close

Вход

Забыли?

вход по аккаунту

Сафин Олег Андреевич. Повышение прочности элементов навески гидромолота

код для вставки
Аннотация
Цель данной выпускной квалификационной работы является повышение
прочности элементов навески гидромолота с целью повышения качества
выполняемых работ и их качества, увеличение их темпов без прироста ресурсов,
сокращение ручного труда.
В разделе «Погрузчики: область применения, навесное оборудование»
выполнено совершенствование и ускорение строительного производства,
подъем его на качественно новый уровень за счет индустриализации и
комплексной механизации основных трудоемких работ
В разделе «Совершенствование конструкции навески гидромолота на
погрузчик» выполнено усовершенствование активного навесного
оборудования с отбойным гидромолотом для расширения области
применения на базе погрузчика ПК-33-01-00.
В разделе «Расчеты параметров конструкции» выполнены: расчет точки
крепления платформы гидромолота; расчет толкающего штифта на прочность;
расчет на прочность направляющей.
В разделе «Определение трудоемкости изготовления опытного образца»
проанализирована трудоемкость изготовления опытного образца в
зависимости от стадий разработки и наличия исходных данных для расчета.
В разделе «Определение трудоемкости изготовления опытного образца»
проанализированы стоимость машино-часа строительных машин, оборудования;
затраты на эксплуатацию машин; стоимость машино-часа строительных
машин; нормативы затрат на перебазирование машин .
В разделе «Определение затрат на эксплуатацию машины» проанализированы
затраты связанные с эксплуатацией машин.
В разделе «Общие требования по обеспечению безопасной
эксплуатации погрузчика с гидромолотом» описаны требования правильной
эксплуатации погрузчика с гидромолотом .
В работе содержится: 6 таблиц, 25 рисунков, 75 формул, список использованной
литературы содержит 9 источников.
Общий объем работы составляет 54 страниц.
Annotation
The purpose of this final qualifying work is to increase the strength of the elements
of the hydraulic hammer Assembly in order to improve the quality of work and
their quality, increase their pace without increasing resources, reducing manual
labor.
In the section "Loaders: application area, attachments" the improvement and
acceleration of construction production, its rise to a qualitatively new level due to
industrialization and complex mechanization of the main labor-intensive works are
executed
In the section "improvement of the design of the hydraulic hammer attachment to
the loader" the improvement of the active attachments with the jackhammer to
expand the scope of application on the basis of the loader PC-33-01-00 Oh?
In the section "design parameters Calculations" are made: calculation of the
mounting point of the hydraulic hammer platform; calculation of the pushing pin
for strength; calculation of the guide strength.
In the section" determination of the complexity of manufacturing a prototype "
analyzed the complexity of manufacturing a prototype, depending on the stages of
development and the availability of input data for the calculation.
In the section "Determination of the complexity of manufacturing of the prototype"
analyzed the cost of machine-hours of construction machinery and equipment;
operation cost; cost of machine-hours of construction machinery; standards; costs
of relocation of machinery.
In the section "Determining the cost of operation of the machine" analyzed the
costs associated with the operation of machines.
See "General requirements for security
operation of the loader hammer" describes the requirements proper operation of the
loader hammer .
The paper contains: 6 tables, 25 figures, 75 formulas, references contains 9
sources.
The total volume of work is 54 pages.
ОГЛАВЛЕНИЕ
ВВЕДЕНИЕ……………………………………………………………………………………..5
1. ПОГРУЗЧИКИ: ОБЛАСТЬ ПРИМЕНЕНИЯ, НАВЕСНОЕ
ОБОРУДОВАНИЕ…………………………………………………………...6
2. СОВЕРШЕСТВОВАНИЕ КОНСТРУКЦИ НАВЕСКИ
ГИДРОМОЛОТА НА ПОГРУЗЧИК……………………………………..16
3. РАСЧЕТЫ ПАРАМЕТРОВ КОНСТРУКЦИИ……………………........27
3.1. Расчет элементов конструкции на прочность……………………...34
3.2. Расчет на прочность направляющей………………………………...36
4. ОПРЕДЕЛЕНИЕ ТРУДОЕМКОСТИ ИЗГОТОВЛЕНИЯ ОПЫТНОГО
ОБРАЗЦА……………………………………………………………………41
5. ОПРЕДЕЛЕНИЕ ЗАТРАТ НА ЭКСПЛУАТАЦИЮ МАШИНЫ……44
6. ОБЩИЕ ТРЕБОВАНИЯ ПО ОБЕСПЕЧЕНИЮ БЕЗОПАСНОЙ
ЭКСПЛУАТАЦИИ ПОГРУЗЧИКА С ГИДРОМОЛОТОМ………….47
6.1. Специальные требования………………………………………...……48
6.2. Пожарная безопасность…………………………………………….50
6.3. Измерение параметров гидравлической и пневматической систем
погрузчика……………………………………………………………......51
6.4. Требования экологической безопасности………....….......................53
ЗАКЛЮЧЕНИЕ…………………………………………………………….54
СПИСОК ИСПОЛЬЗОВАННЫХ ИСТОЧНИКОВ………………………………….54
ПРИЛОЖЕНИЕ А…………………………………………………………….……….…55
4
ВВЕДЕНИЕ
Развитие строительного и дорожного машиностроения в значительной
степени определяется решением таких узловых проблем, как повышение
качества выполняемых работ, увеличение их темпов без прироста ресурсов,
сокращение ручного труда.
Широкое внедрение комплексной механизации способствует повышению
производительности, сокращению сроков строительства и его себестоимости.
Одно из направлений механизации – использование базового агрегата с
комплектом навесного оборудования.
Так отдельные иностранные компании, производящие погрузчики создали и
выпускают до 60 наименований дополнительного навесного оборудования.
Учитывая положительный опыт и широкую область применения
строительных машин с ударными рабочими органами представляется
целесообразным создание активного навесного устройства к фронтальному
погрузчику.
Так как стрела погрузчика имеет недостаточное количество степеней
подвижности для эффективного использования гидромолота, то необходимо
провести ее усовершенствование.
В настоящей выпускной квалификационной работе усовершенствована
несущая рама, которая шарнирно устанавливается на штатную стрелу
фронтального погрузчика ПК-33-01-00.
Рама предназначена для установки платформы с гидромолотом ГМо-1 и
обеспечивает дополнительную степень подвижности гидромолота – поперек оси
базовой машины.
5
1 ПОГРУЗЧИКИ: ОБЛАСТЬ ПРИМЕНЕНИЯ, НАВЕСНОЕ
ОБОРУДОВАНИЕ
Совершенствование и ускорение строительного производства, подъем
его на качественно новый уровень возможны исключительно за счет
индустриализации и комплексной механизации основных трудоемких работ с
конечной целью полного исключения ручного труда. Широкое внедрение
комплексной механизации способствует сокращению сроков строительства и
его себестоимости, повышению производительности труда. В свою очередь
комплексная механизация невозможна без насыщения строительства
необходимым
количеством
высокопроизводительных
машин
и
оборудования.
Развитие строительного и дорожного машиностроения в значительной
степени определяется решением таких узловых проблем, как повышение
качества выполняемых работ, увеличение их темпов без прироста ресурсов,
сокращение ручного труда.
Для решения этих проблем осуществляется разработка и выпуск
машин, специально предназначенных для ликвидации ручного труда, машин
повышенной единичной мощности и производительности и, наконец, машин,
обеспечивающих существенную экономию топлива и других энергоресурсов.
Независимо от назначения и размера машин, используемых в
транспортном строительстве, а также при эксплуатации и ремонте
транспортных сооружений, можно отметить общие тенденции их
технического усовершенствования, в основе которых лежит стремление
повысить эффективность работы за счет сокращения продолжительности
рабочего цикла и снижение утомляемости оператора.
К таким тенденциям можно отнести:
 увеличение числа сменных рабочих органов, использование
быстродействующих захватов для их перестановки;
 повышение комфортности и безопасности кабин, автоматизация
систем контроля и управления, более удобное расположение органов
управления и снижение усилий на рукоятках, увеличение обзорности,
