close

Вход

Забыли?

вход по аккаунту

Ерохин Иван Геннадьевич. Разработка экскаваторного оборудования с двухсекционной стрелой

код для вставки
АННОТАЦИЯ
Работа содержит следующие разделы:
– аналитический;
– конструкторский;
– безопасность жизнедеятельности;
– организационно-экономический.
Графическая часть проекта состоит из восьми листов А1 и содержит:
– общий вид ;
– расчетные схемы;
–кинематика;
– расчетный лист;
– расчеты прочностные;
– сборочные чертежи секций;
– технико-экономические показатели проекта.
В работе содержится: 24 таблицы, 41 рисунка, 69 формул, список использованных источников содержит 16 источников.
Общий объем работы составляет 84 страницы.
ANNOTATION
Die Arbeit enthält die folgenden Abschnitte:
¬ ist analytisch;
¬ Design;
¬- Lebenssicherheit;
Organisatorisch und wirtschaftlich.
Der grafische Teil des Projekts besteht aus acht Blättern von A1 und enthält:
- die allgemeine Sichtweise;
- Berechnungsschemata;
-Kinematik;
- Abwicklungsbogen;
- Festigkeitsberechnungen;
- Montagezeichnungen von Teilen;
- technische und wirtschaftliche Indikatoren des Projekts.
Das Werk enthält: 24 Tabellen, 41 Abbildungen, 69 Formeln, eine Liste der
verwendeten Quellen enthält 16 Quellen.
Der Gesamtumfang der Arbeit beträgt 84 Seiten.
Содержание
Введение ................................................................................................................... 8
1 Аналитический раздел ......................................................................................... 9
1.1 Разработка грунта одноковшовыми экскаваторами .................................... 10
1.2 Конструкции рабочих органов и способы их применения ......................... 12
1.3 Взаимодействие рабочих органов с грунтом ............................................... 14
1.4 Экскаваторное оборудование......................................................................... 15
1.5 Земснаряд ......................................................................................................... 17
1.6 Физическая культура на производстве ........................................................ 19
2 Конструкторский раздел .................................................................................... 22
2.1 Расчет нагрузок на рабочее оборудование ................................................... 22
2.2 Расчет активных и реактивных сил и давлений в гидроцилиндрах
рабочего оборудования при копании поворотом ковша ................................ 22
2.3 Расчет активных и реактивных сил и давлений в гидроцилиндрах
рабочего оборудования при копании поворотом рукояти ............................. 29
3 Раздел безопаcноcти жизнедеятельности ........................................................ 49
3.1 Анализ условий труда при эксплуатации гидравлического экскаватора . 49
3.2 Опасные факторы, воздействующие на машиниста экскаватора .............. 51
3.3 Определение устойчивости экскаватора ...................................................... 52
4 Организационно-экономический раздел ......................................................... 62
4.1 Общие сведения о разрабатываемом изделии.............................................. 62
4.2 Конструкторская подготовка производства ................................................. 63
4.2.1 Затраты времени на разработку технического задания............................ 63
Изм.
Лист
№ докум.
Разраб.
Ерохин И.Г.
Провер.
Божанов А.А.
Реценз.
Н. Контр.
Божанов А.А.
Утверд.
Паничкин А.В.
Подпись
Дата
ВКР 23.05.01 135006/п 00.00 ПЗ
Разработка экскаваторного оборудования с двухсекционной стрелой
Лит.
Лист
Листов
6
84
ОГУ им. И.С. Тургенева
ПТИ, гр. 51-НТС
4.2.2 Затраты времени на разработку рабочей документации .......................... 63
4.2.3 Определение трудоемкости изготовления изделия .................................. 66
4.3 Технологическая подготовка производства ................................................. 67
4.3.1 Затраты времени на разработку технологических процессов ................. 67
4.4 Трудоемкость технической подготовки производства ............................... 68
4.4.1 Смета затрат на техническую подготовку производства ......................... 69
4.5 Расчет затрат на всех стадиях жизненного цикла изделия ......................... 70
4.6 Технико-экономические показатели проекта ............................................... 78
Заключение ............................................................................................................ 79
Список использованных источников .................................................................. 80
Лист
ВКР 23.05.01 135006/п.00.00 ПЗ
Изм.
Лист
№ докум
Подпись Дата
7
Введение
Основными
проблемами
развития
строительного
и
дорожного
машиностроения являются повышение качества выполняемых работ, а также
увеличение их темпов без возрастания затрачиваемых ресурсов.
Также
в
гидравлических
вышеуказанные
настоящее
время
экскаваторов,
проблемы.
актуально
развитие
Основным
применение
которых
рабочим
одноковшовых
позволяет
решить
органом
гидравлических
экскаваторов является ковш. Для повышения эффективности
работы данной
техники необходимо точное определение положения кинематических точек, в
которых осуществляется крепление, и поворот основных конструктивных
элементов, входящих в экскаваторное оборудование. Также требуется вычислить
необходимые технические характеристики на стадии проектирования машины.
Все это в совокупности влияние на производительность одноковшового
экскаватора и, как следствие, его эффективную работу.
Лист
ВКР 23.05.01 135006/п.00.00 ПЗ
Изм.
Лист
№ докум
Подпись
Дата
8
1 Аналитический раздел
Строительными называют одноковшовые универсальные экскаваторы с
основными ковшами вместимостью 0,25–2,5 м3, оснащаемые различными
видами
сменного
рабочего
оборудования.
Строительные
экскаваторы
предназначены для земляных работ в грунтах I–IV категорий. Основными
частями строительных экскаваторов являются:
 гусеничное или пневмоколесное ходовое устройство;
 поворотная платформа (с размещенными на ней силовой установкой,
механизмами, системой управления и кабиной машиниста);
 сменное рабочее оборудование.
Поворотная
платформа
опирается
на
ходовое
устройство
через
унифицированный роликовый опорно-поворотный круг и может поворачиваться
относительно него в горизонтальной плоскости.
Гидравлические одноковшовые экскаваторы представляют собой полно- и
неполноповоротные многомоторные машины с жесткой подвеской рабочего
оборудования. В отличие от механических, гидравлические экскаваторы имеют
возможность применять большое разнообразие рабочих органов. Этот факт
говорит о том, что гидравлический экскаватор, как базовая машина, является
более универсальной, а рабочее оборудование эффективнее и производительнее.
Высокий уровень производительности и универсальности одноковшовых
гидравлических экскаваторов позволяют использовать данные машины для
различных видов работ:
 разработка котлованов и траншей;
 разработка выемок;
 рытьё каналов;
 подготовка строительных участков;
 вскрышные работы;
 осуществление планировочных работ;
Лист
ВКР 23.05.01 135006/п.00.00 ПЗ
Изм.
Лист
№ докум
Подпись
Дата
9
 дробления скальных пород;
 разрыхление замерзшего грунта;
 погрузки и разгрузки различных грунтов;
 очистки каналов и других водных объектов;
 засыпка котлованов и траншей;
 подготовка оснований под дорожное полотно.
Рабочий цикл одноковшового экскаватора при разработке грунтов состоит
из следующих последовательно выполняемых операций:
 копание грунта (заполнение ковша грунтом);
 подъем ковша с грунтом из забоя;
 поворот ковша к месту разгрузки;
 разгрузка грунта из ковша в отвал или в транспортные средства;
 поворот порожнего ковша к забою и опускание его в исходное
положение для следующей операции копания.
В процессе работы отдельные операции цикла можно совмещать
(например, подъем или опускание ковша с поворотом его в забой), что позволяет
сокращать продолжительность цикла.
1.1 Разработка грунта одноковшовыми экскаваторами
В условиях высокой технической развитости 97% работ по возведению
земляных сооружений подвергаются комплексной механизации, тем самым
сокращая ручной труд.
Лист
ВКР 23.05.01 135006/п.00.00 ПЗ
Изм.
Лист
№ докум
Подпись
Дата
10
а – Разработка и последующее транспортирование грунта;
б – разгрузка и разравнивание; в – уплотнение
Рисунок 1.1 – Схема комплексной механизации
Все виды строительных работ подразделяются на технологические
процессы, а процессы – на операции. Технологические операции могут
производится по порядку (последовательно, циклично) или одновременно
(непрерывно). В случае необходимости выполнения нескольких основных
операций, они разделяются между несколькими машинами, связанными между
собой их производительностью. В таком случае, связанные машины образуют
комплект.
Примером комплекта является, комплект машин, который состоит из:
 экскаватора, разрабатывающего земляное сооружение;
 нескольких самосвалов, занимающихся вывозом грунта на специальную
площадку;
 бульдозеров разравнивающих привезенный грунт;
 катками, уплотняющими грунт после бульдозеров.
Технологический процесс с использованием указанного комплекта͵ без
потери своей самостоятельности, может быть вложенным по отношению более
сложного технологического процесса.
Лист
ВКР 23.05.01 135006/п.00.00 ПЗ
Изм.
Лист
№ докум
Подпись
Дата
11
1.2 Конструкции рабочих органов и способы их применения
На процесс резания грунтов ковшом экскаватора влияют несколько
факторов, таких как физико-механические свойства грунта, конструкция,
геометрические и эксплуатационные параметры и режимы работы экскаватора.
Рисунок 1.2 – Крепление рабочего оборудования к рукояти экскаватора
Данное шарнирное соединение позволяет применять на гидравлических
экскаваторах
различное
рабочее
оборудование,
что
обеспечивает
универсальность выполняемых работ машины.
Для гидравлических одноковшовых экскаваторов используют следующее
рабочее оборудование, представленное на рисунке 1.2.2, где:
1 – 3 – ковши для обратной лопаты различной вместимости;
4 – ковш для прямой лопаты;
5 – ковш для дренажных работ;
6 – ковш для рытья узких траншей;
Лист
ВКР 23.05.01 135006/п.00.00 ПЗ
Изм.
Лист
№ докум
Подпись
Дата
12
7 – ковш для планировочных работ;
8 – ковш для зачистных работ;
9 – грейфер для рытья траншей и котлованов;
10 – грейфер для погрузки крупнокусковых и камней;
11 – 13 – погрузочные ковши большой вместимости;
14 – отвал для засыпки ям и траншей;
15 – захват для погрузки труб и бревен;
16 – крановая подвеска для различных монтажных и погрузочных работ;
17 –многозубый рыхлитель;
18 – однозубый рыхлитель;
19 – пневматические или гидравлические молоты;
20 – комбинированные (пневмогидравлические молоты).
Рисунок 1.3 – Рабочие органы для выполнения землеройных работ
Лист
ВКР 23.05.01 135006/п.00.00 ПЗ
Изм.
Лист
№ докум
Подпись
Дата
13
Ковши с обратной и прямой лопатой различной вместимости используют
для разрушения грунтов I – IV категории, а также для разгрузочно-погрузочных
работ ранее разрыхленных грунтов.
Ковши для дренажных работ и зачистные ковши применяют при очистке
русла рек, других водоемов, либо прибрежной зоны. Также такие ковши
применяются для работы с древесными, растительными отложениями или илом.
При необходимости, они могут снабжаться отверстиями в задней стенке, для
свободного вытекания жидкой фракции из ковша.
Для рытья траншей прямоугольного сечения, а также при прокладке
коммуникаций в городских условиях применяется траншейный ковш.
Ковш для планировочных работ предназначен для таких видов работ как
выравнивание грунта, формирования откосов и насыпей, а также прочих работ с
легким грунтом.
Гидро- и пневмомолоты применяют для выработки твердых, мерзлых и
каменистых грунтов, разрушения фундаментов, демонтажа плит.
1.3 Взаимодействие рабочих органов с грунтом
Разработка грунтов включает в себя 3 основных способа:
 механический,
при
котором
разрыхление
грунта
происходит
воздействием рабочего органа землеройной машины. Данным способом
разрабатывается около 90% земляных сооружений.
 гидравлический, при котором разрыхление происходит взаимодействием
водяной струи под большим давлением с грунтом.
 взрывной, при котором разрушение происходит при помощи сгорания
взрывчатого вещества и выделяемых при этом газов с породой.
Лист
ВКР 23.05.01 135006/п.00.00 ПЗ
Изм.
Лист
№ докум
Подпись
Дата
14
Рисунок 1.4 – Геометрические параметры срезаемой стружки
Режущая часть рабочего органа (кромка), обычно выполняемая в
клиновидной форме, имеет следующие геометрические параметры (рисунок
1.3.1); длинной режущей кромки , углом заострения , задним углом а,
передним углом , углом резания  =  +  и толщиной стружки С.
