СОДЕРЖАНИЕ 

1. Общая часть                                                                                              2
2. Расчёты                                                                                                      5
3. Техника безопасности                                                                            18                                                              

3.1.Противопожарные мероприятия                                                          20

4. Охрана окружающей среды                                                                    21

5. Выводы и заключения                                                                             23

6. Список использованных источников                                                    24

 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 

1.ОБЩАЯ  ЧАСТЬ 

Бульдозером перемещают грунт и другие материалы, засыпают ямы, котлованы, канавы, разравнивают грунт, планируют площадки. Опустив отвал, включают трактор. Нож врезается  в грунт, слой которого накапливается  на отвале, и передвигается вперед, толкая грунт. Затем отвал поднимают, и грунт соскальзывает с него. При перемещении грунта на расстояние до 50 м средняя производительность бульдозера 60 м3/ч. 

Для буртования сухой торфокрошки на удобрение  и подстилку, а также для планирования поверхности торфяных болот бульдозер  переоборудуют в валкователь. К  боковинам бульдозера присоединяют открылки, к которым крепят лыжи. 

Глубину погружения отвала при валковании регулируют изменением высоты лыж. Торфокрошку сгребают реверсивным  движением агрегата. При рабочем  ходе опущенный отвал сгребает сухой  верхний слой торфа. Обратный ход  холостой. После сгребания первого  слоя поверхность торфяника рыхлят и подсушивают для уборки следующего слоя. 

Корчеватель-собиратель МП-2А (Д-695А) служит для корчевания пней диаметром до 40 см на болоте и 50 см на минеральных грунтах, извлечения камней из грунта массой до 3 т с погрузкой  их в транспортные средства или вывозкой на клыках за пределы осваиваемого участка, корчевки кустарника и сбора  выкорчеванных ранее пней. 

Корчеватель-собиратель состоит из толкающей рамы 7 (рис. XX.3) отвала 3, противовеса 10 и гидросистемы. Толкающие брусья рамы шарнирно соединены  с рамами тракторных тележек. Поднимают  или опускают раму двумя гидроцилиндрами 8. 

Пни и камни  корчуют отвалом. Коробчатая нижняя балка 4 отвала с верхней трубой связана  стойками, которые закрыты лобовым  листом, предохраняющим радиатор трактора от повреждений. К балке отвала клиньями прикреплены пять корчующих клыков 1. Для корчевки кустарника и сбора  выкорчеванных ранее пней на концах балки отвала закрепляют уширители 2 и 5. Балки уширителей имеют по два  корчующих клыка. Отвал шарнирно соединен с толкающей рамой и  поворачивается относительно нее двумя  гидроцилиндрами 6. Противовес выравнивает  давление гусениц трактора, улучшает проходимость его по слабым грунтам. 

При корчевке крупных  пней вначале их с трех сторон подрезают. Затем движением трактора клыки  заглубляют под корчуемый пень до соприкосновения балки с грунтом. После этого трактор останавливают, поворотом клыков пень отрывают, гидроцилиндром подъема приподнимают и отвозят за пределы участка. 

Пни и камни  массой более 3 т сдвигают за пределы  осваиваемой площади толканием. Кустарник и мелколесье диаметром  до 15 см корчуют толкающим усилием  трактора без поворота корчующей  рамы. 

Производительность  до 50 пней в час и 0,11 - 0,20 га кустарника в час; глубина вхождения зубьев в грунт до 640 мм; расстояние между  клыками 440 мм. Агрегатируют МГ1-2А с  тракторами Т-130БГ-1. Обслуживает его  тракторист. 

Корчеватель-собиратель ДП-8А по назначению аналогичен корчевателю  МП-2А. П-образная толкающая рама поднимается  двумя гидроцилиндрами, а при  корчевке пней опирается на лыжи, увеличивающие  площадь опоры на грунт. Отвал  снабжен шестью клыками. Кустарник  корчуют и собирают всеми клыками, пни корчуют четырьмя. Крайние  клыки при корчевке пней приподнимают и закрепляют на отвале. Отвал поворачивают двумя гидроцилиндрами. Корчеватель  комплектуется отвалом для выполнения бульдозерных работ. Оптимальный угол резания отвала устанавливают гидроцилиндрами  поворота. 