принудительная вентиляция и кондиционирование кабин, улучшение
звуко- и виброизоляции, защита кабины конструкциями FOPS - при
падении тяжелых предметов, и ROPS при опрокидывании машины;
 повышение надежности машин, улучшение качества очистки и
увеличение срока службы рабочих жидкостей, расширенный контроль
технического состояния машин, автоматическая диагностика их
агрегатов и систем, снижение трудоемкости и увеличение
периодичности технических обслуживаний;
 увеличение мощности силовых установок, рабочих и транспортных
скоростей, маневренности, заправочных емкостей, тяговых усилий,
давлений в гидросистемах;
 снижение токсичности выхлопа двигателей внутреннего сгорания,
изоляция интенсивных источников шума, использование биологически
нейтральных или разлагающихся на открытом воздухе рабочих
6
жидкостей, исключение утечек рабочих жидкостей благодаря
надежным быстроразъемным соединениям [6].
С целью увеличения темпов строительных работ освоен выпуск ряда
высокопроизводительных машин: гидравлических экскаваторов на гусеничном
ходу тракторного типа, стреловых кранов, одноковшовых погрузчиков,
бульдозеров, автогрейдеров, скреперов, комплектов машин для скоростного
строительства дорог и др.
Большое значение придается в отрасли насыщению строительного
комплекса многофункциональных машин, оснащенными широкими наборами
сменного рабочего оборудования. Резкое повышение производительности
труда и качества работ в строительстве, облегчение труда машинистов
обеспечивается на основе широкого внедрения и углубления автоматизации
строительных машин, развития нового направления – создания строительных
роботов.
Одноковшовый погрузчик (рисунок 1.1) – самоходная строительнодорожная машина, предназначенная для зачерпывания, перемещения и
погрузки на транспортные средства или в отвалы разрыхленных горных
пород. Основное рабочее оборудование – ковш, закрепленный шарнирно на
конце подъемной стрелы. Наполнение ковша происходит под действием
напорного усилия ходовой части или при заторможенной ходовой части за
счет совместного действия стрелы, рычажного механизма управления
ковшом и силовых гидроцилиндров.
При установке на погрузчик специальных ковшей могут
использоваться для погрузки скальных пород, разработки и погрузки
песчано-гравийных материалов и пород I-II категорий.
Одноковшовые погрузчики классифицируются по следующим
основным признакам:
грузоподъемности – на легкие (6-20 кН), средние (21-40 кН), тяжелые
(41-100 кН), сверхтяжелые (более 100 кН);
 мощности базовой машины – малой (до 75 кВт), средней (76-100 кВт),
мощные (151 кВт-500 кВт), и сверхмощные (более 501 кВт);
 типу базовой машины – на специальном шасси, на модификациях
промышленных тракторов, на тягачах;
 ходовому оборудованию – на пневмоколесном и гусеничном ходу;
 способу разгрузки ковша – с передней (фронтальной), задней
(перекидной), боковой;
 виду
применяемого
оборудования
–
универсальные
и
специализированные;
 назначению – общего назначения и специальные.
7
1– основной ковш; 2 – ковш увеличенной или уменьшенной вместимостью
с зубьями; 3 – двухчелюстной ковш; 4 – каркасный ковш для скальных
пород;
5 –ковш с боковой разгрузкой; 6 – ковш с удлинителями для увеличенной
высоты разгрузки; 7 – ковш с принудительной разгрузкой; 8 – бульдозерный
отвал; 9 – оборудование обратной лопаты; 10 – грейфер; 11 – грузовые вилы;
12 – грузовая стрела с монтажным крюком; 13 – челюстной захват для труб
и лесоматериалов; 14 – монтажно-поворотный захват для установки столбов;
15 – вилы универсального назначения; 16 – плужный снегоочиститель;
17 – шнекороторный снегоотбрасыватель с автономным двигателем
внутреннего сгорания; 18 – кусторез; 19 – корчеватель; 20 – бункер-дозатор;
21 – рыхлитель (асфальтовзламыватель)
Рисунок 1.1 – Одноковшовый погрузчик (а) и его сменное оборудование (б).
8
В странах с развитой экономикой фирмы, производящие строительную
технику, в борьбе за потребителя, в поисках своей ниши на рынке идут на
выпуск большой номенклатуры сменного дополнительного оборудования,
что резко повышает универсальность выпускаемых машин. Известно, что,
итальянская фирма “Baraldi” к выпускаемым погрузчикам легкого и среднего
типоразмера мощностью до 148 кВт разработала комплект, состоящий из
23 видов сменного оборудования, включая кран-манипулятор с
телескопической фрезой, бетоносмеситель, вибровалец, оборудование для
укладки бордюрного камня, подметально-уборочное и др. Аналогичным
образом поступают и фирмы, производящие другие строительные машины.
В зависимости от вида выполняемых работ возможно применение
дополнительного оборудования. Анализ оборудования показывает:
 часть предлагаемого дополнительного оборудования повышает
эффективность погрузчика как землеройно-транспортной машины
(грейдер-элеватор и т.п.);
 другая часть оборудование повышает универсальность машины.
Рассмотрение обоих видов оборудования заслуживает внимания.
С другой стороны, ряд дополнительного оборудования может быть
использован на погрузчике без существенных изменений в конструкции
машины.
В то же время имеются виды дополнительного оборудования,
требующие существенных изменений их конструкции (установка
ходоуменьшителя, дополнительного энергетического оборудования и т.п.).
Для
оценки
эффективности
применения
дополнительного
оборудования применяют коэффициент применяемости [3]
Ï i   Pi 100 ,
(1.1)
где Пi – коэффициент применяемости данного вида дополнительного
оборудования в перечне работ, выполняемых базовой машиной;
Pi – удельный вес вида работ, в котором используется дополнительное
оборудование в процентах в годовом объеме работ базовой машины.
9
1 – ковш, 2 – гидроцилиндры управления ковшом, 3 – кабина
оператора,
4 – двигатель, 5 – заднее пневмоколесо, 6 – задняя рама, 7 – шарнирное
сочленение рамы, 8 – передняя рама, 9 – переднее пневмоколесо, 10 – стрела
Рисунок 1.2 – Устройство пневмоколесного одноковшового погрузчика.
Фронтальный погрузчик (рисунок 1.2) состоит из пространственной
стреловой конструкции, одной осью закрепленной с передней часть рамы
машины, а средней частью опирающейся на штоки гидроцилиндров
опускания/подъема стрелы. Сами гидроцилиндры шарнирно опираются на
раму. На консольном конце стреловой конструкции крепится рабочее
оборудование,
наклон
которого изменяется одним
или двумя
гидроцилиндрами через рычажный механизм наклона.
Пространственный рычажный механизм имеет исполнение Z или H.
В Z – механизме (рисунок 1.3, а) точка опоры рычага находиться между
точками приложения сил, что обеспечивает повышенное усилие на кромке
рабочего органа (ковша). В Н – механизме (рисунок 1.3, б) точка опоры рычага
находится с одной стороны от точек приложения сил, благодаря чему он
отличается увеличенным углом запрокидывания ковша.
Уплотнения шарнирных соединений рычажных механизмов и стрелы
должны надежно удерживать смазку и предотвращать проникновение внутрь
пыли, грязи и влаги. В этом случае увеличивается долговечность шарниров и
снижается трудоемкость их обслуживания.
10
а)
б)
1 – ковш; 2 – рычажный механизм; 3 – колесо; 4 – стрела;
5 – гидроцилиндр наклона ковша; 6 – гидроцилиндр подъема/опускания
стрелы;
7 – элемент рамы погрузчика
Рисунок 1.3 – Устройство рычажного Z (а) и Н (б)- механизма
фронтального погрузчика.
Одним из видов дополнительного оборудования применяемых на
строительных машинах – является отбойный ударно-скалывающий
исполнительный орган.
Мобильные машины (экскаваторы, автомобили, тракторы) с ударноскалывающим исполнительным органом применяются для дробления
негабаритов (куски породы, которые имеют большие размеры, что
затрудняет их транспортировку и переработку), рыхления скальных и
11
мерзлых грунтов, для ломки огнеупорной футеровки во время ремонта
доменных печей, конверторов, сталеразливочных чугуновозных ковшей.
Известен
фронтальный
погрузчик
с
ударно-скалывающим
исполнительным органом (рисунок 1.4) состоит из следующих основных
узлов: гидромолота 1; стрелы 2; гидроцилиндров 3, 4 ,5; базовой машины 6.
