Главная страница Случайная страница
КАТЕГОРИИ:
АвтомобилиАстрономияБиологияГеографияДом и садДругие языкиДругоеИнформатикаИсторияКультураЛитератураЛогикаМатематикаМедицинаМеталлургияМеханикаОбразованиеОхрана трудаПедагогикаПолитикаПравоПсихологияРелигияРиторикаСоциологияСпортСтроительствоТехнологияТуризмФизикаФилософияФинансыХимияЧерчениеЭкологияЭкономикаЭлектроника
Аннотация
|
|
Содержание
Аннотация ______________________________________________________ 3
Введение ______________________________________________________ 4
Раздел 1. Общая Часть _____________________________________________ 6
1.1 Современное состояние в области производства малогабаритных погрузчиков и приоритетные направления при конструировании новых образное малогабаритной _______7
1.2 Возможные условия эксплуатации микропогрузчпков _______________________9
1.3 Патентные исследования в области производства малогабаритных погрузчиков. _____10
1.4 Анализ конструкции и параметров малогабаритных погрузчиков данного типа _______ _14
Раздел 2. Конструкторская часть_____________________________________ 15
Введение __________________________________________________________________ 16
2.1 Выбор и расчет основных параметров погрузчика __________________________________________17
2.1.1.Показатели основного ковша _____________________________________________________________18
2.1.2 Размеры погрузочного оборудования ________________________________________________________21
2.1.3 Определение координат центра масс базовой машины без погрузочного оборудования по соотношения __23
2.1.4 Номинальная грузоподъемная сила микропогрузчика ____________________________________________26
2.1.5 Напорное усилие микропогрузчика ___________________________________________________________27
2.1.6 Напорное усилие по спетому весу ___________________________________________________________28
2.1.7 Выглубляющее и подъемное усилие __________________________________________________________29
2.1.8 Удельное напорное и выглубляюшее усилия на режущей рамке ковша _____________________________30
2.1.9 Скорости рабочего и холостого хода ________________________________________________________31
2.1.10 Скорость поворота ковша ________________________________________________________________32
Определение сопротивления копанию грунта микропогрузчиком ________________34
Определение параметров и выбор элементов гидропривода погрузочного оборудования _______________________________________________________________________38
2.3.1 Усилие в штоках гидроцилиндров механизма подъема стрелы ____________________________________39
2.3.2 Усилие в штоках гидроцилиндров механизма поворота ковша ____________________________________40
2.3.3 Скорости движения поршней ________________________________________________________________41
2.3.4 Выбор гидроцилиндров _____________________________________________________________________42
2.3.5 Выбор рабочей жидкости____________________________________________________________________44
2.3.6 Выбор насоса _____________________________________________________________________________45
2.4 Внешние нагрузки и основные расчетные схемы _______________________________ 47
3.Расчет на устойчивость _______________________________________________ 51
4. Охрана Труда ___________________________________________________ 55
5. Экономический расчет___________________________________________ 68
6. Комплексная механизация _______________________________________85
7. Технология строительных процессов погрузчика___________________ 103
Аннотация
Дипломный проект студента: Баютина Андрея Андреевича, Голубева Дмитрия Игоревича
Группа: МиАС-5-2.
Тема: « Универсальный малогабаритный погрузчик
с механическим приводом ».
Работа включает в себя: введение, шесть разделов, заключение, список литературы из 30 наименований, 92 страниц пояснительной записки, 13 таблиц, приложение (спецификация).
Десять ключевых слов: погрузчик, микропогрузчик, расчет, прочность, малогабаритный, скорость, усилие, сопротивление, эффективность.
В данном дипломном проекте рассматриваются кинематические схемы и технические характеристики отечественных и импортных погрузчиков, рассматриваются основные вопросы эксплуатации, транспортирования и хранения, рассматриваются вопросы безопасности труда при эксплуатации и обслуживании микропогрузчика. Разрабатываются кинематическая и компоновочная схемы трансмиссии, общий вид, погрузочное оборудование, рама с каркасом, технологическая схема производства работ, карта смазки.
Произведены расчеты и выбор основных параметров микропогрузчика, а также расчеты на устойчивость для транспортного и груженого состояния при подъеме вверх и опускании, расчеты на прочность конечной передачи, рамы, погрузочного оборудования. Так же произведен расчет экономической эффективности данного микропогрузчика, преимуществами которого перед базовыми являются унификация узлов, механическая трансмиссия, бортовой поворот.