Ширина захвата  корчевателя 0,95 м, собирателя 1,95 м, бульдозера 2,82 м; производительность до 30 пней в  час; максимальное заглубление клыков до 500 мм. ДП-8А навешивают на трактор  ДТ-75Б. 

Корчевальной  бороной К-1 корчуют кустарник, мелколесье и пни диаметром до 15 см. Борона навешивается на заднюю навеску гусеничных тракторов класса 60 кН. 

Треугольная рама сварной конструкции имеет подвеску и кронштейны для крепления девяти зубьев. 

Вместо верхней  тяги механизма навески трактора установлен гидроцилиндр, который обеспечивает дополнительный подъем рамы, облегчающий  очистку зубьев от корней и древесных  остатков. 

Для пригибания кустарника и защиты радиатора впереди  на тракторе монтируют защитное приспособление или навешивают корчеватель Д-513А. Для извлечения кустарника, пней и  корневищ делают 2 - 4 прохода, первые - вдоль  участка, вторые - поперек. Если закустаренная  полоса узка, второй раз проезжают по тому же следу в обратном направлении. Зубья периодически очищают подъемом и опусканием бороны. 

Ширина захвата 3 м; глубина вхождения зубьев в  грунт до 400 мм; рабочая скорость 2 - 2,5 км/ч. 

Навесные кустарниковые  грабли К-3 применяют для сгребания  кустарника, мелколесья и пней диаметром  до 15 см в кучи с последующим их сжиганием. 

На поперечной балке рамы приварены кронштейны, в пазы которых вставлены тринадцать зубьев, закрепленных пальцами. Ширина захвата граблей 5 м. Вместо верхней  тяги механизма навески трактора ставится гидроцилиндр, которым изменяют угол наклона зубьев. Грабли навешивают на заднюю навеску трактора класса 60 кН. Чтобы защитить трактор от кустарника, крупных пней или камней, спереди  на него навешивают корчеватель Д-513А. При сжигании кустарника корчевателем сталкивают древесину в кучу. Грабли освобождают от древесины на ходу, поднимая их зубья основными гидроцилиндрами  и гидроцилиндром поворота. Рабочая  скорость граблей не менее 2 км/ч. 

Камнеуборочной  прицепной машиной УКП-0,6 убирают  камни со средним диаметром 12 - 65 см с поверхности пахотного слоя. На раме (рис. XX.4) установлены гребенка 1 для подбора камней, бункер 2, два  гидроцилиндра 5 для поворота гребенки и два гидроцилиндра 4 для опрокидывания  бункера. 

Гребенка имеет  одиннадцать зубьев 6, закрепленных на верхнем и нижнем валах. Бункер укреплен на оси. Стенки и дно бункера  решетчатые. 

При большой  засоренности поля мелкими камнями  поле прочесывают, при малой засоренности к каждому камню подъезжают в  отдельности. Почва и камни сгружаются перед гребенкой в виде небольшого вала и перемещаются на зубья. По мере скопления массы на зубьях тракторист поднимает гребенку. Часть почвы  просеивается между зубьями, а камни  с оставшейся почвой ссыпаются в  бункер. Остатки почвы просеиваются через решетчатую поверхность бункера. Заполненный бункер разгружается на краю поля опрокидыванием гидроцилиндрами 4. Ширина захвата гребенки 1,23 м. Грузоподъемность машины 1900 кг. Машину агрегатируют с  тракторами «Беларусь». Обслуживает  ее тракторист. 
 
 
 

1.РАСЧЁТЫ 

Главный параметр бульдозера - номинальное  тяговое усилие Тн, под которым  понимают наибольшее тяговое усилие, реализуемое базовым трактором  при работе на плотном грунте с  учётом его догрузки от массы навесного  оборудования при буксировании не выше 7%  для гусеничных 20% и скорости 2,5-3,5 км/ч. Это усилие определяется зависимостью:

Тн=R_сц j_сц,

Где, R_сц - нормальная реакция грунта на движителе бульдозера в рабочем состоянии

Rсц=(1,17…1,22)Gбм,

Где, G_бм -сила тяжести базовой машины; j_сц-коэффициент сцепления движителя с грунтом. Для промышленных тракторов на гусеничном ходу

 j_сц = 0,9

R_сц=(1,17·13938)·9,8=159813,108H

Тн=159813,108·0,9=143,83кН 

К основным параметрам рабочего оборудования бульдозера относятся: длина и высота отвала, параметры профиля отвальной  поверхности, углы установки отвала, наибольшая высота подъема и опускания  отвала, угол вьезда, скорость подьема  и опускания отвала.