К объекту разрушения гидромолот подается при помощи поднятия стрелы 2
гидроцилиндрами 4, при помощи гидроцилиндра 5 производится поджатие
гидроударника к объекту разрушения. Для установления гидромолота в
горизонтальное положение используется гидроцилиндр 3.
1 – гидромолот; 3, 4, 5 – гидроцилиндры;
2 – стрела-манипулятор; 6 – базовая машина
Рисунок 1.4 – Фронтальный погрузчик с быстросменным
ударно-скалывающим исполнительным органом.
В известной конструкции стрела обеспечивает реализацию следующих
перемещений:
 подъём и опускание стрелы 1 ;
 поворот ударного устройства  2 ;
 подача ударного устройства к объекту Õ1 .
Приведенная схема фронтального погрузчика с ударно-скалывающим
исполнительным органом обладает необходимой степенью подвижности и
имеет малое число узлов сочленения. Однако это ограничивает размеры
рабочей зоны.
Гидромолот – гидравлическое устройство ударного действия,
предназначенное для преобразования энергии потока рабочей жидкости в
механический импульс, который формируется при ударе бойка по
инструменту и последним передается разрушаемому материалу.
12
6
5
4
3
2
1
8
7
1 – рабочий инструмент; 2 – ограничители хода инструмента;
3 – корпус; 4 – боек; 5 – гидропневмоаккумулятор; 6 – распределитель;
7 – шпильки; 8 – направляющая инструмента
Рисунок 1.5 – Гидравлическое устройство ударного действия (компоновка).
На рисунке 1.5 представлена компоновка гидромолотов. Боек 4,
образующий с корпусом 3 минимум две рабочие камеры, под действием
рабочей жидкости, подаваемой от внешнего источника (насоса), совершает
возвратно-поступательное движение. В направлении рабочего инструмента 1
он движется с ускорением и наносит удар по его торцу. В момент удара
энергия, накопленная бойком в процессе разгона, формирует в инструменте 1
импульс силы, который передаётся обрабатываемой среде (объекту). Одна из
рабочих камер является управляемой, т. е. посредством распределителя 6
поочередно сообщается с напорной и сливной магистралями внешней
насосной установки. Для стабилизации параметров потока жидкости в
магистрали используется гидропневмоаккумулятор 5. В пневмогидромолоте
рабочая жидкость подается в одну, как правило, переднюю камеру, боек
перемещается и сжимает газ в задней камере. Когда давление газа достигает
определенной величины, переключается распределитель и рабочая жидкость
из передней камеры сливается по трубопроводу в маслобак. Под действием
расширяющегося газа боек разгоняется и совершает удар по инструменту [16].
Современные гидромолоты различных фирм-производителей имеют во
многом аналогичные конструкции и включают следующие основные узлы:
рабочий инструмент, поршень-боек, золотник и камеры управления,
гидропневматические аккумуляторы, корпусные детали, защитный кожух,
амортизаторы и уплотнения.
Энергия удара гидромолота оценивается кинетической энергией бойка в
момент его соударения с рабочим инструментом.
13
Корпус монтируется в кожухе – высокопрочной сварной конструкции,
защищающей гидроударник со всех сторон [16].
На кожухе гидромолота предусмотрены места для крепления
гидромолота на стрелу (манипулятор) базовой машины. Монтаж гидромолота
на стрелу экскаватора может быть произведен сверху, сбоку и с поворотным
устройством. Также гидромолот может располагаться на салазках или в
кожухе с направляющими отверстиями и перемещаться посредством
гидроцилиндра подачи (рисунок 1.6)
а)
б)
в)
г)
а - сбоку; б – сверху; в – в кожухе; г – на салазках
Рисунок 1.6. – Монтаж гидромолота на стрелу (манипулятор).
14
Выводы
1) Для повышения унификации погрузчика, а также для уменьшения
простоя машины применяют различные виды сменного рабочего оборудования:
бульдозерный отвал, ковш с принудительной разгрузкой, грузовые вилы,
кусторез, рыхлитель и др.
2) Монтаж гидромолота на стрелу в известных конструкциях ударноскалывающих исполнительных органов производят сверху, сбоку и с
поворотным устройством. Также гидромолот может располагаться на
салазках или в кожухе с направляющими отверстиями и перемещаться
посредством гидроцилиндра подачи.
3) Известен опыт применения отбойного молота на погрузчике. Однако
конструкция навесного оборудования не обеспечивает достаточной рабочей зоны.
4) С цель расширения области применения фронтального погрузчика и
рабочей
зоны
гидромолота
представляется
целесообразным
усовершенствовать конструкцию, позволяющую монтировать на стрелу
гидромолот
и
другое
технологическое
оборудование.
Проводя
усовершенствование необходимо обеспечить прочность конструкции.
15
2
СОВЕРШЕНСТВОВАНИЕ
ГИДРОМОЛОТА НА ПОГРУЗЧИК
КОНСТРУКЦИИ
НАВЕСКИ
В качестве базовой машины выбран погрузчик ПК-33-01-00, который
является самоходной машиной предназначенной для механизации
погрузочных, землеройных и строительно - монтажных работ (при
использовании сменного оборудования) в промышленном, гражданском и
дорожном строительстве, а также в сельском хозяйстве.
Техническая характеристика погрузчика ПК-33-01-00 (рисунок 2.1)
приведена в таблице 2.1.
1 – базовая машина; 2 – тяга; 3 – навесное оборудование
Рисунок 2.1 – Погрузчик ПК-33-01-00
Погрузчик предназначен для эксплуатации в различных климатических
условиях при температуре от минус 40 до плюс 40. К погрузчикам ПК-33-01-00
выпускается дополнительное быстросменное оборудование (см. рисунок 1.1):
 вилы сельскохозяйственные;
 грейдерный отвал;
 вилы грузовые;
 вилы с захватом;
 ковш двухчелюстной;
 крюк монтажный.
16
Таблица 2.1 – Техническая характеристика погрузчика ПК-33-01-00
Параметр
Ед. изм.
Величина
Номинальная грузоподъемность
т
3,3
Эксплуатационная масса
кг
10100
Длина
Ширина
мм
мм
6930
2500
Высота (по кабине)
Колесная база
Колея
Радиус поворота
мм
мм
мм
м
Тип рамы
Коробка передач
Максимальная скорость
передвижения
Количество передач
Рулевое управление
Двигатель
Мощность двигателя
Расход топлива
Емкость топливного бака
Мосты
Шины
3240
2740
2000
5,9
шарнирносочлененная
гидромеханическая
вперед 40 км/ч;
назад 23,6 км/ч.
вперед – 4;
назад – 2.
ручное
Д-260.2
кВт
95
л/моточас
21,2
л
150
ОДМ.73.001-4
21.3 R24.
Для расширения области применения усовершенствованно активное
навесное оборудование с отбойным гидромолотом.
Усовершенствованное навесное оборудование (рисунок 2.2) содержит:
гидромолот ГМо-1, несущую раму 1, стрелу 2, коромысло 3, тягу 4, а также
гидроцилиндры 5 и 6, соответственно для поворота рамы 1 и стрелы 2.
17
1 – навесное оборудование; 2 – стрела; 3 – коромысло; 4 – тяга;
5 – гидроцилиндр подъема стрелы; 6 – гидроцилиндр поворота навесного
оборудования
Рисунок 2.2 – Навесное оборудование фронтального погрузчика
с отбойным гидравлическим молотом
Несущая рама 1 гидромолота соединяется шарнирно со стрелой 2 и
тягой 4, вторым концом соединена с коромыслом 3. Коромысло 3
установлено шарнирно на стреле 2 и соединено пальцем со штоком
ковшового гидроцилиндра. На стреле имеются проушины для установки
штоков стреловых гидроцилиндров 6, а также для крепления коромысла.
Соединения
штоков
гидроцилиндров
выполнено
при
помощи
самоустанавливающихся шарнирных подшипников ШСЛ60К. Элементы
погрузочного оборудования: стрела, коромысло и тяга выполнены в виде
сварных конструкций.
Сварная несущая рама 1 (рисунок 2.3) с помощью проушин на
задней стенке соединяется шарнирно со стрелой и тягой погрузчика. Вдоль
рамы расположены направляющие 2, по которым перемещается каретка 3.
На каретке выполнены направляющие замка транспортного положения, и
кронштейны крепления гидромолота в рабочем положении. Движение каретки
в рабочем положении осуществляется за счет гидроцилиндра с двухсторонним
штоком 5, который с помощью штифта 4, толкает платформу, закрепленную
замками на каретке 3. Горизонтальный рабочий диапазон, осуществляемый
гидроцилиндром с двухсторонним штоком, равен 1052 мм. Таким образом,
18
осуществляется горизонтальное перемещение гидромолота. На несущей раме
расположенные фиксаторы замка 6 для транспортного положения
гидромолота, соединенные с рамой болтам 7. Чтобы при транспортировке не
произошло самопроизвольное открытие замков, применяются фиксаторы.