Эффективность процесса резания обеспечивается при оптимальных углах
резания и рациональной геометрии режущего инструмента. Оптимальные
значения угла резания δ составляют 30 – 32° для легких грунтов и 40 – 43° для
тяжелых; угла заострения  = 25 – 21° для легких и 32– 35° для тяжелых
грунтов. Задний угол принимают равным не менее 6 – 8°. Ножевые рабочие
органы землеройных машин характеризуются также длиной , высотой ℎ и
радиусом кривизны отвала, ковшовые – вместимостью , шириной В, высотой Н
и длиной L ковша.
1.4 Экскаваторное оборудование
На современном рынке представлены следующие варианты исполнения
экскаваторного оборудования:
 шарнирно-рычажное ;
 телескопическое .
Лист
ВКР 23.05.01 135006/п.00.00 ПЗ
Изм.
Лист
№ докум
Подпись
Дата
15
Для приведения в движение данного оборудования используют гидроцилиндры,
основанные на жестких кинематических связях.
Основными движениями шарнирно-рычажного оборудования является
изменение угла наклона стрелы относительно поворотной платформы в
вертикальной плоскости, поворот рукояти относительно стрелы и поворот ковша
относительно рукояти.
В телескопической конструкции добавляется выдвижение и втягивание
стрелы, работа которых также осуществляются за счет гидроцилиндров.
В
настоящее
время
производителями
выпускаются
различные
конфигурации стрел и рукоятей. Моноблочная стрела – одна из самых
распространенных конструкций стрелы. Она представлена абсолютно во всех
каталогах производителей, специализирующихся на данном виде техники.
Изготовлением двухсекционных стрел занимаются только самые крупные
производители. Такие стрелы способствуют увеличению глубины копания, и
позволяют работать в более стесненных условиях, в отличие от моноблочных
стрел.
Рисунок 1.6– Основные типы конструкций стрел и рукоятей гидравлических
экскаваторов
Лист
ВКР 23.05.01 135006/п.00.00 ПЗ
Изм.
Лист
№ докум
Подпись
Дата
16
1.5 Земснаряд
Многочерпаковый земснаряд
Многочерпаковый земснаряд является одним из первых видов техники
предназначенных для углубления дна водоемов. По своей сути он представляет из
себя судно с установленным на нем механизмом в виде роторного экскаватора.
Вращение этого механизма поднимает со дна ковш с грунтом, и в верхней точке
грунт высыпают на конвейер, либо на отводной лоток.
Рисунок 1.7– Многочерпаковый земснаряд
Штанговый земснаряд
Штанговый земснаряд представляет собой одноковшовый экскаватор на
понтоне и является универсальным земснарядом. Данный земснаряд широко
применяется при проведении и работ по углублению дна при условии небольшой
глубины. Поднимаемый со дна грунт, экскаватор перекладывает на баржу, либо
на берег, если работы проводятся в непосредственной близости. Для повышения
устойчивости штанговый земснаряд оснащается
тремя закольными сваями,
которые сам же и вбивает в дно.
Лист
ВКР 23.05.01 135006/п.00.00 ПЗ
Изм.
Лист
№ докум
Подпись
Дата
17
Рисунок 1.8 – Штанговый земснаряд
Грейферный земснаряд
Грейферный земснаряд исполняется на базе плавучего крана. Грейфер
является основным рабочим органом данного земснаряда. Движение грейфера
осуществляется при помощи стальных канатов, закрепленных за два барабана
размещенных на плавсредстве. Грейферные земснаряды обычно используются
для добычи нерудных материалов с большой глубины. Грунт поднимается над
поверхностью воду и выгружается на баржу. Также имеют место совмещенные
варианты исполнения – грейферная установка с отсеком для разгрузки грунта.
Такой вариант исполнения позволяет без посторонней помощи загрузиться, дойти
до берега и произвести разгрузку.
Рисунок 1.9 – Грейферный земснаряд
Лист
ВКР 23.05.01 135006/п.00.00 ПЗ
Изм.
Лист
№ докум
Подпись
Дата
18
1.6 Физическая культура на производстве
Во время рабочего процесса производственная физическая культура
реализуется в основном через производственную гимнастику, которая в ряде
случаев может включать в себя гимнастические упражнения, а также другие
средства физической культуры.
С
целью
обеспечения
эффективности
выполнения
некоторых
профессиональных видов работ, для специалистов предприятия могут быть
организованы занятия по профессионально-прикладной физической подготовке
Производственная
гимнастика
является
комплексом
специальных
упражнений, который выполняется в течение производственного процесса, с
целью повышение общей и профессиональной работоспособности коллектива
предприятия, а также с целью профилактики и восстановления.
Производственная гимнастика может иметь несколько видов:
1) вводная гимнастика;
2) физкультурная пауза;
3) физкультурная минутка;
4) микропауза активного отдыха.
При создании комплекса упражнений для каждого конкретного работника
необходимо учесть следующие факторы:
1) рабочую позу работника, положение его туловища;
2) основные рабочие движения работника, которые могут быть быстрыми
или медленными, однообразными или разнообразными;
3) характер трудовой деятельности, который учитывает нагрузку на органы
чувств, сложность и интенсивность мыслительных процессов, психическую,
эмоциональную и нервно-мышечную нагрузку, необходимую точность и
повторяемость движений;
4)
санитарно-гигиеническое
состояние
рабочих
мест,
на
которых
проводится комплекс занятий;
Лист
ВКР 23.05.01 135006/п.00.00 ПЗ
Изм.
Лист
№ докум
Подпись
Дата
19
5) возможные отклонения в здоровье, требующие индивидуального подхода
при
составлении
комплексов
упражнений
производственной
физической
культуры.
Вводная гимнастика проводится в начале рабочего дня и состоит из 5 – 8
общеразвивающих и специальных упражнений, продолжительность которых
составляет 5-7 мин. Главная задача такой гимнастики заключается в том, чтобы
активизировать физиологические процессы в тех органах и системах организма,
которые играют ведущую роль при выполнении конкретной работы. Это дает
возможность легче войти в рабочий ритм, повысить эффективность труда в
начале рабочего дня и снизить отрицательное воздействие резкой нагрузки при
включении человека в работу.
Физкультурная пауза проводится с целью обеспечения срочного активного
отдыха, который может предупредить утомление работника, минимизировать
снижение работоспособности в течение рабочего дня. Комплекс состоит из 7 – 8
упражнений, повторяемых несколько раз в течение 5 – 10 мин.
При благоприятных условиях физкультурная пауза может быть выполнена
непосредственно на рабочем месте работника. В тех случаях, если это
невозможно из-за особенностей производственного процесса (непрерывный
производственный
процесс,
отсутствия
должных
санитарно-гигиенических
условий), выполнение физкультурной паузы невозможно.
Физкультурная минутка является разновидностью малых форм активного
отдыха.
Она
является
индивидуализированным
видом
кратковременной
физкультурной паузы, и проводится с целью локального воздействия на
конкретную группу мышц. Физкультурная минутка включает в себя 2 – 3
упражнения и проводится в течение 1 – 2 минуты в ходе производственного
процесса.
Физкультурная
минутка
может
проводиться
работником
в
индивидуальном порядке непосредственно на рабочем месте. Их можно
выполнять в любых условиях, в том числе таких, при которых не допускается
проведение физкультурной паузы.
Лист
ВКР 23.05.01 135006/п.00.00 ПЗ
Изм.
Лист
№ докум
Подпись
Дата
20
Выводы по разделу
В данном разделе было представлено описание основных конструкций,
назначение одноковшовых гидравлических экскаваторов. Так же представлены
существующие конструктивные схемы исполнения экскаваторного оборудования.
Перечислены
виды
рабочих
органов
применяемых
на
одноковшовых
гидравлических экскаваторах.
Из проведенного анализа можно сделать вывод:
Установка на базовый экскаватор двух секционной стрелы, рукояти и
рабочего органа позволит снизить до минимума слепые зоны при работе, а так же
значительно увеличить диапазон копания. Данная концепция машины позволит
повысить эффективность работы в городских условиях, снизить транспортные
габариты.
Машина сможет работать в непосредственной близости к своим гусеницам
и подкапываться под себя. Капание под себя может эффективно применяться в
разработке подводных грунтов, то есть устанавливаться на Земснаряды.
Проанализировав ситуацию в области машиностроения, эта концепция
машины позволяет повысить эффективность по всем важнейшим показателям, а
так же отвечает всем тенденциям развития подъемно – транспортной и дорожностроительной техники.
Разработкой концептов в данной сфере уже занимаются такие крупнейшие
производители как Caterpillar, Hitachi, JCB, Komatsu
Лист
ВКР 23.05.01 135006/п.00.00 ПЗ
Изм.
Лист
№ докум
Подпись
Дата
21
2 Конструкторский раздел
2.1 Расчет нагрузок на рабочее оборудование
Определение сопротивлений грунтов копанию
Главной рабочей нагрузкой является сопротивление грунта копанию, кН,
01 = к ∙ к ∙ ℎ = к ∙ ,
(2.1)
где к – удельное сопротивление грунтов копанию, кПа (таблица 1);
к , ℎ – ширина и толщина срезаемого грунта, м.
Площадь
поперечного
сечения
срезаемой
стружки
грунта, м 2, при
криволинейной траектории движения ковша
=
∙н
(2.2)
коп ∙рых
Путь копания поворотом ковша, м, определится из выражения(рис. 1)
коп =
2∙∙р
360
∙ (р + к )
(2.3)
2.2 Расчет активных и реактивных сил и давлений в гидроцилиндрах
рабочего оборудования при копании поворотом ковша
Определение активных сил на зубьях ковша
Расчетное положение рабочего оборудования(рис. 1): стрела предельно
опущена, а рукоять отвернута.
В цилиндре ковша с площадью поршня F(м2) действует давление н , МПа, и
развивается усилие (кПа)
цк = 103 ∙ н ∙ 
(2.4)
цк = 103 ∙ 32 ∙ 0.005 = 160.768 , кПа
Из ∑  = 0 определяется усилие в тяге Т, кН
 = цк ∙
цкс
тс
(2.5)
Лист
ВКР 23.05.01 135006/п.00.00 ПЗ
Изм.
Лист
№ докум
Подпись
Дата
22
 = 160.768 ∙
0,385
= 168.195
0,368
где : цкс − плечо от силу гидроцилиндра ковша до шарнира С, м;
тс − плечо от тяги Т до шарнира С, м.
Активные силы, возникающие на режущей кромке ковша, направлены по
касательной к траектории движения. Полученные в ходе кинематических
расчетов траектория делится на 5 – 10 примерно равных участков (рисунок 2.1) и
для каждой точки касательная составляющая сопротивления копанию находится
из выражения.
01 =
01 =
∙то ±к ∙ко
168,195∙0.343±8.436∙0.914
1.434
(2.6)
к
= 16.52, кН
Рисунок 2.1 – Схема к расчету нагрузок на рабочее оборудование при
копании поворотом ковша
Лист
ВКР 23.05.01 135006/п.00.00 ПЗ
Изм.
Лист
№ докум
Подпись
Дата
23
Промежуточные и окончательные результаты расчетов целесообразно
сводить в таблицу
Таблица 2.1 – Активные силы возникающих на зубьях ковша
lто
T
T*lто
lk
P01
168,195
0,343
57,69089
39,59336
176,808
0,402
71,07682
48,91549
173,812
0,436
75,78203
52,2427
167,798
0,451
75,6769
159,588
0,449
71,65501
150,226
0,424
63,69582
44,15608
136,742
0,384
52,50893
36,55086
67,723
0,148
10,023
6,356349
1,43
52,24888
49,55649
Рисунок 2.2 – Активные силы действующие в гидроцилиндре ковша
Лист
ВКР 23.05.01 135006/п.00.00 ПЗ
Изм.
Лист
№ докум
Подпись
Дата
24
Определение реактивных сил и давлений в гидроцилиндре рукояти
при копании поворотом ковша
Реактивные силы в гидроцилиндре рукояти, кН, определяются из уравнения
статического равновесия сил относительно шарнира В(рис. 1):
р
01 ∙ 01в + к ∙ кв + р ∙ рв − цр ∙ црв = 0
(2.7)
откуда
р
цр =
01 ∙01в +к ∙кв +р ∙рв
(2.8)
црв
где: 01 − активные силы действующие на кромку ковша, кН;
01в – плечо от силы 01 до шарнира В, м;
к − пес ковша, кН;
р − вес рукояти, кН;
кв − плечо центра масс ковша до шарнира В, м;
рв − плечо от центра масс рукояти до шарнира В, м.
р
цр =
Реактивное
16.52∙3.783+8.436∙1.255+11.65∙0.288
0.918
давление
защемленного
= 83.265МПа
объема
рабочей
жидкости
в
гидроцилиндре рукояти, МПа, при площади поршня F(м2) составит
цр =
цр =
цр
103 ∙
(2.9)
83.265
= 10.607
103 ∙ 0.008
где цр − сила возникающая в ГЦ рукояти, кН;
 − площадь поршня, м2 .
Лист
ВКР 23.05.01 135006/п.00.00 ПЗ
Изм.
Лист
№ докум
Подпись
Дата
25
Результаты расчетов сводятся в таблицы и строятся графики. Если
получится
цр ≥ 2 ∙ н ,
то
следует
изменить
соответствующим
образом
кинематику рабочего оборудования или размеры гидроцилиндра.
Таблица 2.2 – Результаты расчетов реактивных сил в гидроцилиндре рукояти
lpo1
3,78
3,86
3,86
3,82
3,72
3,55
3,29
1,48
lкв
1,26
1,27
1,21
1,09
0,93
0,72
0,44
0,57
lpb
0,29
lцрв
0,92
0,92
0,92
0,92
0,92
0,92
0,92
0,92
Gp
Gk
11,65
8,44
Pцрр
178,35
220,77
234,47
230,89
212,87
181,11
138,55
19,14
Pцр
22,72
28,12
29,87
29,41
27,12
23,07
17,65
2,44
Рисунок 2.3 – Реактивные силы в гидроцилиндре рукояти
Лист
ВКР 23.05.01 135006/п.00.00 ПЗ
Изм.
Лист
№ докум
Подпись
Дата
26
Определение реактивных сил и давлений в гидроцилиндре стрелы
при копании поворотом ковша
Реактивные силы в гидроцилиндре стрелы, кН, определяются из уравнения
статического равновесия сил относительно шарнира А (рисунок 1):
р