Эксплуатационный  вес бульдозера определяется как  сумма эксплуатационных весов базовой  машины G_бм и бульдозерного оборудования G_бо

G_б=G_бм+G_бо= =16058кг

Среднее статическое давление на грунт 

q= ,

где, G-сила тяжести бульдозера,

F-опорная площадь движителей, для гусеничного бульдозера F=2LBг

(L-длина опорной поверхности гусениц-3840, Bг-ширина гусениц-600)  

F=2·0,6·3,440=4,128м² 
 

Положение центра давления, т.е точки приложения равнодействующей всех нормальных реакций  грунта на движитель базовой машины, определяется для следующих основных случаев (рис1 а,б,в):

Рис. 1 Давление грунта на опорную поверхностью гусеничного бульдозера 

      Координата центра давления бульдозера может быть определена по формуле (рис 2):

      

где G_б-эксплуатационный вес бульдозера; Rz-вертикальная составляющая результирующей сил сопротивления на отвале; N=G_б+Rz-реакция от вертикальных сил; Rx—горизонтальная составляющая результирующей сил сопротивления на отвале:

Рис.2 Схема  сил для определения координаты центра давления бульдозера  
 
 

где ,Т_нб – номинальное тяговое усилие бульдозера;

k_m-коэффициент использования тягового усилия = 0,7.

 

Где, n-угол наклона результирующей сил сопротивления на отвале.

Принимаем копание грунта плотной структуры  т.е n =17^о.

      Расстояние  от режущей кромки ножа отвала до точки  приложения результирующей сил сопротивления  на отвале (Н-высота отвала без козырька=1м):

      а) при копании грунта плотной структуры (рис 2) h_R=0,12H

      б) при копании грунта в разрыхленном состоянии и перемещении разрыхленного грунта в траншее h_R=0,17H.

      Принимаем метод “а” h_R=0,12H=0,12·1000=120мм 

Расстояние  d₁ определено конст-руктивно и d₁=5323мм.

Rz=R_x·tg17^о=100,68·0,305=30,7кН

N=160,58+30,7=191,2кН 

По координате х для гусеничных базовых машин  находится смещение центра давления от середины опорной поверхности  гусениц, которое для всех расчетных  случаев не должно превышать  1/6 от длины этой опорной поверхности, что подтверждено расчетом. Для всех указанных случаев отрыв передней или задней кромок опорной поверхности гусениц не допустим .

Тогда, максимальное давление на передней кромке опорной поверхности 

      q_max= ==19,87кН/м²

минимальное на задней кромке  

      q_мин= ==15,67кН/м² 

Параметры отвала бульдозера.

Основными параметрами отвала бульдозера являются: ширина отвала В; высота отвала Н; угол резания d ; угол заострения ножа b и задний угол a ; угол захвата j , т.е угол поворота отвала  в плане; угол зарезания n , т.е угол поперечного перекоса отвала (угол между режущей кромкой ножа отвала и горизонталью). При проектировании отвала необходимо определить также параметры профиля поверхности отвала: 

Рис. 3 Профиль  отвала бульдозера

Параметры отвала были найдены из следующих  условий:

Высота  отвала Н – расстояние по вертикали между режущей кромкой ножа и верхним краем отвальной поверхности при основном угле резания и горизонтальном положении опорных поверхностей базовой машины

Н=

Где, m-масса бульдозера. m=16058 кг

Н=

Длина отвала В – для бульдозера с неповоротным отвалом выбирается минимально возможной из расчета перекрытия габарита базовой машины по ширине или наиболее выступающих в стороны элементов толкающей рамы (не менее 100мм с каждой стороны).

B=3200+200=3400 мм

Отвал бульдозера оснащается козырьком, высота которого составляет (0,1..0,25)Н=0,1·1,02=0,102м.