1 – сварная несущая рама; 2 – направляющие; 3 – каретка;
4 – штифт толкающий; 5 – гидроцилиндр с двухсторонним штоком;
6 – фиксатор замка; 7 – болты крепления фиксатора
Рисунок 2.3 – Рама с механизмом горизонтального перемещения
Каретка (рисунок 2.4) содержит два полых квадрата 4, с отверстиями
под направляющие. Квадраты между собой соединены посредством плиты и
ребер жесткости 1.
К квадрату 4 на сварном соединении крепится направляющая замка 2
для транспортного положения, служащая для соосности ключа и фиксатора
замка, также кронштейны 3 крепления гидромолота, которые в рабочем
положении жестко соединяют платформу гидромолота и каретку
посредством замков.
19
1 – ребра жесткости; 2 – направляющие замка; 3 – кронштейны крепления;
4 – полый квадрат; 5 – соединительная плита
Рисунок 2.4 – Каретка
20
1 – боковины; 2 – кронштейны стрелы; 3 – кронштейны тяги;
4 – плита рамы; 5 – пластины (ребра жесткости)
Рисунок 2.5 – Несущая рама
Плита 4 (рисунок 2.5) несущей рамы является основой конструкции. В
плите находятся отверстия для крепления фиксатора замка и отверстия для
вставки ключа замка транспортного положения. К плите с двух сторон
присоединяются на сварном соединении две боковины 1, на которые
монтируются направляющие и двухсторонний гидроцилиндр. К плите также
на сварном соединении крепятся кронштейны 2 и 3, у которых по сравнению
с известными конструкциями увеличен линейный размер для увеличения
сварочного шва к основной раме. Кронштейны 2 служат для соединения
несущей рамы со стрелой погрузчика. А кронштейны несущей рамы с тягой.
Для увеличения жесткости конструкции применяем пластины 5. Несущая рама
крепится к навеске при помощи кронштейнов 1 и 2 (рисунок 2.6). Кронштейны
представляют собой сварные неразъемные соединения, внутри которых есть
отверстия, в которые вставляются пальцы 4 и 12. Пальцы фиксируются с
помощью штифтов 3, 8, и втулок 7 и 9. В центре пальца соединительного,
между кронштейнами установлены шарнирные подшипники 6 и 11, которые
21
соединены с тягой 5 и стрелой 10. Шарнирные подшипники позволяют
свободно вращаться несущей раме вокруг креплений стрелы.
1 – кронштейны тяги; 2 – кронштейны стрелы; 3, 8 – штифты;
4, 12 – пальцы; 5 – тяга; 6 и 11 – шарнирные подшипники;
7 и 9 – втулки; 10 – стрела
Рисунок 2.6 – Крепление несущей рамы на стрелу погрузчика
Для перемещения каретки усовершенствован цилиндр с двухсторонним
штоком, конструкция которого представлена на рисунке 2.7.
Рабочая жидкость подается в камеры цилиндра подается по полым
штокам 4. Под действием силы давления жидкости корпус 3 гидроцилиндра
свободно перемещается вдоль штока 4. В зависимости от того в какую
полость подается рабочая жидкость осуществляется движение цилиндра
влево или вправо.
Для уплотнения штока ставятся уплотнительные кольца 11 и манжета 9.
Для уплотнения крышки гидроцилиндра установлены уплотнительные
кольца 12. Во избежание перетечек рабочей жидкости через поршень между
рабочими камерами гидроцилиндра установлены уплотнительные кольца 17.
На корпус гидроцилиндра 3 на сварном соединении крепится обойма с двумя
резьбовыми отверстиями для установки толкающего штифта, который служит
для перемещения каретки с гидромолотом в горизонтальном направлении.
22
1 – крышка гидроцилиндра; 2 – вставка; 3 – корпус гидроцилиндра;
4 – полые штока гидроцилиндра; 5 – сопла; 6 – стопора; 7 – поршень;
8 – штуцера; 9 – манжеты; 10, 12 и 17 – уплотнительные кольца;
11, 13 и 18 – защитные кольца; 14 – втулка; 15 – толкающий штифт;
16 – обойма
Рисунок 2.7 – Гидроцилиндр с двухсторонним штоком
Так как прежняя схема соединения навесного оборудования со стрелой
и тягой не обеспечивает необходимых положений рабочего инструмента
гидромолота (рисунок 2.7), в усовершенствованной конструкции выполнена
иная схема соединения (рисунок 2.8).
23
Рисунок 2.7 – Кинематика навесного оборудования до модернизации
Это позволило увеличить рабочий диапазон гидромолота, по
сравнению с прежней конструкцией. В частности глубина разработки грунта
увеличилась до 1400 мм, а высота подъема – 4400мм. Угол поворота
гидромолота в самом нижнем положении составляет 6º от себя и 69º на себя.
В среднем положении угол поворота исполнительного органа равен 55º от
себя и 5 º на себя. И в самом верхнем положении при максимальном
выдвижении штока гидроцилиндра подъема стрелы угол поворота
гидромолота составляет 102 º от себя.
24
Рисунок 2.8 – Кинематика навесного оборудования после модернизации
25
Выводы
1) Усовершенствована несущая рама, в которой установлены
параллельно направляющие, между которыми расположен гидроцилиндр с
двухсторонним штоком и толкающим штифтом на корпусе. На
направляющих установлена каретка.
2) Конструкция
обеспечивает
перемещение
гидромолота,
монтируемого на каретке в горизонтальном направлении на 1052 мм, а также
перевод гидромолота в транспортное положение при смене позиции
специального замка.
3) Кронштейны повышенной прочности расположенные на тыльной
стороне рамы обеспечивают ее монтаж на штатную стрелу фронтального
погрузчика ПК-33.
26
3 РАСЧЕТЫ ПАРАМЕТРОВ КОНСТРУКЦИИ
Рассчитаем наиболее рациональную точку крепления платформы
гидромолота (замка) в транспортном положении, так как от этого зависят
габариты платформы, а также необходимая сила, толкающая гидроцилиндр
двухстороннего действия.
Для уменьшения габаритов платформы гидромолота необходимо чтобы
ход L0 (рисунок 3.1) ее относительно гидроцилиндра двухстороннего
действия был минимальным. Ход каретки относительно гидроцилиндра
зависит от расположения точки O крепления платформы при повороте
гидромолота в транспортное положение, а также от высоты h, на которую
выступает гидромолот относительно навесной плиты крепления. b –
расстояние от оси гидроцилиндра до нижнего края несущей плиты. r –
радиус поворота нижней точки гидромолота, r0 – радиус поворота точки
каретки гидромолота, в которой находится ключ замка транспортного
положения.
Из геометрического построения (рисунок 3.1) выведем значение L0
относительно параметров x, y, h.
r  x 2  ( y  b  h)2
r0  x 2  y 2
x
  a tan(
y  b  h)
yb
  a cos(
)
r
x
  a tan( )
y
Если α+γ<=90º, d 
y
cos(   )
y
Если α+γ>90º, d 
 cos(   )
d
Если α+γ<=90º, h0  y
d  r0
d  r0
Если α+γ>90º, h0  y
d
 r0
yb
)
r
ω ν β
h0
L0 
sin 
  a sin(
27
Рисунок 3.1 – Расчетная схема к определению кинематических
и динамических параметров.
28
L0, мм
900
800
700
600
500
400
300
200
100
0
10
110 210 310 410 510 610 710 810 910 1010 1110 1210 1310 1410 1510
y, мм
L0, мм
900
800
700
600
500
400
300
200
100
0
100 150 200 250 300 350 400 450 500 550 600 650 700 750 800 850
x, мм
L0, мм
800
700
600
500
400
300
200
100
0
500 550 600 650 700 750 800 850 900 950 1000 1050 1100 1150 1200 1250
h, мм
Рисунок 3.2 – Графики зависимости величины перемещения L0 штифта
При решении уравнений последовательно относительно y, x, h.
Получаем зависимости перемещения L0 гидромолота относительно
гидроцилиндра.
29
H=1130
мм
гидроцилиндра от геометрических параметров y, x, h.
Наименьшие значения L0 получаются при минимально возможных
значениях параметров x, y, h.
Расчет сил, действующих на двухсторонний гидроцилиндр при
перемещении гидромолота в транспортное положение.
Центра
масс
гидромолота
с
платформой
находится
на
расстоянии H = 1130 мм от нижнего края гидромолота (рисунок 3.3). Масса
гидромолота с кареткой М = 220 кг. Расположение центра масс и самой
массы вычислено в автоматизированном режиме в системе “Компас 3D”.
Рисунок 3.3 – Расположение центра тяжести гидромолота с платформой.
Вычислим зависимость максимальной силы P действующей со стороны
двухстороннего гидроцилиндра от расположения точки O (рисунок 3.4) – x, y,
а также величины h. Момент силы P относительно точки О равен моменту
силы тяжести G гидромолота с кареткой относительной той же точки О.
Максимального значения сила P достигает, когда плечо силы G
максимально относительно О. Если α + φ < 90º плечо силы G равно l + x,
если α + φ > = 90º плечо силы G равно r1.
h1  y  b  h  H
r1  ( x 2  h12 )