ВВЕДЕНИЕ ___К концу 80-х годов четко определилась тенденция создания малогабаритных_минимашин. - Малогабаритные мини - и микромашины предназначены в основном для механизации мелких и рассредоточенных объемов работ с целью замены ручного труда. Они особенно эффективны в сельскохозяйственном и индивидуальном.строительстве.
Микропогрузчики - это самые компактные по длине, высоте и ширине универсальные погрузчики, предназначенные для работы на ограниченных участках и внутри помещений, то есть в зонах, недосягаемых для обычных машин. Зарубежные Микропогрузчики обычно снабжены гидрообъемной или электрической трансмиссией, -обеспечивающей бесступенчатое регулирование скорости и плавную работу при выполнении технологических операций. Грузоподъемность таких машин может составлять от 0, 2 до 0, 4 тонн, а их полная масса (с орудиями), как правило, не превышает 1000 килограмм. Универсальный комплект быстросменных навесных орудий, закрепляемых на погрузчик фронтально, состоит из ковша, обратной лопаты, включенных подхватов для грузовых поддонов, шнекового погрузчика, отвала бульдозера, дорожной щетки, сцепного устройства, челюстного захвата для бревен и валочно- j пакетирующего механизм
Микропогрузчики производительны и дешевле чем малогабаритные экскаваторы: при одной и той же мощности двигателя у них имеется ковш большего объема, они более маневренны при работе в стесненных условиях, а применение различных видов рабочего оборудования и рабочих органов позволяет широко использовать их на самых различных работах. Задачей данного диплома, является проектирование микротягача с бортовым поворотом и колесной формулой 4x4, а также погрузочного оборудования к нему в виде основного ковша.
Требования, предъявляемые к проектируемой машине:
• Маневренность и работа в стесненных условиях;
• Конструкционный вес до 1000 килограммов и как следствие, низкая металлоемкость;
• Удобство в управлении и безопасность в эксплуатации;
• Топливная экономичность и экологичность силовой установки.
Проектируемый микропогрузчик предназначен для механизации небольших объемов трудоемких работ в строительстве, сельском хозяйстве и фермерстве.
Наличие в качестве силовой установки карбюраторного двигателя не позволяет проектируемой машине работать в закрытом помещении, но разработчики надеются, что данный факт не снизит интереса к дипломному проекту, так как в будущем всегда возможна замена карбюраторного двигателя
РАЗДЕЛ 1.
ОБЩАЯ ЧАСТЬ
1.1 Современное состояние в области производства малогабаритных погрузчиков и приоритетные направление при конструировании новых образцов малогабаритной техники
Современная малогабаритная техника должна быть надежной и одновременно неметаллоемкой, удобной в управлении и безопасной в эксплуатации, отвечать эргономическим и технико-эстетическим требованиям. Находящиеся в настоящее время в эксплуатации отечественные малогабаритные погрузчики не в полной мере отвечают этим требованиям. Необоснованно завышается их металлоемкость. Недостаточная надежность, как правило, приводит к выводу их из строя раньше запланированного срока. Необоснованно превышается мощность силовой установки по сравнению с требуемой, что значительно влияет на экономичность использования. Ограниченность типоразмерного ряда приводит к тому, что на малых объемах работ применяются более мощные производительные машины, а нередко применение ручного труда. Поэтому необходимо значительное наращивание выпуска одноковшовых малогабаритных погрузчиков и расширение их номенклатуры
Производство малогабаритных тягачей, погрузчиков и тракторов, а также комплектующих и модулей навесного оборудования - перспективная сфера деятельности не только крупных заводов, но и средних и мелких частных предприятий
Рынок сбыта малогабаритных машин определяется не только развитием частного и кооперативного сельского хозяйства. Крупным потребителем таких машин является строительный комплекс, а также эксплуатационно-коммунальные службы городов, поселков и транспортных систем
Для обеспечения работы навесных рабочих органов с большим энергопотреблением (уборка мусора, снега и льда, землеройные работы) возникла необходимость создания малогабаритных тракторов с увеличенной энергонасыщенностью при N/G> 16-18 кВт/т.