01 ∙ 01
+ к ∙ к + р ∙ р + с ∙ с − цр ∙ цс
=0
(2.10)
откуда
р
цс
=
 ±( ∙  + ∙  + ∙  )
01 ∙01
к к
р р
с с

цс
(2.11)

где 01
− плечо от активной силы 01 до шарнира А, м;
с − вес стрелы, кН;
с − плечо от силы С до шарнира А, м;

цс
− плечо от силы действующей в цилиндре стрелы до шарнира А,
м.
р
цс =
16.52∙7.978±(∙6.83+∙5.858+20.47∙2.598)
0.68
= 457.119, кН
Реактивное давление, МПа, определяются из выражения
цс =
цс =
457.119
103 ∙0.005
р
цс
103 ∙
(2.12)
= 91.424, МПа
где – площадь поршня гидроцилиндра стрелы(м2), на которую
действуетцс , МПа.
р
Силы цс и давления цс вычисляют при учете действия активных сил 01 в
точках(1 − ) на траектории движения зуба при повороте ковша от 0° до кmax д
ля двух расчетных случаев:
Лист
ВКР 23.05.01 135006/п.00.00 ПЗ
Изм.
Лист
№ докум
Подпись
Дата
27
Результаты расчетов сводятся в таблицы и строятся графики.
Таблица 2.3 – результаты расчетов реактивных сил в гидроцилиндре стрелы
l01A
7,978
7,773
7,53
7,248
6,922
6,546
6,108
5,369
lkA
6,83
6,848
6,782
6,669
6,508
6,294
6,011
4,95
lpA
lса
Gc
lцсa
5,858
2,598
20,47
0,68
pцср
363,9121
411,3357
420,6083
409,1076
381,8811
340,8593
290,7266
145,0825
Pцс
46,35823
52,39946
53,58067
52,11562
48,64727
43,42157
37,03524
18,48185
Рисунок 2.4 – Реактивные силы в гидроцилиндре рукояти
Лист
ВКР 23.05.01 135006/п.00.00 ПЗ
Изм.
Лист
№ докум
Подпись
Дата
28
2.3 Расчет активных и реактивных сил и давлений в гидроцилиндрах
рабочего оборудования при копании поворотом рукояти
Определение активных сил на зубьях ковша
Расчетное
положение
рабочего
оборудования (рисунок 2.5): стрела
предельно опущена, рукоять максимально отвернута, и линия, соединяющая ось
шарнира ковша и режущую кромку зуба, является продолжением оси рукояти.
Рисунок 2.5 – Второй расчетный случай
Лист
ВКР 23.05.01 135006/п.00.00 ПЗ
Изм.
Лист
№ докум
Подпись
Дата
29
Активная сила возникающая на режущей кромке ковша, развиваемая
гидроцилиндром рукояти, определяется по уравнения моментов относительно
шарнира В из ∑ В = 0
(рисунок 2.5) и составляет
01 =
01 =
В ± ∙ В ± ∙ В
цр ∙цр
к к
р р
(2.13)


01
83,265∙0,528±8,436∙1,976±11,65∙0,409
3,862
= 16,934 ,кН
Результаты расчетов сводятся в таблицу, и строится график.
Таблица 2.4 - Активные силы на зубьях ковша при копании рукоятью
lцрв
Lкв
lрв
lp01в
0,528
1,976
0,409
29,93332
0,8
1,066
0,196
48,65075
0,913
0,036
0,04
55,6302
0,899
1,009
0,274
0,794
1,928
0,47
49,39479
0,627
2,614
0,612
36,95871
0,364
3,022
0,685
21,7256
3,862
P01
56,77747
Рисунок 2.6 – Активные силы на зубьях ковша
Лист
ВКР 23.05.01 135006/п.00.00 ПЗ
Изм.
Лист
№ докум
Подпись
Дата
30
Определение реактивных сил в гидроцилиндре ковша
Из уравнения баланса моментов относительно точки О получим
01 =
0
∙т0 −к ∙цк
(2.14)
к
А из уравнения баланса моментов относительно точки С получим
=
с
цк ∙цк
(2.15)
тс
160∙0.533
=
0,493
= 172,982, кН
Имея в виду, что цк = цк ∙ , решим совместно последние два уравнения и
получим
цк =
(01 ∙к +к ∙к )∙тс
(2.16)
с ∙ 
цк ∙цк
т
где цк − площадь гидроцилиндра ковша, м2
цк =
(47,058∙1.434+8,436∙0.941)∙0,493
0,005∙0.533∙0,436
= 32000,кПа
Результаты расчета сводим в таблицу и строим график.
Таблица 2.5 – Реактивные силы в гидроцилиндре ковша
lтс
0,493
lцкс
Pцк
lto
0,533 160,768 0,436
Т
P01
0,941
124,9493
32,4544
0,845
157,4037 42,88673
0,659
172,9817 48,71738
lko
0,374
lk
1,434 178,1744
51,9728
0,063
166,4909 50,25004
0,262
149,6146 43,94821
0,618
74,64503 19,05982
Лист
ВКР 23.05.01 135006/п.00.00 ПЗ
Изм.
Лист
№ докум
Подпись
Дата
31
Рисунок 2.7 – Реактивные силы в гидроцилиндре ковша
Определение реактивных сил и давлений в гидроцилиндрах стрелы
Из ∑ А = 0 (рис. 2) сила реакции гидроцилиндра стрелы относительно
шарнира А.
р
цс =
р
цс =
 −( ∙  + ∙  + ∙  )
01 ∙01
с с
р р
к к
(2.17)

цс
47.058∙9.242−(20.47∙2.446+11.65∙4.696+∙6.265)
0.589
= 470.771, кН.
Реактивное давление цс = ц /,
где – рабочая площадь гидроцилиндров стрелы, кг.
Результаты сводятся в таблицу, и строится график.
Таблица 2.6 – Реактивные силы в гидроцилиндрах стрелы
l01a
lka
lca
lра
lцса
9,242
6,265
4,696
8,745
5,356
4,484
7,995
4,324
4,248
2,446
0,589
7,018
3,278
4,015
5,851
2,362
3,818
4,554
1,673
3,675
Pцср
241,6198
386,3379
430,3214
407,8905
304,818
158,1381
Лист
ВКР 23.05.01 135006/п.00.00 ПЗ
Изм.
Лист
№ докум
Подпись
Дата
32
Рисунок 2.8 – Реактивные силы в гидроцилиндре стрелы
2.4 Расчет нагрузок на рабочее оборудование для стрелы с прямой
первой секцией
Расчет нагрузок на рабочее оборудование при копании поворотом ковша
ведется аналогично представленному выше расчету.
По результатам проведенных расчетов составим таблицы и графики:
Таблица 2.7 – активные силы на зубья ковша
T
168,20
176,81
173,81
167,80
159,59
150,23
136,74
lто
lко
Gk
0,34
0,40
0,44
0,45
0,45
0,42
0,38
8,44
8,44
8,44
8,44
8,44
8,44
8,44
lk
0,91
0,93
0,87
0,75
0,59
0,38
0,10
1,43
1,43
1,43
1,43
1,43
1,43
1,43
P01
45,61
55,05
57,94
57,20
53,45
46,63
37,18
Лист
ВКР 23.05.01 135006/п.00.00 ПЗ
Изм.
Лист
№ докум
Подпись
Дата
33
Рисунок 2.9 – Активные силы на зубьях ковша
Таблица 2.8 – Реактивные силы в гидроцилиндре рукояти
lpo1
3,66
3,87
3,89
3,78
3,12
3,50
lкв
0,58
0,58
0,46
0,30
0,13
0,43
lцрв
0,44
0,44
0,44
0,44
0,44
0,44
lpb
0,29
0,29
0,29
0,29
0,29
0,29
Gp
11,65
11,65
11,65
11,65
11,65
11,65
Gk
8,44
8,44
8,44
8,44
8,44
8,44
Pцрр
241,82
254,05
253,34
243,38
200,17
228,70
Pцр
30,81
32,36
32,27
31,00
25,50
29,13
Рисунок 2.10 – Реактивные силы в гидроцилиндре рукояти
Лист
ВКР 23.05.01 135006/п.00.00 ПЗ
Изм.
Лист
№ докум
Подпись
Дата
34
Определение реактивных сил и давлений в гидроцилиндре стрелы с
прямой секцией при копании поворотом ковша
Реактивные силы в гидроцилиндре стрелы, кН, определяются из уравнения
статического равновесия сил относительно шарнира q (рисунок 1):