k  2  r1  sin
2
30
  a tan
  
x
h1

2
k
l
cos 
Если α + φ < 90º, то
PG
xl
,
y
если α + φ > = 90º, то
PG
r1
y
Как видно из графиков (рисунок 3.5) максимально необходимая
толкающая сила гидроцилиндра увеличивается при увеличении h и x, и
уменьшается при увеличении значения y, причем значительное увеличение
происходит при y < 250 мм.
31
Рисунок 3.4 – Расчетная схема к определению толкающей силы
гидроцилиндра при переводе гидромолота в транспортное положение.
32
Pmax, H
9000
8000
7000
6000
5000
4000
3000
2000
1000
0
100 150 200 250 300 350 400 450 500 550 600 650 700 750 800 850
x, мм
Pmax, H
7000
6000
5000
4000
3000
2000
1000
0
600
700
800
900
1000
1100
1200
1300
150
250
350
450
550
650
750
h, мм
Pmax, Н
8000
7000
6000
5000
4000
3000
2000
1000
0
50
y, мм
Рисунок 3.5 – Графики зависимости необходимой толкающей силы
гидроцилиндра P от геометрических параметров y, x, h.
33
Анализ расчетных зависимостей показывает что, чем меньше высота h, на
которую выступает гидромолот относительно навесной плиты крепления тем,
меньше ход каретки гидромолота L0, и меньше толкающая сила P. Поэтому
уровень задней стенки гидромолота будет находиться на одном уровне с
верхней стенкой плиты навески. h = 1050 мм. Расстояние между
направляющими – 400 мм, тогда b = 300 мм. Крепление гидромолота для
транспортного положения будет между верхней трубой и верхним краем плиты
навески значение y = 262 мм. Значение x = 175 мм принимаем наименьшее
возможное из условия монтажа. При этих конструктивных значениях по
приведенным выше формулам вычисляем значение силы Pmax = 4300 Н.
3.1 Расчет элементов конструкции на прочность
Расчет толкающего штифта на прочность
Рисунок 3.6 – Расчетная схема штифта двухстороннего гидроцилиндра.
Принимаем допускаемые напряжения на смятие [ см ] = 25 МПа и срез
[ τ ср ] = 20 МПа.
Из условия прочности на смятие определяем площадь контакта штифта
с плитой:
S ñì 
P
[ ñì ]
;
Sñì  172 мм2.
Из условия прочности на срез определяем площадь штифта:
S ñð 
P
[ ñð ]
;
мм2.
Расчет замка закрепления в транспортное положение
Sñð  21,5
Рисунок 3.6 – Расчетная схема замка транспортного положения.
34
На замок крепления действуют силы тяжести гидромолота с кареткой
G, и движущая сила гидроцилиндра P. Их суммарная сила равна:
R  P2  G 2 ;
R = 4830 Н.
Принимаем допустимые напряжения на смятие [ см ] = 25 МПа
и срез [ τ ср ] = 20 МПа.
Из условия прочности на смятие определяем площадь контакта замка
крепления с кронштейном каретки:
S ñì 
R
[ ñì ]
;
S ñì  193 мм .
2
Высота смятия равна 5 мм, тогда линия контакта должна быть больше
38,6 мм. Принимаем ключ замка круглого сечения и диаметром 40 мм, линия
контакта его равна π D / 2 = 62,8 мм > 38,6 мм.
Из условия прочности на срез определяем площадь сечения ключа замка:
S ñð 
R
[ ñð ]
;
мм2.
Площадь сечения выбранного ключа диаметром 40 мм, равна 1256 мм2.
Выбранное сечение удовлетворяет условию прочности.
Расчет двухстороннего гидроцилиндра
Шток гидроцилиндра выбираем диаметром d = 40 мм. Давление насоса
примем номинальным, но с коэффициентом запаса равным k = 2. Давление
насоса НШ-50М-4Л pн = 20 МПа. Максимально необходимая сила
действующая на гидроцилиндр Pmax= 4300 Н, вычислим минимально
необходимую площадь поршня гидроцилиндра.
Sñð  2415
k  P max
pí
2  4300
2

 3225 мм
6
20 10
S ÃÖ 
SÃÖ
Вычислим минимальный диаметр поршня гидроцилиндра DÃÖ , для того
чтобы он смог переместить каретку с гидромолотом в транспортное
положение.
4  S ÃÖ
DÃÖ 
DÃÖ 

4  32, 25

 64 мм
Выбираем диаметр поршня гидроцилиндра равным
Соответственно диаметр штока гидроцилиндра будет равен 40 мм.
70
мм.
35
3.2 Расчет на прочность направляющей
Рисунок 3.6 – Схема для расчета направляющей.
Нормальные напряжения находятся из уравнения
M '  y н M"  z н


.
J z0
J y0
Здесь ун, zн – координаты точки сечения, наиболее удаленной от
нейтральной линии;
J z , J y – главные моменты сечения.
При постоянной толщине сечения напряжения обусловлены
зависимостью
0
0

M кр
2  F0
.
где F0 – площадь, ограниченная средней линией контура.
Определив нормальные и касательные напряжения в точках, где значения
 или  максимальны, находят приведенное напряжение в этих точках:
 пр   2  4 2  .
Исходные данные: материал: сталь 09Г2; тип сечения: квадратная труба 150 х
8; усилие вывешивания решетки Рвыв = 150 кН; усилие сдвига Qсдв = 170
кН.
36
h – высота сечения, м; t – толщина стенки, м; 1, 2 – рассматриваемые в
расчете точки.
Рисунок 3.7 – Сечение поперечной балки
Проверка прочности сечения стержня
Таблица 3.1 – Исходные данные для стержня
Продольное
усилие
Поперечное
усилие
Поперечное
усилие
Момент
кручения
Изгибающий
момент
Изгибающий
момент
N, Н
Qу, Н
Qx, Н
Т, Н мм
Му, Н мм
Мх, Н мм
826,28
-112090,98 -103401,97
2496069
19179242
24469752
Рисунок 3.8 – Геометрические характеристики сечения
Площадь сечения А, мм2:
А = 2 ∗ (h ∗ t + (h − 2t) ∗ t,
где h – высота сечения, h=150 мм; t – толщина стенки, t=8 мм.
м2.
37
A = 2 ∗ (150 ∗ 8 + (150 − 2 ∗ 8) ∗ 8) = 4544 мм2
Моменты инерции относительно главных центральных осей Iх и Iу м4:
h4 (h − 2t)4
Ix = Iy =
−
,
12
12
I = I =
1504
12
−
(150−2∗8)4
= 153,1 ∗ 105 мм4
12
Расчет эквивалентных напряжения для точки 1
Суммарные нормальные напряжения по формуле (25) при y=75 мм,
x = 75 мм:
Σ =
826,28
4544
+
24469752
153,1∗105
∗ 75 +
19179242
153,1∗105
∗ 75 = 94,07 МПа
Касательные напряжения  , МПа:
 =
 ∗∗
2∗
,
где b – расстояние между стенками, b=142 мм; y – расстояние от
горизонтальной оси х-х до рассматриваемой точки, y=75 мм.
 =
103401,97∗142∗75
2∗153,1∗105
= 35,96 МПа.
Касательные напряжения у рассчитаны по формуле при bx=2t=16 мм:
у = 0.
Касательные напряжения Мкр , МПа:
Мкр =
кр =

2∗(ℎ−)(ℎ+)∗
826,28
2∗(150−8)(150+8)∗8
,
= 0,002 МПа.
Суммарные касательные напряжения по формуле :
Σ = 35,96 + 0 + 0,002 = 35,962 МПа.
Эквивалентные напряжения по формуле :
экв = √94,072 + 3 ∗ 35,9622 = 112,822 МПа.
38
Расчет эквивалентных напряжения для точки 2
Суммарные нормальные напряжения при y = 0 мм, х = 75 мм:
Σ =
826,28
4544
+
24469752
153,1∗105
∗0+
191794242
153.1∗105
∗ 75 = 69,21МПа.
Рисунок 3.9 – Схема к определению статического момента
Площади отсеченных частей:
Аотс1 = 150 ∗ 8 = 1200 мм2.
Аотс2 = 2 ∗ 0,067 ∗ 8 = 1072 мм2.
Статический момент по формуле при ус1=71 мм, ус2=34 мм:

отс1
= 12 ∗ 71 = 852 м3.

отс2
= 107 ∗ 34 = 3638 м3.

