвал бульдозера, модернизированный в соответствии с патентом BY 9002 для предотвращения износа лобового листа отвала. Дополнительно предусмотрена сменная накладка в нижней части отвала с креплением на болтах.

• Выбор и расчет основных параметров

Главным параметром устанавливается масса машины в 12 тонн. Номинальное тяговое усилие - усилие, развиваемое базовым трактором на плотном грунте с учетом его догрузки от веса навесного оборудования при буксовании не выше 7% и скорости 2,5 – 3 км/ч.

Выбор базового шасси:

Для проектирования выбран базовый трактор массой 10 т, 4 тягового класса «Беларус» 2103-02 (ОАО «Мозырский машиностроительный завод»).

Расчет отвала:

Принята окончательная ширина отвала - 3 метра, высота отвала - 1000 мм, высота отвала с козырьком – 1200мм. Представлена схема по определению параметров профиля отвальной поверхности.

Расчет параметров бульдозера:

Представлена схема сил, действующих на бульдозер, при определении координаты центра давления; расчетная схема при вывешивании машины относительно задней и передней оси; расчетная схема при вывешивании машины относительно задней и передней оси. Полученные значения для выбранной ширины отвала указывают на возможность использования бульдозера на грунтах до второй категории.

• Тягово-мощностной расчет

Результаты расчета:

Мощность базового трактора «Беларус» 2103-02, равная 156 кВт, удовлетворяет условиям работы бульдозера.

• Расчет производительности бульдозера

Движение в загруженном состоянии можно разделить на две фазы: копание грунта и его перемещение. Определено время цикла работы бульдозера – 1,7 мин и эксплуатационная производительность бульдозера – 45,7 м³/ч.

• Расчеты на прочность

Проведен расчет усилий, действующих на бульдозер в процессе заглубления отвала при одновременном движении вперед по горизонтальной поверхности, трактор вывешивается на крайней точке отвала; цилиндры развивают усилие, достаточное для опрокидывания базовой машины относительно точки А и относительно точки В. Для этих положений определены горизонтальное, вертикальное, боковое усилие и усилие в гидроцилиндре. По результатам расчета второе положение является наиболее нагруженным. Дальнейший расчет проводится для него.

Составлена расчетная схема и определены внешние силы, действующие на рабочее оборудование бульдозера: реакции по оси X - 45,577кН и 172,846кН, по оси Y - 130,302кН, по оси Z – 83,519кН и 56,428кН.

Выполнен расчет сил, действующих на раму. Составлена расчетная схема. Найдены изгибающие моменты в сечениях рамы и построены эпюры моментов.

Произведен расчет рамы на прочность: определив нормальные и касательные напряжения в сечениях, найдены суммарные напряжения в сечениях: вв – 184МПа, бб – 200 МПа и 101 МПа, аа – 130МПа. Условие прочности выполняется во всех опасных сечениях рамы.

• Охрана труда

Приведены общие требования, требования перед началом и во время производства работ и требования по окончании работ.

• Метрология и стандартизация

Рассмотрено применение метрологии и стандартизации на примере контроля средств выполнения работ и контроля сборочных операций.

• Заключение

Была разработана конструкция бульдозерного оборудования на базе трактора «Беларус» 2103-02. Произведен обзор патентной и технической литературы. Выполнен расчет основных параметров, на основании которых был произведен тяговый и мощностный расчет.

В разделе расчеты на прочность были рассмотрены основные расчетные положения отвала и определены нагрузки, действующие на рабочий орган, произведен расчет цапфы крепления универсальной рамы.

Спецификация – 4 лист

В программе: Компас 3Dv, AutoCAD