р

01 ∙ 01 + к ∙ к + р ∙ р + с2 ∙ с2 − цр ∙ цс = 0
(2.18)
откуда
р
цс

=



01 ∙01 ±(к ∙к +р ∙р +с2 ∙с2 )

цс2
(2.19)

где 01 − плечо от активной силы 01 до шарнира q, м;
с2 − вес второй секции стрелы, кН;

с2 − плечо от силы С до шарнира q, м;

цс2 − плечо от силы действующей в цилиндре стрелы до шарнира q, м.
р
цс2 =
25,522∙6,24±(∙5,576+∙0,92+∙0,49)
0,753
= 220,78, кН
Реактивное давление, МПа, определяются из выражения
р
цс =
цс2 =
220,78
103 ∙0.005
цс2
103 ∙
(2,20)
= 38,93, МПа
где – площадь поршня гидроцилиндра стрелы(м2), на которую
действует цс , МПа.
Полученные результаты сведем в таблицу и построим график.
Лист
ВКР 23.05.01 135006/п.00.00 ПЗ
Изм.
Лист
№ докум
Подпись
Дата
35
Таблица 2.9 – Реактивные силы в гидроцилиндре второй секции стрелы
Рцс2р
Pцс
0,661
220,8
38,94
6,58
0,589
231,5
40,83
6,553
0,471
229,3
40,43
6,24
0,313
216,9
38,25
4,714
0,124
163
28,76
3,343
0,416
119,8
21,14
l01q
lkq
6,24
lсq
lpq
0,079
0,056
Gc2
8,829
lцс2q
0,753
Рисунок 2.11 – Реактивные силы в гидроцилиндре второй секции стрелы
Реактивные силы в гидроцилиндре первой секции стрелы, кН, определяются
из уравнения статического равновесия сил относительно шарнира A (рис. 1):
р


01 ∙ 01
+ к ∙ к + р ∙ р + с ∙ с − цр ∙ цс
=0
(2.21)
откуда
р
цс =
 ±( ∙  + ∙  + ∙  + ∙  )
01 ∙01
к к
р р
с2 с2
с1 с1

цс1
(2.22)
Лист
ВКР 23.05.01 135006/п.00.00 ПЗ
Изм.
Лист
№ докум
Подпись
Дата
36

где 01
− плечо от активной силы 01 до шарнира А, м;
с1 − вес первой секции стрелы, кН;

с1
− плечо от силы С до шарнира А, м;

цс1
− плечо от силы действующей в цилиндре стрелы до шарнира А, м.
р
цс =
25,252 ∙ 8,4±(∙30,55+∙35,29+26,63+20,8)
0,53
= 639, кН
Реактивное давление, МПа, определяются из выражения
цс =
цс =
639
103 ∙0.008
р
цс
(2.23)
103 ∙
= 81,4 МПа
По результатам расчетов составим таблицу и построим график:
Таблица 2.10 – Реактивные силы в гидроцилиндрах первой секции стрелы
lрa
l01A lkA lс2а lцс2a lцс1a lc1a Gc2 Gc1
8,50 3,62
8,10 3,55
7,32 3,43
3,03
3,02 1,34 0,51 1,84 8,83 11,28
6,25 3,27
3,13 2,84
0,96 2,54
Pцср Рцс
639,01 81,40
618,41 78,78
577,94 73,62
522,51 66,56
362,04 46,12
250,57 31,92
Лист
ВКР 23.05.01 135006/п.00.00 ПЗ
Изм.
Лист
№ докум
Подпись
Дата
37
Рисунок 2.12 – Реактивные силы в гидроцилиндрах первой секции стрелы
Определение реактивных сил и давлений в гидроцилиндре стрелы с
прямой секцией при копании поворотом второй секции стрелы
Данный расчет ведется аналогично пункту 2.3
Полученные результаты сведем в таблицы и построим графики:
Рисунок 2.13 – Нагрузки на гидроцилиндр второй секции стрелы.
Лист
ВКР 23.05.01 135006/п.00.00 ПЗ
Изм.
Лист
№ докум
Подпись
Дата
38
Рисунок 2.14 – Нагрузки на гидроцилиндр первой секции стрелы.
2.5 Расчет нагрузок на рабочее оборудование для стрелы с гнутой
первой секцией
Определение реактивных сил и давлений в гидроцилиндре стрелы с
гнутой секцией при копании поворотом ковша
Расчет нагрузок на рабочее оборудование для стрелы с гнутой первой
секцией проводится аналогично пунктам представленным выше.
По результатам расчетов составим таблицы и построим графики.
Таблица 2.13 – Реактивные силы в гидроцилиндре рукояти
lpo1
3,66
3,87
3,89
3,78
3,12
2,50
lкв
0,65
0,57
0,46
0,30
0,10
0,13
lpb
0,06
0,06
0,06
0,06
0,06
0,06
lцрв
0,50
0,50
0,50
0,50
0,50
0,50
Gp
11,65
11,65
11,65
11,65
11,65
11,65
Gk
8,44
8,44
8,44
8,44
8,44
8,44
Pцрр
199,81
208,77
199,04
199,57
162,60
131,36
Pцр
25,45
26,60
25,35
25,42
20,71
16,73
Лист
ВКР 23.05.01 135006/п.00.00 ПЗ
Изм.
Лист
№ докум
Подпись
Дата
39
Рисунок 2.15 – Реактивные силы гидроцилиндре рукояти
Таблица 2.14 – Реактивные силы в гидроцилиндре второй секции стрелы
l01q
6,29
6,59
6,53
6,18
5,54
4,59
lkq
0,81
0,73
0,62
0,46
0,26
0,03
lсq
lpq
0,22
Gc2
0,16
8,83
lцс2q
0,97
pцс2р
177,03
184,21
181,64
170,96
152,26
125,22
Pцс
31,22
32,49
32,04
30,15
26,85
22,08
Рисунок 2.16 – Реактивные силы в гидроцилиндре второй секции стрелы
Лист
ВКР 23.05.01 135006/п.00.00 ПЗ
Изм.
Лист
№ докум
Подпись
Дата
40
Таблица 2.15 – Реактивные силы в гидроцилиндре первой секции стрелы
lрa
3,05
l01A
8,94
8,57
7,78
6,66
5,18
3,37
lkA
3,65
3,57
3,46
3,29
3,09
2,86
lс2а
lцс2a
lцс1a
lc1a
Gc2
3,00
0,97
0,13
1,76
8,83
Pцс2р
271,40
263,12
246,37
11,28
222,13
190,57
151,97
Gc1
Рцс
47,87
46,41
43,45
39,18
33,61
26,80
Рисунок 2.17 – Реактивные силы в гидроцилиндрах первой секции стрелы
Определение реактивных сил и давлений в гидроцилиндре стрелы с
гнутой секцией при копании поворотом второй секции стрелы
Расчет нагрузок на рабочее оборудование для стрелы с гнутой первой
секцией проводится аналогично представленному в пункте выше.
По результатам расчетов составим таблицы и построим графики.
Рисунок 2.18 – Результаты расчета реактивных сил в гидроцилиндре второй
секции стрелы
Лист
ВКР 23.05.01 135006/п.00.00 ПЗ
Изм.
Лист
№ докум
Подпись
Дата
41
Рисунок 2.19 – Результаты расчета реактивных сил в гидроцилиндре первой
секции стрелы
2.6 Прочностной расчет металлоконструкции
Для определения запаса прочности деталей необходимо провести прочностной расчет.
Прочностной расчет производится методом конечных элементов, с использованием такого программного обеспечения как :
–Solid Works 2017;
–AutoDesk Inventor.
Расчет производится на наиболее нагруженных элементах конструкции:
1) секция первая прямая;
2) секция вторая стрелы с прямой первой секцией;
3) секция первая гнутая;
4) секция вторая стрелы с гнутой первой секцией;
5) боковина второй секции стрелы с гнутой первой секцией.
6) ковш;
7) рукоять;
8) тяга ковша.
Лист
ВКР 23.05.01 135006/п.00.00 ПЗ
Изм.
Лист
№ докум
Подпись
Дата
42
Рисунок 2.20 – Напряжения, возникающие в ковше
Максимальное напряжение, возникающее в ковше от действия силы резания
238,5 МПа.
Рисунок 2.21 – Перемещения, возникающие в ковше
Максимальное смещение металлоконструкции ковша 3,6 мм.
Лист
ВКР 23.05.01 135006/п.00.00 ПЗ
Изм.
Лист
№ докум
Подпись
Дата
43
Рисунок 2.22 – Коэффициент запаса прочности ковша
Минимальный коэффициент запаса прочности ковша 1,47.
Рисунок 2.23 – Напряжения, возникающие во второй секции стрелы с гнутой первой секцией
Максимальное напряжение, возникающее во второй секции стрелы –
248,7 МПа.
Лист
ВКР 23.05.01 135006/п.00.00 ПЗ
Изм.
Лист
№ докум
Подпись
Дата
44
Рисунок 2.24 – Смещение металлоконструкции во второй секции гнутой
стрелы
Максимальное смещение металлоконструкции возникающее во второй секции гнутой стрелы – 0,6 мм.
Рисунок 2.25 – Коэффициент запаса прочности второй
секции гнутой стрелы
Лист
ВКР 23.05.01 135006/п.00.00 ПЗ
Изм.
Лист
№ докум
Подпись
Дата
45
Минимальный коэффициент запаса прочности второй секции гнутой стрелы
– 1,47.
Рисунок 2.26 – Напряжения, возникающие в металлоконструкции первой
прямой секции
Максимальное напряжение, возникающее в металлоконструкции первой
прямой секции – 220,2 МПа.
Рисунок 2.27 – Перемещение металлоконструкции первой прямой секции
Лист
ВКР 23.05.01 135006/п.00.00 ПЗ
Изм.
Лист
№ докум
Подпись
Дата
46
Максимальное смещение металлоконструкции первой прямой секции стрелы – 0,76 мм.
Рисунок 2.28 – Коэффициент запаса прочности первой прямой секции стрелы
Минимальный коэффициент запаса прочности первой прямой секции стрелы – 1,59.
Рисунок 2.29 – Максимальное напряжение, возникающее в боковине второй секции гнутой стрелы
Лист
ВКР 23.05.01 135006/п.00.00 ПЗ
Изм.
Лист
№ докум
Подпись
Дата
47
Максимальное напряжение, возникающее в боковине второй секции гнутой
стрелы – 145,7 МПа.
Рисунок 2.30 – Коэффициент запаса прочности боковины
Минимальный коэффициент запаса прочности боковины второй секции
гнутой стрелы – 2,81.
Рисунок 2.31 – Смещение, возникающее в боковине при действии нагрузок
Максимальное смещение, возникающее в боковине второй секции гнутой
стрелы – 6 мм. Это смещение достаточно большей, но в сборе секция стрелы
имеет коробчатое сечение, и смещение сводится к минимуму.
Лист
ВКР 23.05.01 135006/п.00.00 ПЗ
Изм.
Лист
№ докум
Подпись
Дата
48
3 Раздел безопаcноcти жизнедеятельности
3.1 Анализ условий труда при эксплуатации
гидравлического
экскаватора
Так как гидравлический экскаватор относится к опасным производственным
объектам, в целях обеспечения безопасности ведения работ машинист экскаватора и обслуживающий персонал обязаны строго следовать правилам техники безопасности, изложенным в нормативных документах.
Основным из требований является допуск к работе только исправного экскаватора, предварительно зарегистрированного в органах Госгортехнадзора, а
такжес ранееполученным разрешениемна работу на нем от соответствующих органов.
Также обязательно требование наличия обучения и аттестации машиниста
экскаватора и его обслуживающего персонала. Лица, не имеющие требуемой квалификации и не прошедшие инструктаж по технике безопасности, к работе допуска не имеют.
Запрещается работа на экскаваторе без предварительного осмотра, проверки, проведения ежесменного технического обслуживания (ЕО) и, при необходимости, регулирования. Все выявленные неисправности экскаватора, независимо
от того, влияют они в данный момент на его работу или нет, необходимо устранить.
Общие положения по мерам безопасности при работе экскаватора
1. До начала земляных работ необходимо получение справки об отсутствии
подземных коммуникаций в зоне проведения работ. В случае их наличия, их места расположения должны быть отмечены знаками.
Лист
ВКР 23.05.01 135006/п.00.00 ПЗ
Изм.
Лист
№ докум
Подпись
Дата
49
2. В вечернее и ночное время необходимо хорошее освещение фронта работы экскаватора в забое, место разгрузки грунта и подъездные пути к площадке.
3. Необходимо ограждение и установка щитов с предупредительными
надписями вокруг забоя и участка работы экскаватора в населенной местности. В
условиях плохой видимости в ночное время необходимо освещение ограждений.
4. Обслуживающим персоналом должны быть получены точные указания о
порядке выполнения поставленного задания, а также о необходимости следования
требуемым мерам предосторожности.
5. Лица без требуемой квалификации и не прошедшие инструктаж по технике безопасности, не допускаются к работе на экскаваторе.
Стажировка обучающихся должна проводится непосредственно под наблюдением мастера.
6. До запуска двигателя машинист экскаватора обязан внимательно осмотреть машину, и убедится в полном отсутствии неисправностей. Обо всех неисправностях или нарушениях условий эксплуатации, которые могут привести к
аварии, машинист обязан немедленно сообщить администрации предприятия.
7. На экскаваторе необходимо соблюдение чистоты, и весь требуемый инвентарь, а также инструмент следует хранить в установленном ранее месте для
этой цели. Недопустимо нахождение посторонних предметов на поворотной
платформе, так какэ то может привести к аварии.
8. Все вращающиеся детали – зубчатые колеса, цепные передачи, маховики
и т. д. –следует ограждать кожухами, которые запрещено снимать при приведении
в действие механизмов.
9. Перед запуском двигателя и механизмов обязательна подача сигнала предупреждения машинистом.
Лист
ВКР 23.05.01 135006/п.00.00 ПЗ
Изм.
Лист
№ докум
Подпись
Дата
50
3.2 Опасные факторы, воздействующие на машиниста экскаватора
В ходе производственной деятельности следующие факторы оказывают
вредное воздействиена машиниста экскаватора:

Воздействие вибрации;

повышенный уровень запыленности;

малая освещённость рабочего участка в ночное суток;

широкий диапазон температур;

высокий или низкий уровень влажности производственной зоны;

работа расположенных рядом узлов и агрегатов;

высокий уровень шума;

падающая горная порода и строительные материалы;

высокие показатели напряжения в токопроводящей цепи механизмов экс-
каватора;

высокий уровень загазованности.
Периодически возникающие частые импульсы, могут повлечь разрушение
суставов и прилегающей костной ткани человеческого тела, а также нарушение
деятельности сердечно-сосудистой системы, в результате чего сосуды теряют
свою упругость и становятся ломкими. Это может привести к патологиям сердца
и, в конечном счете, инсульту.
Загрязнённый воздух оказывает негативное влияние на верхние дыхательные пути, раздражая их и нанося им микроповреждения.
Малая освещенность может повлечь за собой ухудшение психоэмоцианального состояния оператора экскаватора и увеличить риск травмирования
Работа машин, находящихся в области деятельности экскаватора, отвлекает
внимание экскаваторщика. Это может привести к непредвиденным травмам.


Повышенный уровень звуковых волн, может привести к негативным по-
следствиям сказывающимися на слуховом аппарате человека.
Лист
ВКР 23.05.01 135006/п.00.00 ПЗ
Изм.
Лист
№ докум
Подпись
Дата
51

Падение с высоты тяжелых предметов может нарушить баланс экскавато-
ра, что, в свою очередь, привести к травмам оператора.

Электрический ток может нанести серьёзные повреждения экскаватор-
щику при возникновении коротких замыканий.