отс
= 852 + 3638 = 4490 м3.
Касательные напряжения при  = 16 мм:
 =
112090,98∗4490
153,1∗105 ∗16
= 2,054 МПа.
Касательные напряжения при b=142 мм, y=0:
.
Касательные напряжения:
Мкр =
826,28
2∗(150−8)∗(150+8)∗8
= 0,0023 МПа.
Суммарные касательные напряжения :
Σ = 2,054 + 0,0023 = 2,056 МПа.
39
Эквивалентные напряжения по формуле :
экв = √69,212 + 3 ∗ 2,0562 = 69,3МПа.
В результате расчетов, выяснилось, что самая нагруженная точка 1.
Проверка выполнения условия прочности :
112,822 МПа < 217,9 МПа.
40
Выводы
1) Выполнены расчеты необходимого усилия для гидроцилиндра и
перевода гидромолота в транспортное положение, выбрана рациональная
схема расположения замка транспортного положения.
2) Минимальная площадь движущего штифта необходимая по условия
прочности на срез и смятие составляет – Sñð  21,5 мм2; Sñì  172 мм2
3) Наименьшая площадь ключа замка для транспортного положения,
необходимая по условию прочности – 1256 мм2
4) При номинальном давлении жидкости
pн = 20 МПа, диаметр
поршня и штока гидроцилиндра перемещения каретки должны быть –
D =70 мм и d =40 мм.
5) Выполнены прочностные расчеты направляющей манипулятора
погрузчика.
6) Условие прочности соблюдается, т.к. в металлоконструкции машин
допускается превышение допускаемых напряжений на 5%. В данном случае
напряжения меньше на 105,078 МПа, что составляет 51,77%
41
4 ОПРЕДЕЛЕНИЕ ТРУДОЕМКОСТИ ИЗГОТОВЛЕНИЯ
ОПЫТНОГО ОБРАЗЦА
Трудоемкость изготовления опытного образца определяется различно в
зависимости от стадий разработки и наличия исходных данных для расчета.
Если имеются нормативы времени, трудоемкость рассчитывается
уточненным методом путем суммирования по отдельным операциям и
процессам изготовления и сборки. При отсутствии нормативов времени
трудоемкость изготовления, и сборки нового оборудования устанавливается
укрупненным методами, например, методом аналогов, методом
использования нормативов удельной технологической трудоемкости.
По методу использования удельной технологической трудоемкости
общая технологическая трудоемкость нового оборудования определяется по
формуле:
Т0=Туд − Ризд
(4.6)
где Т уд – удельная технологическая трудоемкость на тонну массы изделия.
В удельной технологической трудоемкости предусмотрены все затраты
труда рабочих, выполняющих основной технологический процесс,
независимо от применяемых форм оплаты труда.
Ризд – масса изделия, в тоннах, за исключением массы покупных
изделий и металлоемких деталей.
Для определения удельной технологической трудоемкости на тонну
массы изделия в зависимости от группы сложности изготовления изделия и
средней массы одной детали нового оборудования используем таблицуномограмму. Основными факторами, определяющими характеристику
группы сложности,
принята
конструктивная и технологическая
характеристика изделия.
Конструктивная характеристика определена сложностью передач, а
технологическая – долей механической обработки, сварки, средним классом
точности изготавливаемых деталей, требованиям к чистоте обработки
рабочих органов, регулировкой и т.д.
Установлено 12 групп сложности. Выбираем 5 группу сложности.
Средняя масса одной детали нового оборудования определена по
формуле:
Рд = (Ризд − ( + РM)) ∕ (Nориг + Ny)− (NД1 + NД2) ,
(4.7)
где Ризд – общая масса изделия, кг;
Рn – масса покупных комплектующих изделий, кроме крепежных, кг;
Рм – масса металлоемких, но не трудоемких деталей (грузы,
противовесы и т.п. детали), кг;
Nориг – количество оригинальных деталей, входящих в изделие, шт.;
Ny – количество унифицированных и нормализованных деталей (кроме
крепежа), шт.;
42
NД1 – количество деталей из войлока, резины, дерева, картона,
пластмассы (шайбы, прокладки, кольца и т.п.), шт.;
N Д2 – количество металлоемких, но не трудоемких деталей (грузы,
противовесы и т.п.), шт.
Для упрощения расчетов в курсовой работе принимаем Рп = 20% от
общей массы изделия Ризд, масса металлоемких деталей Рм = 10% от общей
массы изделия Ризд, NД1 = 0, а количество металлоемких деталей NД2 =16.
Подставляя все значения в формулу (5.7), получим:
Рд = [ 28000 − ( 5600 + 2800 )] / [ ( 23 + 342 ) − 16 ] = 56,16 кг
Определяем удельную технологическую трудоемкость в нормо-часах
на тонну массы изделия для опытного образца.
Туд = 324 н∙ч/т
Тогда, общая технологическая трудоемкость, по формуле (4.6),
будет равна:
То = 324∙[ 28- (5,6 + 2,8)] = 6350,4 н∙ч
43
Таблица 4.1 – Полная себестоимость и цена спроектированной конструкции
№
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
11
12
№
Наименование затрат
Сумма, руб.
Примечания
32536
80% п. 3
-
по данным
предприятия
3
Тарифная заработная плата
29050
Зтар=Сч⋅tон
4
Основная заработная плата
40670
п. 3⋅1,4
5
Полная заработная плата
44737
п. 4⋅1,1
6
Отчисления на социальные нужды
11631
26% п. 4
7
Затраты на ТПП
40670
100% п. 4
8
Общецеховые расходы
122010
300% п. 4
9
Общехозяйственные расходы
81340
200% п. 4
1
Итого: Производственная себестоимость
373594
1
Коммерческие расходы
37359,4
2% п. 10
1
Итого: Полная себестоимость
410283,4
п. 10+п. 11
1
Стоимость материалов
2
Покупные комплекты изделий
13
Рентабельность
30%
14
Прибыль
1
Исходная цена
1232860,2
п 12+п 14
534239,4
20% п15
1
Налог НДС
160271,8
18%
1
Отпускная себестоимость
694511,2
п15+п16
15
16
17
44
5 ОПРЕДЕЛЕНИЕ ЗАТРАТ НА ЭКСПЛУАТАЦИЮ МАШИНЫ
Затраты, связанные с эксплуатацией машин обычно рассчитываются на
машино-час.
Себестоимость машино-часа строительных машин, оборудования
включает выраженные в денежной форме и отнесенные к одному часу смены
затраты на подготовку машины к работе на данной площадке, содержание ее
в работоспособном состоянии и на ее эксплуатацию. На основе данных о
себестоимости машино-часа могут быть рассчитаны затраты на
эксплуатацию машины, отнесены к смене и к любому другому отрезку
времени. Затраты на эксплуатацию машин распределяют на три группы:
1) единовременные затраты – затраты предварительные, обычно
связаны с доставкой машины на территорию строительства, ее монтаж;
2) годовые затраты – это амортизационные суммы и затраты на
содержание и ремонт вспомогательных путей, дорог. Эти затраты при
включении в себестоимость делят на число часов работы машины в году;
3) текущие эксплуатационные затраты – это затраты на техническое
обслуживание ТО и текущий ремонт ТР, на износ и ремонт сменной оснастки
машин, на энергоматериалы. Особое место в текущих эксплуатационных
затратах занимает заработная плата персонала, управляющего работой
машины и осуществляющего ежесменный текущий уход за ней.
Наряду с ежесменными, годовыми и текущими затратами существуют
затраты, которые относятся не к отдельно взятой машине, а ко всему парку в
целом. Это затраты по материально-техническому обеспечению ремонта, по
технике безопасности, хранения машин и т.д. Они называются косвенными и
определяются путем начисления на заработанную плату всех
эксплуатационных и ремонтных рабочих. Сметные затраты на эксплуатацию
средств механизации рассчитываются всегда на машино-смену, а затем
принятую единицу строительно-монтажных работ путем умножения сметной
себестоимости машино-смены на число машино-смен.
Стоимость машино-часа строительных машин определяется по
следующей формуле:
Смаш = А + З + Б + Э + Г + Р + П,
(4.8)
где Смаш – стоимость одного машино-часа эксплуатации строительной
машины, руб:
Л – норматив постоянных эксплуатационных затрат - нормативы
амортизации на полное восстановление машин, руб. машино-час;
3 – норматив зарплаты рабочих управляющих машиной, руб. час:
Б – норматив затрат на замену быстроизнашивающихся частей, руб.
машино-час;
Э – норматив затрат энергоносителей, руб. машино-час;
С – норматив затрат смазочных материалов, руб. машино-час;
Г – норматив затрат гидравлической жидкости, руб. машино-час:
Р – норматив затрат на все виды ремонтов машин и техническое
обслужи вам не, руб. машино-час;
45
П – норматив затрат на перебазирование машин с площадки на
площадку, руб. машино-час.
1)
Норматив
постоянных
эксплуатационных
затрат,
амортизационных начислений определяется по формуле:
А = Ц На ∕ 100Т
(4.9)
где Ц – балансовая стоимость машины;
На – годовая норма амортизации на полное восстановление;
Т – количество часов эксплуатации машины в году.
2) Норматив заработной платы рабочих управляющих машинами
определяют по разряду и ставке по разряду (по данным предприятий).
3) Норматив затрат на замену быстро изнашивающих деталей
определяется по формуле:
Б=Цб ∕ Т2
(4.10)
где Цб – цена быстро изнашивающих деталей;
Т2 – нормативный ресурс быстро изнашивающих деталей,
машино-час.
4) Норматив затрат энергоносители, смазывающие материалы,
гидравлические жидкости определяют по данным инструкции предприятий.
5) Норматив затрат на ремонт и техническое обслуживание машин
определяется по формуле:
Р=Ц Нр/100Т,
(4.11)
где Ц, Т – показатели определенные в предыдущих формулах;
Нр – норма годовых затрат на ремонт и техническое обслуживание
машин, процент в год, определяется по формуле;
Нр = Зр ⋅ 100∕Ц,
(4.12)
где ЗР – среднегодовые затраты на техническое обслуживание и ремонт
машин, руб.
В нормативы затрат на перебазирование машин принимают по
данным предприятия (на основе СНиП) обычно такие затраты
рассчитывают на специальные машины.
Данные расчета определяют в виде таблицы.
46
Таблица 5.1 – Себестоимость машине часа эксплуатации машины
№
Наименование затрат
По базе
По проекту
1 Постоянные затраты
76
106,8
Заработная плата рабочих обслуж.
2
30
30
машины
Затраты на быстроизнашивающиеся
3
70,1
70,1
детали
4 Затраты на энергоносители
100
100
5 Затраты на смазывающие материалы
20,5
20,5
6 Затраты на гидравлическую жидкость
20,5
20,5
7 Затраты на техобслуживание и ремонт
60
65
8 Затраты на перебазирование машины
100
105
Итого:
477
517
Экономию на эксплуатационных расходах (условно годовая
экономия) можно определить по формуле:
Эг=Смчб − Смчпр,
(4.13)
где Смчб, Смчпр – стоимость машино-часов эксплуатации машин по базе и по
проекту в год.
Эг = (477 3100) − (517 2384) = 246172руб.
Количество машино-смен, часов эксплуатации машин в году по базе
берется по данным предприятия (3100 час. по данным «ЦНИИОМТП»
Госстрой РФ). Количества этого времени по проектному варианту
определяется согласно проектной производительности машины.
Окупаемость затрат определяется по формуле:
Ток = (К2 − К1) ∕ Эт, год.
(4.14)
Окупаемость затрат должна быть в пределах нормативных сроков
(3-4 года).
Т = (694511,2 - 600000) / 246172 ≈ 1 год.
Общая технологическая трудоемкость составляет – 6350,4 н∙ч
Затраты окупаются за один год, что соответствует нормативным срокам.
47
6 ОБЩИЕ ТРЕБОВАНИЯ ПО ОБЕСПЕЧЕНИЮ БЕЗОПАСНОЙ
ЭКСПЛУАТАЦИИ ПОГРУЗЧИКА С ГИДРОМОЛОТОМ
Допускается работа погрузчика на площадках с уклоном не более 5%.
запрещается производить работу на захламленных площадках.
Зимой погрузочно-разгрузочные площадки необходимо регулярно
очищать от снега и льда, а также посыпать песком, золой или шлаком.
Работа погрузчика непосредственно под проводами действующих
воздушных линий электропередачи любого напряжения запрещается.
При работе в охранной зоне линий электропередачи соблюдайте
следующие требования:
1) при наибольшем подъеме или вылете ковша, до ближайшего
провода, находящегося под напряжением, должно соответствовать данным в
таблице 6.1.
Таблица 6.1
Напряжение воздушной линии, кВт
Наименьшее расстояние, м
До 20
20 - 35
35 - 110
110 - 220
220 ^ 00
400 - 750
750 - 1050
2
2
3
4
5
9
10
2) машинист должен предварительно получить наряд-допуск,
определяющий условия производства работ, подписанный главным
инженером (главным энергетиком) организации, выполняющей работы. За
безопасностью производства работ должен следить ответственный
инженерно-технический работник организации (фамилия его указывается в
наряде-допуске). Работы должны производиться под его непосредственным
руководством.
Во время проезда под линией электропередачи, находящейся под
напряжением, рабочие органы погрузчика должны быть в транспортном
положении. Передвижение погрузчика вне дорог под проводами линии
электропередачи, находящейся под напряжением, необходимо производить в
местах наименьшего провисания проводов (ближе к опоре).
При движении и установке погрузчика вблизи выемок (котлованов,
траншей, каналов и т.п.) расстояние от подошвы откоса выемки до ближайшей
опоры погрузчика должно соответствовать данным в таблице 6.2.
48
Таблица 6.2
Глубина выемки, м
Расстояние, м, не менее
1
1,5
2
3
3
4
4
5
5
6
Если невозможно выдержать указанные расстояния, откосы выемок
следует надежно укрепить.
6.1 Специальные требования
К управлению погрузчиком допускаются только лица, прошедшие
специальное обучение и имеющие удостоверение на право управления
погрузчиком. запрещается:
 поручать запуск двигателя и работу на погрузчике посторонним лицам;
 работать на неисправном погрузчике;
 работать на погрузчике с неустановившейся частотой вращения
коленчатого вала двигателя. Рекомендуется работать на минимально
устойчивой частоте вращения коленчатого вала двигателя;
 раскачивать погрузчик из положения движения вперед в положение
заднего хода и обратно с помощью золотника реверса управления ГМП.
 поднимать груз над людьми, находиться под поднятой стрелой или
ковшом, а также впереди движущегося погрузчика во время его работы;
 находиться на погрузчике вне кабины во время движения и выполнения
работ;
 выполнять работы, не соответствующие назначению погрузчика;
 поднимать груз, масса которого превышает указанный в технической
характеристике;
 наполнять ковш с разгона;
 перевозить на погрузчике людей;
 делать резкие рывки при работе, особенно с полным ковшом при
движении задним ходом, во избежание потери устойчивости и
возможности опрокидывания;
 по окончании работы оставлять стрелу в поднятом положении;
 работать без индивидуальных средств защиты органов слуха:
наушников – ГОСТ Р 12.4.208-99 или вкладышей – ГОСТ Р 12.4.209-99.
49
Вес операции, связанные с любыми работами, а также подготовкой
погрузчика к пуску, необходимо выполнять только при остановленном
двигателе.
Перед пуском двигателя рычаги управления распределителем,
передачами и реверсом следует поставить в нейтральное положение, ковш
опустить на землю.
Во время выполнения погрузочных работ необходимо убедиться в
отсутствии людей в зоне работы погрузчика.
Перед троганием с места следует убедиться, что стояночный тормоз
отпущен, и дать предупредительный сигнал, если это не запрещено правилами
движения для места стоянки.
Погрузчик без груза в ковше должен преодолевать подъемы и спуски
на твердом грунте с уклонами до 20 % и косогоры до 10°. Преодолевать
бугры, канавы и другие препятствия необходимо под прямым углом, на малой
скорости, с низко поднятым ковшом (не более 400 мм). Необходимо
соблюдать осторожность при работе на мягких и влажных грунтах.
На крутых спусках и скользкой дороге следует тормозить только
правой педалью (в этом случае не происходит «разрыва» трансмиссии) во
избежание заносов и потери управляемости; помогать торможению
двигателем, включив I передачу.
При движении по дорогам с низким коэффициентом сцепления
(заснеженным, влажным), а также на уклонах, поворотах, косогорах и в других
сложных дорожных условиях необходимо соблюдать особую осторожность,
не допускать резких поворотов, торможений; движение в таких случаях
осуществлять на передачах не выше III.
Перед поворотом необходимо выбирать такую скорость движения,
которая обеспечивала бы нормальный поворот машины (без заносов, потери
устойчивости и т.п.) при наибольшей частоте вращения коленчатого вала
двигателя (наибольшей подаче насоса рулевого управления).
При перемещении своим ходом необходимо поставить стрелу на упор
передней полу-рамы и запрокинуть ковш «на себя» до упора.
При стоянке необходимо затормозить машину стояночным тормозом.
Рекомендуется включать диапазон рабочих скоростей для увеличения
тормозного момента. При длительной стоянке - опустить рабочий орган на
землю.
Перевозку грузов, закрывающих видимость пути следования
погрузчика, необходимо производить в сопровождении сигнальщика,