Общая высота отвала  с козырьком такова, что в транспортном положении  обеспечивает видимость пространства перед бульдозером и требуемый  угол въезда

Параметры отвала бульдозера задаются: углом резания (угол между плоскостью ножа и горизонталью). Угол резания оказывает большое влияние на энергоемкость процесса резания, поскольку при уменьшении его значительно снижается сила сопротивления резанию. С учетом этих обстоятельств угол резания, измеренный в исходном положении бульдозера (при стоянке бульдозера на горизонтальной площадке с отвалом, опущенным до касания лезвия ножа с грунтом) принимаем a=55⁰; углом наклона (угол между линией, соединяющей режущую кромку ножа и верхнюю кромку отвальной поверхности (без учета козырька), и горизонталью) – от которого в значительной степени зависит форма призмы волочения. При малом угле наклона грунт может пересыпаться через отвал, при большом угле ухудшаются условия движения грунта вверх по отвалу, увеличивается прилипание грунта и повышается энергоемкость e=75⁰; и углом опрокидывания – который выбирается таким образом, чтобы исключить возможность пересыпания грунта через отвал, которая может иметь место при завышенном угле   b=75⁰. Эксперементально доказана целесообразность создания отвалов с постоянным радиусом кривизны, который выбирается в диапазоне :

R=(0,8-0,9)Н=0,85·1,02=0,867м.

         Возможность изменения углов поперечного перекоса отвала (угла зарезания) позволяет повысить эффективность бульдозеров при копании тяжёлых грунтов, работах на косогорах и перемещении грунта. Назначаем угол перекоса отвала в каждую сторону по 12⁰.

      Максимальные  высота подъема  и глубина опускания  отвала от уровня опорной поверхности  находятся из условия обеспечения  рабочего перемещения бульдозера под  уклон с последующим движением  на подъем и перемещения на подъем с последующим опусканием под  уклон. Высоту подъема отвала составляет 900мм. Глубину опускания -1000мм относительно опорной поверхности.    

          Тяговый расчет бульдозера позволяет вычислить максимальную глубину резания в заданных грунтовых условиях, оценить возможности тягача при транспортировании грунта с подрезанием стружки минимальной толщины, определить подъем, который может преодолевать машина с максимальной призмой волочения. Расчеты выполняются с соблюдением условия:

W<T<Tн,

где W-сопротивление  перемещению бульдозера в процессе копания грунта, Тяговое усилие трактора на выбранной передаче.

Расчет  производится при лобовом толкании грунта при бестраншейном способе  работ.

      Объём призмы волочения зависит от геометрических размеров отвала и св-в грунта     

где, Н-высота отвала с учетом козырька=1200мм;

L-ширина отвала,

k_пр - коэффициент, зависящий от характера грунта (связности, коэффициента рыхления) и от отношения kпр=0,9

м³ 

При транспортировании  грунта отвалом бульдозера по горизонтальной площадке возникают сопротивления:

W_p- сопротивление резанию

W_пр-сопротивление перемещению призмы грунта перед отвалом;

W_В-сопротивление перемещению грунта вверх по отвалу;

W_m-сопротивление перемещению бульдозера

W_тр-сопротивление трению ножа бульдозера о грунт; 

Сопротивление резанию:

W_p =k·B·h₁,  

Где, k-удельное сопротивление лобовому резанию в кГ/м²

h₁-глубина резания во время перемещения призмы грунта.

Средние значения k = 11000кГ/м²

Величина  заглубления h₁= =

к_п=0,03

Wр=

Сопротивление перемещению призмы волочения

W_пр =V_пр·g_г·m₂

 Где, G_пр-вес призмы волочения в кГ;

G_пр= V_пр·ρ_гр=1,9·1800=3420 кг

g_г- объемный вес грунта в плотном теле в кГ/м³ (принимаем 1900кГ/м³)

m₂-коэффициент трения грунта по грунту, для связных грунтов m₂=0,5

Wпр=1,9·1900·0,5=1805кГс=18,05кН 

Сопротивление от перемещения грунта вверх по отвалу:

Wв= G_пр ·cos² dm₁,

где d - угол резания=55⁰

G_пр -вес призмы волочения в кГ

m₁-коэффициент трения грунта по металлу: принимаем 0,5

Wв=3420·cos²55·0.5=980,815кГ=9,6кН

Сопротивление перемещению бульдозера

W_m=Gf,

Где,  G-вес трактора и бульдозера в кГ;

f-коэффициент сопротивления перемещению движителей трактора f=0,11

Wm=13938·0.11=1533,18кГ= 
 

Сопротивление трению ножа бульдозера о грунт W_тр:

W_тр =m₁(Rz+G₁)=m₁(Rx·tgu+G₁),

Где,Rx и Rz –горизонтальная и вертикальная составляющие результирующей силы сопротивления копанию, u - угол наклона результирующей сил сопротивления на отвале в град; при резании и перемещении плотного грунта u=17⁰

Wтр=0,5·(100,68·tg17⁰+)=51,55кН

Суммарное сопротивление движению

 

W=W_р+W_пр+W_в+ W_m +W_тр=5,86+18,05+9,6+15,025+51,55=100,085кН 
 

      Усилие  в исполнительном механизме привода  управления (в гидроцилиндрах) определяется исходя из условия статического равновесия трактора относительно передней и задней кромок опорной поверхности гусениц.

При заглублении  рис.4

Р_цз=

Где,

G_PO-сила тяжести рабочего оборудования = 24.01kH

G-сила тяжести бульдозера без рабочего оборудования  = 142.1 kH 

 a=2.2 м

l =4,7м

b=2.13м

s=2.48м

l_po=2,47м

Р_цз= 
 

Рис.4 Усилия заглубления отвала

При выглублении  рис.5

P_цв =

Рис.5 Усилие выглубление отвала

По  рис 5:

s=2,51м

lpo=3,17м

l₁=2,19м

a₁=1,62м

с=3,8м

P_цв= 

При этом необходимо, чтобы выполнялись следующие  условия:

P_цз > P’_цз ;       P_цв > Р’_ц.в.

 Где, P’_цз -усилие заглубления, найденное из условия преодоления несущей способности грунта;

Р’ц.в-усилие выглубления при нормальных условиях копания грунта.

Усилие  заглубления рассчитывается по формуле:

P’_цз =,

Где. k₁-коэффициент несущей способности грунта, для средних условий К₁=0,5…0,6Мпа;

s₁-ширина площадки ножа, трущейся о грунт, s₁=1..1,5см, принимаем 1,2см

P’_цз = 

Р’_ц.в.=

,

где ,Gг=0.35d_рV_пр=0.35·1,42·1,9=0,9444 т

d_р-плотность разрыхленного грунта (т/м³), d_р =1,85/1,3=1,42т/м³

Q=0.65d_рV_прtg²r =0,65·1,42·1,9·12,16=21,32м³

Rv=0.3R_х=0.3·100,68=30,204kH 

Р’_ц.в.=

 

Скорость  движения поршня гидроцилиндра находится  в зависимости от принятой скорости перемещения отвала. На рис 6 показана расчетная схема для определения скорости поршня. Как следует из схемы, угол поворота толкающих брусьев при полном заглублении отвала

Рис.6 Перемещение  поршня гидроцилиндра при заглублении  отвала 

a_м= 5,6⁰ , где

m-высота расположения точки поворота брусьев над уровнем опорной поверхности, m = 0,44м

h_max-максимальная глубина резания. h_max = 0,5м

c- расстояние от оси поворота до кромки ножа, c =4,13м  

Ход исполнительного  механизма определится зависимостью 

S_п=

 

S_п=

0,76м

Средняя скорость поршня  

u_п= ==3,04м/с

Здесь t_з-время подъема, заглубления отвала.

      Исходными данными при проектировании гидравлического  привода являются максимальное усилие, развиваемое цилиндром, Рц, скорость перемещения поршня u_п, ход поршня S_п, номинальное рабочее давление жидкости в системе р.

      Усилие  в исполнительном механизме  поперечного  перекоса отвала должно быть достаточным  для поворота базовой машины в  обе стороны вокруг оси, проходящей вдоль края опорной поверхности  движителя, при упоре краем отвала в жесткое препятствие (рис7).