В процессе работы механизмов и узлов экскаватора, на рабочем участке
появляются вредные для здоровья человека летучие соединения.
3.3 Определение устойчивости экскаватора
Одной из важнейших характеристик, показывающих работоспособность и
безопасность пневмоколесных и гусеничных машин, является устойчивость к
опрокидыванию. В статике этот показатель показывает способность экскаватора
сохранять равновесное положение под действием внешних нагрузок, которые
принимаются постоянными. В динамике этот показатель характеризует способность экскаватора не опрокидываться под действием переменных сил, которые
являются функцией времени и положения системы. Это обуславливает разделение
на статическую и динамическую устойчивости экскаватора к опрокидыванию.
Для определения cтатичеcкой уcтойчивоcти необходимо найти условие, которому должна удовлетворять cиcтема cил, дейcтвующих на экскаватор, чтобы он
находился в равновеcии.
Вследствие доcтаточно широкого диапазона работ данного экcкаватора и
выполнения работы в различных условиях, следует рассмотреть два раcчетных
cлучая, при которых может произойти опрокидывание машины.
Первый раcчетный cлучай – поворотная платформа повернута параллельно
ходовой тележке, капание производитcя на макcимальной глубине. Опрокидывание в данном cлучае проиcходит вокруг передней звездочки гуcеничной тележки.
Лист
ВКР 23.05.01 135006/п.00.00 ПЗ
Изм.
Лист
№ докум
Подпись
Дата
52
Риcунок 3.1 – Уcтойчивоcть экcкаватора, первый раcчетный cлучай
Определим коэффициент уcтойчивоcти экcкаватора во время копания вдоль
гуcениц, так как это положение являетcя неуcтойчивым.
Запаc уcтойчивоcти экcкаватора при копании на полную глубину можно
определить по формуле:
у =
∑ п1 +0,2
∑ п2 +
(3.1)
где ∑ п1 – cуммарный продольный воccтанавливающий момент от маccы узлов
ходовой тележки, поворотной платформы c уcтановками cмонтированными на
ней, Н ∙ м.
Лист
ВКР 23.05.01 135006/п.00.00 ПЗ
Изм.
Лист
№ докум
Подпись
Дата
53
∑ п = ТХ ∙ ТХ + пп ∙ пп
(3.2)
где ТХ = 68670 Н – вес тележки ходовой;
пп = 80390 Н
–
вес
поворотной
платформы
c
уcтановками
cмонтированными на ней;
ТХ = 2,387 м – плечо равнодейcтвующей маccы ТХ отноcительно «ребра»
опрокидывания;
пп = 3,730 м – плечо равнодейcтвующей маccы пп отноcительно «ребра»
опракидывания;
∑ п1 = 68670 ∙ 2,387 + 80390 ∙ 3,73 = 164213 Н ∙ м
0,2 = 0,2 ∙ ℎ
(3.3)
где ∑ 0,2 – cумма от горизонтальной cоcтавляющей уcилий  , Н;
 = 57000 Н – уcилие на зубьях ковша
ℎ = 6,142 м – плечо равнодейcтвующей уcилия 0,2 отноcительно уровня
cтояния экcкаватора;
0,2 = 0,2 ∙ 57000 ∙ 6,142 = 70018,8 Н ∙ м
∑ п2 – cуммарный опракидывающий момент от маccы рабочего оборудования.
∑ п2 = к−2п + р + цкп + цр + п + ц
(3.4)
где к−2п – опракидывающий момент от маccы ковша c грунтом.
к−2п = (к + г )к−2п
(3.5)
Лист
ВКР 23.05.01 135006/п.00.00 ПЗ
Изм.
Лист
№ докум
Подпись
Дата
54
где к = 8436,1 Н – Вес ковша;
г = 26487 Н – вес грунта в ковше;
к−2п = 1,85 м – плечо равнодейcтвующей маccы ковша c грунтом
отноcительно «ребра» опрокидывания.
к−2п = (8436,1 + 26487)1,85 = 64607 Н ∙ м
где р – опрокидывающий момент от маccы рукояти
р = р ∙ р
(3.6)
где р = 11654,28 Н – вес рукояти
р = 1,443 м – плечо равнодейcтвующей маccы р отноcительно «ребра»
опрокидывания
р = 11654,28 ∙ 1,443 = 16817 Н ∙ м
цкп = цк ∙ цк
(3.7)
где цкп – опракидывающий момент от маccы гидроцилиндра ковша
цк = 1226,25 Н – вес гидроцилиндра ковша c учетом веса рабочей жидкоcти;
цк = 1,965 м – плечо равнодейcтвующей маccы цк отноcительно «ребра»
опрокидывания
цкп = 1226,25 ∙ 1,965 = 2409,58 Н ∙ м
цр = цр ∙ цр ;
(3.8)
где цр – опрокидывающий момент от маccы цилиндра рукояти;
цр = 1687,32 Н – вес гидроцилиндра рукояти, включая вес рабочей жидкоcти;
цр = 1,824м – плечо равнодейcтвующей маccы цр отноcительно «ребра»
опрокидывания.
цр = 1687,32 ∙ 1,824 = 3077,67 Н ∙ м
п =  ∙ 
(3.9)
Лист
ВКР 23.05.01 135006/п.00.00 ПЗ
Изм.
Лист
№ докум
Подпись
Дата
55
где п – опрокидывающий момент веса первой секции стрелы.
 = 8829 Н – вес первой секции стрелы.
 = 1,389 м – плечо равнодейcтвующей маccы  отноcительно «ребра»
опрокидывания
п = 8829 ∙ 1,389 = 12263,48 Н ∙ м
п2 = 2 ∙  2
(3.10)
где п2 – опрокидывающий момент веса второй секции стрелы.
2 = 11281,5 Н – вес cтрелы;
 2 = 0,15 м – плечо равнодейcтвующей веса 2 отноcительно «ребра»
опрокидывания
п = 11281,5 ∙ 0,15 = 1692,2 Н ∙ м
где ц1 – опрокидывающий момент веса гидроцилиндра первой секции стрелы
с учетом рабочей жидкоcти.
ц1 = ц ∙ ц
(3.11)
где ц = 1324,35 Н – вес гидроцилиндра первой секции cтрелы c учетом рабочей
жидкоcти
ц = 0,033 м– плечо равнодейcтвующей веса ц отноcительно «ребра»
опрокидывания
ц1 = 1324,35 ∙ 0,033 = 43,7 Н ∙ м
ц2 – опрокидывающий момент веса двух гидроцилиндров cтрелы c учетом рабочей жидкоcти
ц = ц ∙ ц
(3.12)
где ц2 = 2354,4 Н – вес двух гидроцилиндров второй секции cтрелы c учетом
рабочей жидкоcти
 ц2 = 0,363 – плечо равнодейcтвующей веса ц отноcительно «ребра»
опрокидывания
Лист
ВКР 23.05.01 135006/п.00.00 ПЗ
Изм.
Лист
№ докум
Подпись
Дата
56
ц = 2 ∙ 2354,4 ∙ 0,363 = 854,64 Н ∙ м
Cумарный опрокидывающий момент веса рабочего оборудования
∑ 2 = 64607 + 16817 + 2409,58 + 3077,67 + 12263 + 1692 + 43,4 + 854 =
101763,99, Н ∙ м
 – момент вертикальной cоcтавляющей уcилия 
 =  ∙ 
(3.13)
где  = 57000 Н – уcилие на режущем контуре ковша;
 = 0,809 м – плечо равнодейcтвующей уcилия  отноcительно ребра
опрокидывания.
 = 57000 ∙ 0,809 = 46113 Н ∙ м
Запаc уcтойчивоcти экcкаватора при копании на макcимальную глубину
у =
164213+70018,8
102617,64+46113
=1,57
у = 1,57 > [1,15].
Второй раcчетный cлучай – поворотная платформа повернута перпендикулярно ходовой тележке, капание производитcя на макcимальной глубине. Опрокидывание в данном cлучае проиcходит вокруг правой гуcеницы.
Лист
ВКР 23.05.01 135006/п.00.00 ПЗ
Изм.
Лист
№ докум
Подпись
Дата
57
Риcунок 3.2 – Уcтойчивоcть экcкаватора, второй раcчетный cлучай
у =
∑ впоп + 0,2
∑ опоп + 
где ∑ впоп – cуммарный поперечный воccтанавливающий момент от маccы
узлов ходовой тележки поворотной платформы c уcтановками, cмонтиронными на
ней.
∑  = ТХ ∙ ′ТХ + пп ∙ ′пп
(3.14)
ТХ = 68670 Н – вес тележки ходовой;
Где
пп = 80390 Н – вес поворотной платформы c уcтановками, cмонтированными на ней.
Лист
ВКР 23.05.01 135006/п.00.00 ПЗ
Изм.
Лист
№ докум
Подпись
Дата
58
′ТХ = 1,789 м – плечо равнодейcтвующей веса ТХ отноcительно «ребра»
опрокидывания;
′пп = 3,389 м – плечо равнодейcтвующей веса пп отноcительно «ребра»
опрокидывания;
∑ вп = 68670 ∙ 1,789 + 80390 ∙ 3,389 = 395292,34 Н ∙ м
где 0,2 – момент от горизонтальной cоcтавляющей 
0,2 = 70018,8 Н ∙ м
∑ поп – cуммарный поперечный опрокидывающий момент маccы узлов рабочего
оборудования
∑ поп = л−2поп + рпоп + цпоп + црпоп + поп + цпоп
где л−2поп – опрокидывающий момент от маccы ковша c грунтом
л−2поп = (к + г )к−2поп
(3.15)
где к−2поп = 2,19 м – плече равнодейcтвующей веса (к + г ) отноcительно
«ребра» опрокидывания
л−2поп = (8436,1 + 26487)2,19=76481,589 Н ∙ м
рпоп – опрокидывающий поперечный момент от веса рукояти
рпоп = р ∙ ′ р
(3.16)
′ р = 1,785 м – плечо равнодейcтвующей веса рукояти р отноcительно
где
«ребра» опрокидывания
рпоп = 11654,28 ∙ 1,785 = 20802,89 Н ∙ м
цпоп – прокидывающий поперечный момент от маccы гидроцилиндра
ковша
цпоп = цк ∙ ′ цк
(3.17)
′ цк = 2,306 м – плече равнодейcтвующей маccы цк отноcительно «ребра»
где
прокидывания
Лист
ВКР 23.05.01 135006/п.00.00 ПЗ
Изм.
Лист
№ докум
Подпись
Дата
59
цпоп = 1226,25 ∙ 2,306 = 2827,73 Н ∙ м
црпоп – опрокидывающий поперечный момент от маccы гидроцилиндра
рукояти
црпоп = 1687,32 ∙ 2,306 = 3890,95 Н ∙ м
′ цк = 2,166 м – плечо равнодейcтвующей веса цилиндра рукояти цр относительно «ребра» опрокидывания
поп – опрокидывающий момент веса первой секции стрелы
п =  ∙ ′ 
(3.18)
где ′  = 1,73 м – плечо равнодейcтвующей cилы  отноcительно «ребра»
опрокидывания
поп = 8829 ∙ 1,73 = 15274,17 Н ∙ м
поп2 – опрокидывающий момент веса второй секции стрелы
п2 =  ∙ ′ 
(3.19)
где ′ 2 = 0,491 м – плечо равнодейcтвующей cилы 2 отноcительно «ребра» опрокидывания
поп2 = 11281,5 ∙ 0,491 = 5539,2 Н ∙ м
цпоп1 – опрокидывающий момент маccы гидроцилиндра первой секции
стрелы c учетом рабочей жидкоcти
цпоп1 = ц ∙ ′ ц
(3.20)
где ′ ц = 0,374 м – плечо равнодейcтвующей веса цилиндра стрелы ц отноcительно «ребра» прокидывания
цпоп = 1324,35 ∙ 0,374 = 495,3 Н ∙ м
цпоп1 – опрокидывающий момент веса гидроцилиндров второй секции
стрелы c учетом рабочей жидкоcти.
цпоп1 = 2 ∙ ц ∙ ′ ц
Лист
ВКР 23.05.01 135006/п.00.00 ПЗ
Изм.
Лист
№ докум
Подпись
Дата
60
цпоп2 = 2 ∙ 2354,4 ∙ 0,022 = 103,59 Н ∙ м
Cуммарный опрокидывающий момент от рабочего оборудования
∑ поп = 6375 + 1008,45 + 394,4 + 283 + 778,44 − 58,24 = 8781,05 Н ∙ м
поп – момент от вертикальной cоcтавляющей уcилия 
поп =  ∙ 
где  = 1,15 м – плечо равнодейcтвующей уcилия  отноcительно «ребра» опрокидывания.
поп = 57000 ∙ 1,15 = 65550 Н ∙ м
у =
395292,34 + 70018,8
= 2,44
125415,419 + 65550
у = 2,44 > [1,15].
По результатам раcчета, уcтойчивоcть экcкаватора при копании на
макcимальную величину обеcпечена как в продольном, так и в поперечном
направлениях.
Лист
ВКР 23.05.01 135006/п.00.00 ПЗ
Изм.
Лист
№ докум
Подпись
Дата
61
4 Организационно-экономический раздел
В организационно-экономическом разделе дипломного проекта на основе
расчетов затрат на проектирование, изготовление и эксплуатацию изделия, а также на основе определения интегрального показателя конкурентоспособности изделия делается вывод об экономической целесообразности внедрения его в производство.
Техническая подготовка производства изделия представляет собой комплекс технических мероприятий, связанных с освоением новых и совершенствованием ранее выпускаемых изделий.
Техническая подготовка производства изделия делится на конструкторскую и
технологическую.
4.1 Общие сведения о разрабатываемом изделии
Исходные данные для проектирования:
Общая масса изделия, кг –
2050
Группа новизны конструкции –
В
Группа конструктивной сложности –
II
Производство изделия (тип) –
мелкосерийное
Планируемый годовой объем производства изделия, шт.–
3
Таблица 4.1 – Состав деталей разрабатываемого изделия
Вид деталей
Количество
наименований
деталей
Оригинальные
26
47
Заимствованные (унифицированные)
8
20
Нормализованные
2
4
Покупные простого типа (с крепежом)
6
10
Покупные сложного типа
2
3
Лист
ВКР 23.05.01 135006/п.00.00 ПЗ