Малогабаритные тракторы Челябинского тракторного и Курганского заводов наиболее пригодны для создания агрегатов сельскохозяйственного, строительного и коммунального назначения. Однако их конструкции следует доработать в направлении повышения энергонасыщенности, оснастить дополнительным независимым валом отбора мощности, разработать систему передней навески рабочих органов, оборудовать машину утепленной кабиной для работы в зимний период и в северных районах, обеспечивать работу агрегатов на ползучих скоростях.
Необходимо создавать малогабаритные технологические агрегаты, в том числе рабочее оборудование различного назначения на модульной основе, а так же развернуть научно-исследовательские и опытно-конструкторские работы по созданию новых рабочих органов для выполнения трудоемких операций, осуществляемых вручную, а также рабочих органов интенсифицирующего действия. Определяющее значение имеют работы по созданию научно-обоснованных методов определения рациональных параметров и режимов работы соответствующих систем.
Изготовление конкретных видов навесного оборудования и базовых тягачей различного типоразмера на модульной основе целесообразно организовать в рамках среднего бизнеса в различных регионах России.
. Для механизации работ, выполняемых в закрытых помещениях, актуальна проблема создания малогабаритных тягачей с экологически чистым приводом и низким уровнем шума.
Оснащение малогабаритных агрегатов электронными системами, обеспечивающими автоматизацию, роботизацию и компьютеризацию, а так же создание сервисного обслуживания малогабаритной техники - первоочередные задачи на ближайшую перспективу.
Высокая надежность, удобство обслуживания и эксплуатации, экологичность, безопасность и комфорт в кабине оператора определяют конкурентоспособность отечественной малогабаритной техники на внутреннем и внешнем рынках сбыта.
1.2. Возможные условия эксплуатации микропогрузчиковл
Для работы на объекте защищенного грунта, имеющих своим особенности (небольшую площадь участков, ограниченность по высоте, высокую влажность воздуха), можно применять легкие маневровые агрегаты на базе микропогрузчиков.
Характерной особенностью подсобных хозяйств различного вида является то, что они обычно являются «малоконконтурными» и поэтому могут располагаться на холмистых, горных, лесных и прочих залежных землях. Также «неудобия» в стране составляют около 90 млн.га, и использовать на них традиционную высокопроизводительную сельскохозяйственную технику либо экономически не оправдано, либо технически невозможно. Поэтому увеличение производства продуктов питания на базе этих «бросовых земель» силами совхозов, колхозов и подсобных хозяйств может быть осуществлейо лишь при условии широкого применения малогабаритной сельскохозяйственной техники с универсальными наборами орудий, что приведет к резкому (в десятки раз) повышению производительности труда занятого на этих работах населения.
Область применения микропогрузчиков зависит от комплекта быстросменных навесных орудий, закрепляемых на нем. К примеру, микропогрузчики - экскаваторы находят применение при строительстве небольших силосных ям и траншей, дорог, малых оросительных каналов, для перемещения грунтов и других сыпучих материалов, особенно на объектах защищенного грунта, копания ям под посадку деревьев, кустарников и др. Микропогрузчик обратной лопатой служит для выполнения различных земляных работ при копании грунта ниже уровня стоянки самого микропогрузчика.
Загрузка и разгрузка бункеров, раздача корма животным, перемещения и транспортировки различных грузов (сена, навоза, удобрений, кормов и др.) в малогабаритных животноводческих помещений осуществляется микропогрузчиком, оборудованным ковшом грузоподъемностью до 300 кг.
Для подъема и перемещения твердых материалов, бревен, тюков сена, контейнеров с овощами и других работ применяется погрузчик с вильчатым захватом, который навешивается на подъемный механизм микропогрузчика.
При необходимости ковш на микропогрузчика моно заменить клещевыми захватом, которым особенно удобно работать при погрузке и разгрузке круглого леса пакетов досок, а также других подобных грузов.
1.3. Патентные исследования в области производства малогабаритных погрузчиков
Производство малогабаритных машин у нас в стране до сих пор было ограничено как по количеству, так и по типоразмерам, поэтому сигналов для сравнения немного. Выявлено, что подобием новой машины стал погрузчик модели МУМС-11, разработчиком-изготовителем которого является ленинградский завод строительного машиностроения НПО «Ленстройкоммаш». Эта машина со сменными видами рабочего -оборудования может выполнять землеройно-транспортные, погрузочно- разгрузочные работы с грунтом, сыпучими мелкокусковыми материалами, транс- портно-складские работы со штучным грузом, уборку мусора и снега со строительных, производственных и дворовых территории, работы с зеленными насаждениями, а также различные вспомогательные и специальные работы.