специально назначенного администрацией. Сигнальщик должен иметь
визуальную связь с машинистом.
При работе на погрузчике соблюдайте правила личной безопасности и
безопасности находящихся поблизости людей. В случае какой-либо поломки
или аварии надо немедленно остановить двигатель.
50
6.2 Пожарная безопасность
Запрещается:
 работать на погрузчике, не оснащенном огнетушителем;
 работать на погрузчике при обнаружении даже незначительных
подтеков топлива, масла или рабочей жидкости;
 курить и держать открытый огонь при выполнении обслуживания,
ремонта и других работ на погрузчике, а также вблизи него, особенно
при заправке топливом и проверке его уровня;
 пользоваться открытым огнем для прогрева трубопроводов;
 заливать пламя водой в случаях воспламенения топлива на погрузчике
или под ним - это может вызвать взрыв;
 держать на погрузчике и вблизи него открытую замасленную и
пропитанную топливом и маслом одежду, ветошь и. другие обтирочные
материалы;
 применять плавкие предохранители неустановленного номинала.
При загорании электропроводки следует выключателем «массы»
обесточить электросистему.
При возникновении пожара на погрузчике или около него необходимо
срочно перекрыть краники топливопровода. Гасить пламя следует
огнетушителем, песком, землей, брезентом или войлоком, чтобы прекратить
доступ воздуха.
6.3 Измерение параметров гидравлической и пневматической систем
погрузчика
Перед работой на погрузчике необходимо проверить показания
приборов, а в процессе работы регулярно следить за следующими
показаниями:
1) давление масла в системе смазки прогретого двигателя 0,3 - 0,55 МПа
(3 - 5,5 кгс/см ) при номинальной частоте вращения; при наименьшей частоте
вращения коленчатого вала на холостом ходу давление не менее 0,08 - 0,1МПа
(0,8 - 1 кгс/см2);
2) температура охлаждающей жидкости в двигателе после запуска
60-70°С при наименьшей частоте вращения, при наиболее выгодном режиме
работы двигателя 70 - 95°С;
3) давление воздуха в пневмосистсме 0,65 - 0,8 МПа (6,5 - 8,0 кгс/см2);
4) давление рабочей жидкости в магистрали гидротрансформатора ГМП
0,3 - 0,55 МПа (3 - 5,5 кгс/см2);
5) давление рабочей жидкости в главной магистрали ГМП 0,9 МПа
(9 кгс/см2);
6) температура рабочей жидкости в гидросистеме не выше 70 °С. Если
показания приборов не отвечают указанным в этом пункте, соответствующие
системы следует отрегулировать.
51
6.4 Требования экологической безопасности
Серьезной экологической проблемой является загрязнение среды,
связанное с расширением парка автотранспорта, увеличение сети АЗС, моек
автомобилей, станций технического обслуживания, гаражей, которые в свою
очередь также накапливают нефтесодержащие отходы. На многих
предприятиях существует проблема утилизации промасленной ветоши.
Большие количества сильнозагрязненных нефтепродуктами почв и
грунтов образуется при технологических проливах, технических авариях и
разливах на нефтепроводах.
Нефтесодержащие отходы представляют значительную опасность для
природной среды в городах и пригородах, являясь потенциальным
источником загрязнения почв, грунтов, грунтовых и поверхностных вод.
Основой поддержания необходимой санитарной обстановки в
стране и ее городах является регулярный сбор, вывоз отходов за пределы
города и их утилизация. Последнее время больше внимания уделяется
разработкам и внедрению эффективных, безотходных и к тому же
экологически чистых технологий промышленной переработки мусора. Кроме
того, уже создано довольно много способов утилизации отходов. Один из их
них:
Утилизация отработанного масла производится путем воздействия
коагулята оксихлорид алюминия. В результате коагуляции нефтепродуктов и
других
загрязнителей
образуется
водонепроницаемый
осадок.
Образовавшийся твердый осадок (пульпа), по степени накопления,
выгружается из емкости для обезвреживания и переработки в гидрофобный
порошок, обладающий высокими силикатными свойствами, который можно
использовать в строительстве при изготовлении гидрозащитных оснований,
площадок, при строительстве хранилищ, отстойников, обсыпок дорог и др.
Транспортировка отходов осуществляется специализированным
транспортом, имеющим допуск на перевозку опасных грузов установленной
формы. К транспортировке привлекается водитель, имеющий специальное
удостоверение – ДОПОГ.
52
Выводы
1)
Сформированы общие требования по обеспечению безопасности
и при эксплуатации погрузчика, приведены меры безопасности при
передвижении погрузчика, а так же дополнительные требования обеспечения
безопасности при эксплуатации погрузчика.
2)
Подробно описали требования экологической безопасности при
утилизации отходов. Рассмотрели ряд способов по переработке или
утилизации отходов горюче-смазочных материалов и подробно остановились
на методе электрофлотации.
53
Заключение
В выпускной квалификационной работе автором решены технические
задачи, связанные с усовершенствованием конструкции несущей рамы
ударного рабочего органа фронтального погрузчика, в частности повышение
прочности ее элементов.
Усовершенствованная несущая рама с двумя направляющими и
гидроцилиндром, расположенным между ними предназначена для монтажа
на штатную стрелу фронтального погрузчика ПК-33 и обеспечивает
перемещение каретки с гидромолотом по фронту погрузчика на 1050 мм. Это
позволило расширить рабочую зону гидромолота.
За счет изменения схемы соединения несущей рамы со стрелой и тягой
коромысла существенно увеличена рабочая зона в вертикальной плоскости
по сравнению с известной конструкцией. Рабочий инструмент гидромолота
опускается на глубину 1,4 м и поднимается на 4,4 м, таким образом площадь
рабочей зоны в вертикальной плоскости составляет 6 м2.
Усовершенствованный механизм соединения платформы, на которой
располагается гидромолот и гидроцилиндра горизонтального перемещения, а
также специальные замки, фиксирующие платформу в заданных положениях,
позволяют переводить навесное устройство из рабочего положения в
транспортное, что повысило безопасность применения машины.
В ходе расчетов на прочность направляюще было выявлено что
условие прочности соблюдается, т.к. в металлоконструкции машин
допускается превышение допускаемых напряжений на 5%. В данном случае
напряжения меньше допускаемых на 105,078 МПа, что составляет 51,77%
54
СПИСОК ИСПОЛЬЗОВАННЫХ И СТОЧНИКОВ
1. Анурьев В. И. Справочник конструктора-машиностроителя: В 3 т. – 8-е
изд., перераб. и доп. Под ред. И. Н. Жестковой. – М.: Машиностроение,
2001.
2. Вайнсон
А. А. Подъемно-транспортные машины строительной
промышленности. Атлас конструкций. Учебное пособие для технических
вузов. Изд. 2-е, перераб. и доп. М., «Машиностроение», 1992.
3. Васильченко В.А. Гидравлическое оборудование мобильных машин:
Справочник – М.: Машиностроение, 1983 – 301с.
4. Васильченко
В.А., Беркович Ф.М. Гидравлический привод
строительных и дорожных машин – М.: Стройиздат, 1978. – 166с
5. Гидравлика,
гидромашины
и
гидроприводы:
учебник
для
машиностроительных вузов /Т.М. Башта, С.С. Руднев, Б.Б.Некрасов и
др. – 2-е изд., перераб. - М.: Машиностроение, 1987. – 423с.
6. Дорожно-строительные машины и комплексы: Учебник для вузов по
специальности «Строительные машины и оборудование»/ В.И. Баловнев,
А.Б. Ермипов; Под общ. ред. В.И. Баловнева. – М.: Машиностроение,
1988.-384 с
7. Ерёмин В. Г., Сафронов В. В., Схиртладзе А. Г., Харламов Г. А.
Обеспечение безопасности жизнедеятельности в машиностроении:
Учебное пособие для студентов вузов. – М.: Машиностроение, 2000. –
392 с.
8. Иванов М.Н. Детали машин: Учебник для студентов высших
технических учебных заведений. – М.: Высшая школа, 1991. – 383 с.
9. Миролюбов И. Н. Пособие по решению задач по сопротивлению
материалов. – М.: Высшая школа, 1967. – 484 с.
55
ПРИЛОЖЕНИЕ А
56
ОГУ им. И. С.
Тургенева
Политехнический институт имени Н. Н. Поликарпова
Презентация выпускной
квалификационной работы на
тему:
Повышение прочности элементов
навески гидромолота
Спасибо за внимание
1/--страниц
Пожаловаться на содержимое документа