Изм.
Лист
№ докум
Подпись
Дата
62
4.2 Конструкторская подготовка производства
Трудоемкость конструкторской подготовки производства включает затраты времени на разработку:
 технического задания;
 рабочей документации.
4.2.1 Затраты времени на разработку технического задания
Эти затраты времени определяются в зависимости от группы новизны и
конструктивной сложности изделия по таблице 3 и составляют –139,3 нч.
Время на согласование и утверждение технического задания принимаем
равным 80 часов.
Затраты времени на разработку, согласование и утверждение технического
задания составляют: Ттз = 219,3 нч.
4.2.2 Затраты времени на разработку рабочей документации
Эти затраты определяются в зависимости от группы новизны, конструктивной сложности изделия и количества листов фактического формата по таблице 10
[1].
Время на согласование и утверждение рабочего проекта – 15% от суммы
этих затрат.
Расчет трудоемкости разработки рабочей документации сводим в таблицу 4.2.
Лист
ВКР 23.05.01 135006/п.00.00 ПЗ
Изм.
Лист
№ докум
Подпись
Дата
63
Таблица 4.2 – Трудоемкость разработки рабочей документации
1
Чертеж общего вида
Сборочный
чертеж
2
А1
3
31,40
4
А1
5
1,00
6
1,00
Фактическая
трудоем
емкость,
нч.
7
31,40
А1
19,20
Габаритный
чертеж
Упаковочный чертеж
Чертеж детали
Гидравлическая схема
Кинематическая схема
Спецификация
Ведомость
покупных
изделий
Программа
и методика
испытаний
Технические условия
Пояснительная записка
Расчеты
Аннотация
А1
12,00
А1
А3
А4
А1
1,00
0,31
0,17
1,00
1
2
4
1,00
19,2
11,90
13,07
12,00
А1
10,00
А1
1,00
1,00
10,00
А4
1,60
А2
27,20
А3
А4
А2
1,80
1,00
1,00
6,00
20,00
1,00
17,28
32
27,20
А2
29,40
А2
1,00
1,00
29,40
А4
0,80
А4
1,00
12,00
9,60
А4
0,90
А3
1,80
3,00
4,86
А4
3,60
А4
1,00
4,00
14,4
А4
3,10
А4
1,00
2,00
6,20
А4
1,00
А4
1,00
25,00
25,00
А4
А4
2,80
2,60
А4
А4
1,00
1,00
32,00
1,00
89,60
2,60
Формат,
Наименова- указанние
ный в
документа таблице
10
Норма
времени,
нч.
Фактический
формат
Поправочный
коэффициент (см.
таблицу 5)
Количество листов фактического
формата
Лист
ВКР 23.05.01 135006/п.00.00 ПЗ
Изм.
Лист
№ докум
Подпись
Дата
64
Окончание таблицы 4.2
1
2
Техническое описаА4
ние и инструкция по
эксплуатации
Нормоконтроль текА4
стовой документации
Нормоконтроль
А4
чертежей
3
3,50
4
А4
5
1,00
6
12,00
7
42,00
0,20
А4
А3
1,00
1,80
88
3
17,60
1,08
А1
5,80
4
А2
3,24
2
А3
1,80
8
А4
1,00
24
А1
5,80
4
А2
3,24
2
А3
1,80
8
А4
1,00
24
А1
5,80
4
А2
3,24
2
А3
1,80
11
А4
1,00
112
0,65*460,08=299,05
4,64
1,30
2,88
4,80
4,64
1,30
2,88
4,80
2,32
0,65
1,98
11,2
0,20
Технологический
контроль чертежей
А4
0,20
Копировальные
Работы
А4
0,10
Итого:
Согласование и
утверждение рабочей документации
Всего:
44,86
343,91
Примечание – трудоемкость разработки чертежа общего вида определена
по таблице 8 [1], т.к. в данном случае совмещается разработка технического и
рабочего проектов;
учитывая возможность применения машинного труда при разработке конструкторской документации, вводим поправочный коэффициент 0,65;
Лист
ВКР 23.05.01 135006/п.00.00 ПЗ
Изм.
Лист
№ докум
Подпись
Дата
65
4.2.3 Определение трудоемкости изготовления изделия
По методу использования нормативов удельной технологической трудоемкости
общая технологическая трудоемкость нового изделия определяется по формуле 1:
Тизд = Туд. ∙ Ризд., нч.
(1)
где Туд. – удельная технологическая трудоемкость на тонну массы изделия;
Ризд. – масса изделия, в тоннах, за исключением массы покупных изделий и
металлоемких деталей.
Удельная технологическая трудоемкость на тонну массы изделия определяется по
таблице 13 [1] в зависимости от группы сложности изделия по трудоемкости изготовления и средней массы одной детали.
Группа сложности по трудоемкости изготовления изделия – 7
Средняя масса одной детали нового изделия определяется по формуле 13[1]:
РД 
N
Р ИЗД  Р П  Р М 
ОРИГ
 N З   N Д1  N Д 2 
,
(4.2)
где Ризд = 2050 – общая масса изделия, кг;
Рп = 410 – масса покупных комплектующих изделий, кг;
Рм = 205 – масса металлоемких, но не трудоёмких деталей (грузы, противовесы и т.п. детали), кг.;
ориг = 47 – количество оригинальных деталей, шт.;
з = 24 – количество заимствованных и нормализованных деталей, шт.;
д1 = 0 – количество деталей из войлока, резины, дерева, картона, пластмассы (шайбы, прокладки, кольца и т.п.), шт.;
д2 = 8 – количество металлоёмких, но не трудоёмких деталей (грузы, противовесы и т.п.), шт.
д =
Тизд
2050−(410+205)
(47+24)−(0+8)
= 22,78 кг.
Туд. = 251,60 нч/т.
=(
) ∙ (2050 − (410 + 205)) = 361,62 нч.
1000
251,60
Лист
ВКР 23.05.01 135006/п.00.00 ПЗ
Изм.
Лист
№ докум
Подпись
Дата
66
4.3 Технологическая подготовка производства
Трудоемкость технологической подготовки производства включает затраты
времени на:
 разработку технологических процессов на оригинальные детали;
 технологические разработки по сборке изделия;
 проектирование оснастки;
 изготовление оснастки.
4.3.1 Затраты времени на разработку технологических процессов
Распределяем оригинальные детали по группам технологической сложности.
Таблица 4.3 – Распределение деталей по группам технологической
сложности
Группа сложности
Процент
Количество
Детали 1 группы сложности
53,8
14
Детали 2 группы сложности
38,5
10
Детали 3 группы сложности
7,7
2
Итого:
100%
Nориг = 26
Расчет трудоемкости разработки технологических процессов на оригинальные
детали определяем в соответствии с таблицей 16 / / и сводим в таблицу 4.4.
Таблица 4.4 – Трудоемкость разработки технологических процессов на оригинальные детали
В нормочасах
Виды работ
Группа технологической сложности
I
II
III
1 Разработка маршрутной технологии 17,50
40
20
Всего:
0,65*77,5 = 50,37
Примечание – учитывая возможность применения машинного труда при
разработке техпроцессов, вводим поправочный коэффициент 0,65.
Лист
ВКР 23.05.01 135006/п.00.00 ПЗ
Изм.
Лист
№ докум
Подпись
Дата
67
Общая трудоемкость разработки техпроцессов равна:
Трудоемкость технологических разработок по сборке изделия может быть
укрупненно принята 20% от трудоемкости разработки технологических процессов
на оригинальные детали, т.е.:
Т = (20%  50,37) / 100% = 10,07(нч.)
Общая трудоемкость разработки технологических процессов равна сумме
трудоемкостей технологических процессов на оригинальные детали и сборку изделия, т.е.:
Тобщ = Т + Твсего
(4.3)
Т = 10,07 + 50,37= 60,44 (нч.)
4.4 Трудоемкость технической подготовки производства
Результаты расчетов трудоемкости технической подготовки производства
нового изделия сводим в таблицу 4.5.
Таблица 4.5 – Сводная таблица трудоемкости технической подготовки производства
Наименование стадий
Трудоемкость, нч Примечание
1 Конструкторская подготовка :
а) разработка технического задания
219,30
б) разработка рабочей документации
343,91
Итого:
563,21
таблица 5.2
2 Технологическая подготовка:
а) разработка технологии
60,44
Итого:
60,44
Всего:
623,65
таблица 5.4
Лист
ВКР 23.05.01 135006/п.00.00 ПЗ
Изм.
Лист
№ докум
Подпись
Дата
68
4.4.1 Смета затрат на техническую подготовку производства
Таблица 4.6 – Затраты на проектирование изделия, техпроцессов и оснастки
Затраты на Страховые Всего, руб.
Оплата одВид
Трудоемкость,
оплату
взносы,
ного нч,
работы
нч
труда, руб.
руб.
(гр.4 +
руб.
гр.2 х гр.3 30% х гр.4
гр.5)
1
2
3
4
5
6
Проектирование
563,21
85,00
47872,85
14361,85 62234,705
изделия
Разработка тех60,44
85,00
5137,4
1541,22
6678,62
процессов
Итого: затраты
на техническую
подготовку
производства
68913,33
Лист
ВКР 23.05.01 135006/п.00.00 ПЗ
Изм.
Лист
№ докум
Подпись
Дата
69
4.5 Расчет затрат на всех стадиях жизненного цикла изделия
Расчет себестоимости и цены нового изделия
Для определения себестоимости нового изделия составим калькуляцию.
Таблица 4.7 – Калькуляция себестоимости проектируемого изделия
Статьи затрат
Сумма, руб.
Примечание
1 Основные материалы
104413,02
таблица 5.12
2 Комплектующие изделия и
117082,74
таблица 5.12
покупные полуфабрикаты
Итого: материальные затраты
221495,76
МЗ = ст.1 + ст.2
3 Тарифная заработная плата
23505,30
З = Тизд. ∙ Счас.раб
основных производственных
где Тизд. =361,62 нч– трудоемкость
рабочих
изготовления изделия;
Счас.раб = 65,00 руб. – средняя часовая тарифная ставка рабочего.
4 Доплаты к тарифу
11752,65
50% статьи 3
5 Основная заработная плата
35257,95
ст.3 + ст.4
6 Дополнительная заработная
7051,59
20% статьи 5
плата
Итого: расходы на оплату труда
основных производственных
42309,54
ст.5 + ст. 6
рабочих
7 Страховые взносы
12692,862
30% (ст. 5 +ст. 6)
8 Расходы на техническую подSт.п.=Sт.п.п./N,
готовку и освоение производгде Sт.п.п– 68357,51 затраты на техства
ническую подготовку производства
22785,83
(таблица 5.10);
N– 3 количество единиц нового изделия
9 Общепроизводственные рас141031,8
400% статьи 5
ходы
10 Общехозяйственные расхо105773,85
300% статьи 5
ды
Итого: производственная себест.1 + ст.2 + ст.5 + ст.6 + ст.7 +
546089,64
стоимость
+ ст.8 + ст.9 + ст.10
11 Коммерческие расходы
5460,89
1% производственной себестоимости
Итого: полная себестоимость
551550,53
ст.1 + ст.2 + ст.5 + ст.6 + ст.7 +
+ ст.8 + ст.9 + ст.10 + ст.11
Лист
ВКР 23.05.01 135006/п.00.00 ПЗ
Изм.
Лист
№ докум
Подпись
Дата
70
Примечание – Расчеты по определению стоимости основных материалов
весьма трудоемки, поэтому в дипломном проекте следует воспользоваться приближенным методом: на основе данных о чистой массе изделия и коэффициенте
использования металла.
Черная масса изделия определяется по формуле:
Рч = (Ризд  Рп) / Кисп ,
(4.5)
где Рч  черная масса изделия;
Кисп= 0,75коэффициент использования материала.
Рч = ( 2050 410) /0,75 =2186,66 (кг)
Принимаем, что 100 % деталей изделия изготавливаются из стали.
Тогда, стоимость основных материалов равна:
М = Цст ∙ Рч − (1 − Кисп ) ∙ Рч∙ ∙ Цот ,
(4.6)
где: Цст,  соответственно стоимость 1кг стали, чугуна, прочих материалов;
Цот  стоимость 1кг отходов металла.
1кг стали  50,00 руб.
1 кг отходов металлов  9,00 руб.
Подставляя все значения в формулу (6), получим:
М = 50,00 2186,66 ( 1 0,75) 9,002186,66 =104413,02 (руб.)
Лист
ВКР 23.05.01 135006/п.00.00 ПЗ
Изм.
Лист
№ докум
Подпись
Дата
71
Таблица 4.8 – Стоимость материалов, комплектующих изделий и покупных полуфабрикатов
Наименование
Единица
измерения
Комплектующие изделия
и покупные полуфабрикаты
1.Гидроцилиндр секции
копания
2. Крепеж
Итого:
Количество на Цена еди- Общая стоединицу изде- ницы, руб.
имость,
лия
руб.
шт.
2
57000
114000
кг
4
196,80
787,20
114787,00