Машины МУМС-11 представляют собой комплект, состоящий из базового шасси БШ-11 и сменных видов рабочего оборудования
Базовое шасси БШ-11 состоит из следующих основных узлов: рамы, силовой установки, ходовой части, бортовых передач, рабочего оборудования, рабочего места с ограничением, гидросистемы и управления.
Рабочее оборудование базового шасси включает в себя подъемную стрелу с шарнирно установленным суппортом, на котором с помощью быстроподъемного устройства может быть установлен один из сменных рабочих органов
Виды сменного рабочего оборудования: погрузочный, заглубляющий, планировочный ковш, грузовые вилы, грузовая стрела, бульдозерный отвал, гидравлический молот, экскавационное оборудование, дорожная щетка, пескоразбрасыватель, фрезерно-роторный снегоочиститель, плужный снегоочиститель
Аналогами можно считать малогабаритные погрузчики Д-456 и ТО-32, по грузоподъемности (600 кг) и конструкцией базового шасси похожие на МУМС-11. У описанный выше машин базовыми шасси служит малогабаритный пневмоколесный короткобазовый тягач рамной конструкции с четырьмя ведущими неповоротными колесами на жесткой подвеске (бортовой поворот).
В последнее время в дополнение к универсальными малогабаритным погрузчикам с бортовым поворотом за рубежом осваивается производство одноковшовых погрузчиков легкого типа с шарнирно сочлененной или управляемыми колесами.
На Ганноверской ярмарке фирма Kubota впервые экспонировала две модели R310 и R410 одноковшовых фронтальных погрузчиков легкого типа с шарнирно сочлененной рамой, двигателем мощностью 18 и 27 кВт, основным ковшом вместимостью 0, 3 и 0, 4 м3 грузоподъемностью 500 и 700 кг и массой 2060 и 2870 кг соответственно.
Гидрообъемйая трансмиссия и компоновка погрузчиков обеспечивают оптимальное агрегатированные с экскавационным оборудованием задней навески. Масса экскавационного оборудования со смещенной осью копания 230 кг (мод. R310B) и 450 кг (мод. R410В).
- На международной Лейпцигской ярмарке в 2001 году фирма GeBr Hild (ФРГ) экспонировала семейство одноковшовых погрузчиков легкого типа серии Multitrac (модели MD 150, MD 200 и MD 200/230). Погрузчики грузоподъемностью 250-375 кг созданы на базе унифицированного шасси с шарнирно сочлененной рамой. Мощность дизельного двигателя с водяным охлаждения 15-22, 5 кВт (фирма Mitsubishi). Гидрообъемная трансмиссия обеспечивает передвижения со скоростью до 15 км/ч. База 1300 мм.
На международной выставке в Сарагосе немецкая фирма Weidemann Maschinenfabrik GmbH в том же году рекламировала семейство одноковшовых фронтальных погрузчиков серии Hoftrac (модели 910, 911, 912, 916, 917 и их модификации). Погрузчики грузоподъемностью 200-400 кг созданы на базе шасси с шарнирно сочлененной рамой, задним расположением двигателя и рабочего места
В качестве силовой установки используется одно-трехцилиндровой дизельной двигатель с водяным или воздушным охлаждением мощностью 9, 5-23 кВт. Трансмиссия гидрообъемная.
На базовых моделях 910, 911, 912 установлена двухконтурная трансмиссия, включающая два шестеренных насоса и два гидромтора, прифланцованных к корпусу дифференциала на переднем и заднем мосту. Скорость передвижения 0-8 км/ч.
На погрузчике (мод. 916) трансмиссия одноконтурная, в которой суммарный поток от двух шестеренных насосов подается к одному гидромотору, прифланцован- ному к картеру дифференциала заднего моста. Привод переднего моста осуществляется с помощью карданного вала без промежуточной опоры.
Одноконтурная трансмиссия погрузчика (мод. 917) дополнена автоматически регулируемыми (в зависимости от нагрузки) насосом и гидроматором, прифланцо- ванными к редуктору, установленному на картере дифференциала заднего моста. Привод переднего моста также осуществляется с помощью карданного вала промежуточной опоры.