Прочие и неучтенные
покупные
изделия
(2%*итого):
Всего:
2295,74
117082,74
Расчет цены проектируемого изделия по методу «Средние издержки плюс
прибыль» сводим в таблицу 4.9.
Таблица 4.9 – Цена проектируемого изделия
Статьи затрат
Сумма, руб.
1 Полная себестоимость
551550,53
2 Норматив рентабельности
3 Прибыль
93763,50
4 Отпускная цена без НДС
645314,03
5 НДС
116156,53
6 Отпускная цена с НДС
761470,56
Примечание
таблица 5.12
17%
ст.1 ∙ ст.2/100
ст.1 + ст.3
18% ст. 4
ст. 4 + ст. 5
Стоимость модернизированного экскаватора:
Цпроект = 3950000 + 761471 = 4711471 руб.
где: 3950000 – стоимость экскаватора без стрелы.
Лист
ВКР 23.05.01 135006/п.00.00 ПЗ
Изм.
Лист
№ докум
Подпись
Дата
72
Определение затрат у потребителя оборудования (технологическая себестоимость машино-часа)
Уровень эксплуатационных затрат при работе на дорожно-строительных
машинах определяется стоимостью машино-часа по следующей формуле:
СМАШ  А  З  Б  Э  С  Р  П
(4.7)
где СМАШ – стоимость одного машино-часа эксплуатации строительной машины, руб. / маш.-ч.;
А – амортизационные отчисления, руб. / маш.-ч.;
З – оплата труда рабочих, управляющих машиной, руб. / маш.-ч.;
Э – затраты на энергоносители, руб. / маш.-ч.;
Б – затраты на замену быстроизнашивающихся частей, руб. / маш.-ч.;
С – затраты на смазочные материалы, руб. / маш.-ч.;
Р – затраты на выполнение всех видов ремонта, диагностирование и техническое обслуживание, руб. / маш.-ч.;
П – затраты на перебазирование машин с площадки на площадку, руб. /
маш.-ч.
Проектирование данного изделия направлено на увеличение производительности: ориентировочно на 15% по сравнению с базовым
Амортизационные отчисления определяются по формуле:
А
Ц  На
,
100  Т
(4.8)
где Ц база = 4440000 – стоимость базового экскаватора, руб.
Цпроект = 4711471 – стоимость модернизированного экскаватора
На = 15 – годовая норма амортизации, % / год.
Лист
ВКР 23.05.01 135006/п.00.00 ПЗ
Изм.
Лист
№ докум
Подпись
Дата
73
Т = 2300 – количество часов эксплуатации машины в году; принимаем согласно приложению Е.
4440000,00 ∙ 15
= 289,57 руб
100 ∙ 2300
= 4711471 ∙ 15
=
= 267,19 руб
100 ∙ 2300 ∙ 1,15
база =
проект
Оплата труда рабочих, управляющих машиной, определяется по формуле:
З  СЧАС  n  К Д  К ДОП  КОТЧ
(4.9)
где СЧАС – часовая тарифная ставка обслуживающего персонала, руб.;
Счас база = 165 – часовая тарифная ставка обслуживающего персонала базовой машины;
Счас проект = 165 – часовая тарифная ставка обслуживающего персонала модернизированной машины;
 = 1 – число обслуживающего персонала;
КД = 1,5 – коэффициент, учитывающий доплаты к тарифу;
КДОП = 1,12 – коэффициент, учитывающий дополнительную заработную
плату;
КОТЧ = 1,30 – коэффициент, учитывающий страховые взносы.
ЗБАЗА = 165 ∙ 1 ∙ 1,5 ∙ 1,12 ∙ 1,30 = 360,36 , руб.
ЗПРОЕКТ = 155 ∙ 1 ∙ 1,5 ∙ 1,12 ∙ 1,30 ∙
1
1,15
= 313,37, руб.
Затраты на замену быстроизнашивающихся частей, определяется по формуле:
Б
Ц  Нб
100  Т
(4.10)
где Н б = 9,1 – норма годовых затрат на замену быстроизнашивающихся частей; (см. приложение Ж)
Лист
ВКР 23.05.01 135006/п.00.00 ПЗ
Изм.
Лист
№ докум
Подпись
Дата
74
4440000 ∙ 9,1
= 175,67 руб.
100 ∙ 2300
4711471 ∙ 9,1
=
= 162,01 руб.
100 ∙ 2700 ∙ 1,15
ББАЗА =
БПРОЕКТ
Затраты на энергоносители определяются по формуле:
Э  GT  ЦТ ,
(4.11)
где Т = 5 – часовой расход топлива, л;
ЦТ = 43 руб. – стоимость одного литра дизельного топлива, руб.
ЭБАЗА = 5,2 ∙ 43 = 215 руб.
ЭБАЗА = 5 ∙ 43 ∙
1
= 186,96 руб.
1,15
Затраты на смазочные материалы и рабочие жидкости определяются по
формуле:
С   ЦС  НС
(4.12)
где ЦС – стоимость соответствующего смазочного материала или рабочей
жидкости;
НС – соответствующая норма расхода смазочных материалов или рабочих
жидкостей в процентах от расхода топлива;
НСТ1 = 5,1%.; НСТ2 = 1,5% .; НСТ3 = 1%.; НСТ4 = 0,4%.;. – соответственно
нормам расхода моторного масла, рабочей жидкости, трансмиссионного масла и
смазки в процентах от расхода топлива
ЦС1 = 240 руб.; ЦС2 = 110 руб.; ЦС3 = 90 руб.; ЦС4 =140 руб. – соответственно
стоимость моторного масла, рабочей жидкости, трансмиссионного масла и смазки.
Лист
ВКР 23.05.01 135006/п.00.00 ПЗ
Изм.
Лист
№ докум
Подпись
Дата
75
СБАЗА = 240 ∙
5,1
100
СПРОЕКТ = (240 ∙
∙ 5 + 110 ∙
5,1
100
1,5
100
∙ 5 + 110 ∙
∙ 5 + 90 ∙
1,5
100
1
100
∙ 5 + 90 ∙
∙ 5 + 140 ∙
1
100
0,4
100
∙ 5 + 140 ∙
∙ 5 = 76,75 руб.
0,4
100
∙ 5) ∙
1
1,15
=
66,74 руб.
Затраты на выполнение всех видов ремонта, диагностирование и техническое обслуживание определяются по формуле:
Р 
Ц Нр
100  Т
,
(4.13)
где Нр – норма годовых затрат на ремонт и техническое обслуживание машин, %.
4440000 ∙ 25
РБАЗА =
= 482,61 руб.
100 ∙ 2300
РПРОЕКТ =
4711471 ∙ 25
= 451 руб.
100 ∙ 2300 ∙ 1,15
Лист
ВКР 23.05.01 135006/п.00.00 ПЗ
Изм.
Лист
№ докум
Подпись
Дата
76
Полученные данные в результате расчета сводят в таблицу 4.10.
Таблица 4.10 – Себестоимость машино-часа эксплуатации изделия
Сумма, руб. / маш.-ч.
Наименование затрат
База
Проект
1 Затраты на амортизацию машины
289,57
267,19
2 Заработная плата рабочих, управляющих машиной
360,36
313,37
3 Затраты на замену быстроизнашивающихся частей
175,67
162,01
4 Затраты на энергоносители
215
186,96
5 Затраты на смазочные материалы и рабочие жидкости
76,75
66,74
6 Затраты на все виды ремонта и техническое обслуживание
482,61
451
1599,96
1417,27
ИТОГО:
Экономия по эксплуатационным расходам определяется по формуле:
ЭЭ = (Смаш.баз − Сбаз.пр. ) ∙ Т,
(4.14)
Ээ = (3609,47 − 2987,06) ∙ 2300 = 420187, руб.
Окупаемость затрат определяется по формуле:
ТОК =
Кд
Э−(1−Н)
, год
(4.15)
где Н = 20% – размер налога на прибыль предприятий и организаций
ТОК =
761470,56
= 2,3 года
420187 ∙ (1 − 0,2))
Лист
ВКР 23.05.01 135006/п.00.00 ПЗ
Изм.
Лист
№ докум
Подпись
Дата
77
4.6 Технико-экономические показатели проекта
Технико-экономические показатели проекта рассчитать и свести в таблицу 4.11.
Таблица 4.11 – Технико-экономические показатели проекта
Наименование показателя
Единица
Значение
Примечание
измерения показателя
1 Объем продаж изделий
шт.
3
исходные данные
2 Выручка от реализации
руб.
1935942
Цобор-я(без НДС)п.1
изделий
3 Затраты на производство
руб.
1654650,99
Сполп.1
изделия
4 Прибыль от реализации
руб.
281291,01
п.2–п.3
изделия
5 Уровень рентабельности
%
17
таблица 5.9
производства изделия
6 Трудоемкость технической
нч
623,65
таблица 5.5
подготовки производства
7 Затраты на техническую
руб.
68913,33
таблица 5.6
подготовку производства
8 Снижение технологической
руб./год
(Стех.баз.–Стех.пр.)·Т
420187
себестоимости машино-часа
9 Снижение технологической
%
11,4
С тех.баз.  С тех.п р.
100%
себестоимости машино-часа
С
тех .баз .
10 Отпускная цена единицы
изделия (с НДС)
11 Срок окупаемости оборудования
руб.
761470,56
таблица 5.9
лет
2,3
раздел 6.6
Лист
ВКР 23.05.01 135006/п.00.00 ПЗ
Изм.
Лист
№ докум
Подпись
Дата
78
Заключение
Проведенный анализ показал необходимость разработки экскаваторного
оборудования с двухсекционной стрелой для экскаватора среднего класса.
В проектно-конструкторской части представлены 2два варианта разработанного экскаваторного оборудования с двухсекционной. Для каждой конструции
был проведены необходимые кинематические и прочностные расчеты.
В разделе БЖД были выделены опасные факторы при работе экскаватора, а
так же произведен расчет устойчивости экскаватора для нескольких рабочих положений. В ходе расчетов было определено, что устойчивость обеспечивается
полностью.
Экономическая часть содержит расчеты экономического эффекта при внедрении новой конструкции.
Лист
ВКР 23.05.01 135006/п.00.00 ПЗ
Изм.
Лист
№ докум
Подпись
Дата
79
Список использованных источников
1. Аксенов К. В. Управление транспортными системами: проблемы и перспективы развития: учебно-методическое пособие для высшего профессионального образования. / К.В. Аксенов, Т.К. Смородинова, В.В. Смородинов. – Орел:
ФГБОУ ВПО «Госуниверситет-УНПК», 2014. – 337 с.
2. Алексеева, Т. В., Артемьев, К. А., Бромберг, А. А. Дорожные машины.
Часть 1. — М.: Машиностроение, 1972.
3. Барский, И.Б. Динамика трактора / И.Б. Барский, В.Я. Анилович, Г.М.
Кутьков. – М.: Машиностроение, 1973. – 280 с.
4. Беклешов В. К. Нормирование в научно-технических организациях \ В. К.
Беклешов, П. Н. Завлин. – М.: Экономика, 1989. – 238 с.
5. . Ветров, Ю. А., Кархов А. А. и др. Машины для земляных работ. — Киев:
Высшая школа, 1981 — 384с.
6. 16. Волков, Д. П., Крикун В. Я. и др. Машины для земляных работ. —
М.: Машиностроение, 1992 — 448с.
7. Добронравов С.С., Сергеев В.П. Строительные машины. Учебное пособие для вузов. - 2-е изд., перераб. И доп. – М.: Высш. школа, 1981 – 320 с.
8. Зыков, Петр Качество карьерных гидравлических экскаваторов при проектировании / Петр Зыков. - М.: LAP Lambert Academic Publishing, 2013. - 128 c
9. . Калекин, А. А. Гидравлические и пневматические приводы сельскохозяйственных машин / А.А. Калекин. - М.: Мир, 2006. - 514 c.
10.
Крассов, И.М. Гидравлические элементы систем автоматического ре-
гулирования / И.М. Крассов. - М.: МАШГИЗ, 1986. - 364 c.
11.
Левенсон, Л.Б. Кинематика механизмов / Л.Б. Левенсон. - М.: Гос-
машметиздат; Издание 4-е, перераб. и доп., 2008. - 480 c.
12.
Лойцянский, Л. Г. Курс теоретической механики. В 2 томах. Том 1.
Статика и кинематика / Л.Г. Лойцянский, А.И. Лурье. - М.: Дрофа, 2006. - 448 c
Лист
ВКР 23.05.01 135006/п.00.00 ПЗ
Изм.
Лист
№ докум
Подпись
Дата
80
13.
Лякишев А. Г., Аксенов К. В. Технико-экономическое обоснование
целесообразности разработки и внедрения новой техники / Методические указания по выполнению курсовой работы ─ Орел.: ОрелГТУ, 2006. – 64 c.
14.
Побегайло, П.А. Мощные одноковшовые гидравлические экскавато-
ры. Выбор основных геометрических параметров рабочего оборудования на ранних стадиях проектирования / П.А. Побегайло. - Москва: СПб. [и др.] : Питер,
2014. - 400 c.
15.
Сапоненко, У. И. Машинист экскаватора одноковшового / У.И. Сапо-
ненко. - М.: Академия, 2012. - 110 c.
16.
. Яблонский, А.А. Курс теоретической механики. Часть I: статика, ки-
нематика / А.А. Яблонский, В.М. Никифорова. - М.: [не указано], 1991. - 827 c.
Лист
ВКР 23.05.01 135006/п.00.00 ПЗ
Изм.
Лист
№ докум
Подпись
Дата
81
Приложения
Лист
ВКР 23.05.01 135006/п.00.00 ПЗ
Изм.
Лист
№ докум
Подпись
Дата
82
Приложение А
Спецификации
Лист
ВКР 23.05.01 135006/п.00.00 ПЗ
Изм.
Лист
№ докум
Подпись
Дата
83
8
1/--страниц
Пожаловаться на содержимое документа