Уровень шума на рабочем месте (без кабины) не превышает 75 дБ.
На погрузчиках фирмы предусмотрен большой набор сменных рабочих органов " для работы на строительных объектах и в сельскохозяйственном производстве. Небольшие размеры и высокая маневренности (радиус поворота 3, 2-3, 9 м) обеспечивают возможность работы внутри помещения. Габаритная длина 2100 - 2800 мм без рабочего органа - масса машин 1035 -1640 кг.
Фирма Janmar (Япония) расширила типоразмерный ряд погрузчиков легкого типа с ковшом вместимостью 0, 3 - 0, 5 м3 (15 - 27 кВт) грузоподъемностью 600-900 кг за счет освоения малогабаритного погрузчика мод. YIIWA с ковшом вместимостью 0, 16 м3 грузоподъемностью высота разгрузки 1715 мм при высоте 535 мм. Габаритные размеры 2805 х 1245 х 1485 мм, масса 1000 кг.
К настоящему времени продолжается освоение новых моделей универсальных малогабаритных погрузчиков с бортовым поворотом на колесном и гусеничном (с резинометаллическими гусеницами) ходу
1.4. Анализ конструкции и параметров малогабаритных погрузчиков данного типа.
В связи с тем, что машины данного типа проектируются для работы в стесненных условиях, главное требование, которое к ним предъявляется - это высокая маневренность, которая достигается набольшими габаритами машины и рабочего оборудования, минимальным радиусом поворота.
Основной особенностью машин является поворот, осуществляемый в результате регулируемой разности частоты вращения движителей правого и левого борта, от иногда и противовращения колес правого и левого борта.
Главным параметром погрузчиков является грузоподъемность. Ввиду того, что машины данного типа применяются на небольших объемах работ, их грузоподъемность находится в.пределах 0, 2 - 0, 4 т. Грузоподъемность ограничивается также условием безопасности работы. Машины имеют комплекс сменного рабочего оборудования и органов, поэтому применяются на самых различных работах и на разных объектах, вследствие этого они должны быть мобильными. В машинах данного типа широкое применение получили элементы объемного гидропривода. Но учитывая сложившуюся обстановку в данный момент в промышленности, проектируемый погрузчик имеет механическую трансмиссию, так как данный вид трансмиссии прост в обслуживании и изготовлении, в отличие от объемного гидропровода, требующего высокого качества изготовления и сборки, более квалифицированное обслуживание
РАЗДЕЛ 2.
КОНСТРУКТОРСКАЯ ЧАСТЬ
Введение
Проектируемый погрузчик представляет собой коротко базовое шасси с главным рабочим органом - основным ковшом. Для выполнения совокупности таких требований как компактность, минимально возможный радиус поворота, достаточная устойчивость, высокое напольное усилие, большая высота подъема, применена своеобразная компоновочная схема
Основной особенностью машины является бортовой поворот, осуществляемый в результате регулируемой разницы частоты вращения движений правого и левого борта.
Силовая установка, включающая в себя четырехтактный карбюраторный двухцилиндровый двигатель CK-12-21 с электростартерным механизмом пуска, размещается с задний части машины, одновременно выполняя роль противовеса. Коробка передач - механическая четырехступенчатая. Трансмиссия также механическая, с приводом на четыре колеса.
Рациональная кинематика обеспечивается стрелой, состоящей из двух коротких плоских лонжеронов, соединена цилиндрическими шарнирами с порталом, ковшом и цилиндрами подъема. Стрела перекрывает боковую проекцию машины, поэтому на рабочее место входят спереди.
Рабочее место машиниста оснащено унифицированным сиденьем и ремнями безопасности, щитком с приборами, позволяющим контролировать работу систем двигателей, трансмиссией и электрооборудования.
Управление машины осуществляется от двух рукояток, расположенных српава и слева от сиденья и соединенных с трансмиссией через механическую систему тяг. Педали служат для управления гидроприводом рабочего оборудования.
Эффективность машины определяется оснащением ее сменными рабочими органами. На машине может устанавливаться основной ковш, уменьшенный ковш, грузовые вилы, подметательная щетка, грузовая стрела и другие рабочие органы
Один микропогрузчик может высвободить нескольких рабочих, занятый тяжелым ручным трудом