Проектирование бульдозера на базе гусеничного трактора

Оглавление
Введение 4
1 Описание конструкции и выбор типа 5
1.1 Обзор конструкций 5
1.2 Конструкции рабочего оборудования бульдозеров 7
1.3 Дополнительное оборудование бульдозеров и сменные рабочие органы 16
2 Расчет основных геометрических параметров бульдозерного оборудования 18
3 Определение массовых характеристик 27
4 Определение нагрузок 28
4.1 Определение усилий для заглубления отвала и реакций в упряжных шарнирах. 28
4.2 Определение усилий подъема отвала и реакций в упряжных шарнирах 30
4.3 Усилия в толкающем брусе 31
5 Тяговый расчет 36
6 Прочностной расчет 40
7 Подбор гидрооборудования 46
7.1 Выбор насоса 46
7.2 Выбор гидроцилиндров 47
7.3 Определение толщины стенки цилиндра 47
8 Расчет производительности для заданных условий применения 48
9 Определение времени производства работ 50
10 Определение рыночной стоимости БА 61
10.1 Расчет годовых затрат 61
10.2 Расчет текущих затрат 63
10.3 Расчет единовременных расходов 65
10.4 Расчет накладных расходов 66
10.5 Калькуляция затрат на эксплуатацию техники 67
Заключение 68
Список использованных источников 70

Возводят насыпь в следующей технологической последовательности. Перед началом работ производят геодезическую разбивку насыпи и боковых резервов, целью которой является наметить ось и границы основания насыпи, границы бермы и резервов. Резервы закладывают преимущественно на нагорной стороне насыпи с поперечным двусторонним уклоном дна 0,02 к середине резерва. Продольный уклон дна резерва должен составлять не менее 0,002 и не более 0,008. Для удобства работы отсыпку насыпи ведут захватками длиной 50… 100 м.Разработку грунта начинают от полевой бровки резерва. Двигаясь на первой скорости, бульдозер срезает грунт слоями до 30 см и перемещает его в сторону насыпи. При подходе к берме отвал бульдозера постепенно приподнимают, чтобы не срезать грунт на берме. Укладку грунта в тело насыпи производят валиками, размещая их по ширине насыпи. Холостой ход бульдозера в резерв осуществляется на максимальной скорости заднего хода.Грунт от каждой проходки в резерве укладывают в тело насыпи, размещая его по ширине насыпи, после чего бульдозер начинает разработку грунта на следующей проходке валиками. После отсыпки первого слоя насыпи на всей длине захватки бульдозер поднимается на насыпь и, перемещаясь вдоль сооружения, разравнивает уложенный валиками грунт, одновременно уплотняя его гусеницами. Отсыпку последующих слоев насыпи бульдозер производит в такой же последовательности. Закончив отсыпку насыпи до заданной высоты, бульдозер разравнивает верхний слой грунта, планирует бермы и дно резерва, доводя продольные и поперечные уклоны до проектных отметок.Отсыпку насыпей высотой 1,5…2 м можно производить без послойного разравнивания насыпанного грунта сразу на полную высоту. В этом случае рабочая отметка насыпи должна быть увеличена против проектной на 10… 15%, так как насыпь в течение длительного времени по окончании строительства будет давать осадку.При строительстве дорожного полотна на косогорах грунт разрабатывают и перемещают в полунасыпь продольными и поперечными ходами бульдозера. На косогорах с поперечным уклоном 8… 10° целесообразно грунт разрабатывать продольными ходами. При этом бульдозер перемещает грунт в валы, располагаемые по всей ширине полувыемки. В дальнейшем бульдозер транспортирует грунт из валов в полунасыпь, перемещаясь под углом к оси строящегося полотна Дороги. На косогорах с поперечным уклоном 12. ..20° разработку грунта ведут поперечными проходками, на которых бульдозер перемещается перпендикулярно оси строящегося полотна. Это позволяет повысить производительность бульдозера за счет увеличения толщины срезаемого слоя грунта, так как основная масса грунта перемещается под уклон.Перед перемещением грунта в полунасыпь поверхность косогора, являющуюся основанием для полунасыпи, разрыхляют или нарезают бульдозером уступы. Для защиты дорожного полотна от воздействия поверхностных вод с нагорной стороны его канавокопателем или бульдозером, к отвалу которого крепят специальную насадку, отрывают водоотводную канаву.Обратная засыпка траншеи бульдозером производится грунтом из отвала, расположенного вдоль траншеи, в следующей технологической последовательности. После укладки трубопровода, кабеля или устройства другого сооружения его одновременно с двух сторон засыпают вручную (чтобы не повредить или не сместить засыпаемый трубопровод или сооружение) на высоту 0,25… 0,3 м над верхом сооружения. Дальнейшую засыпку траншеи производит бульдозер, двигаясь перекрестными поперечными ходами.Площадь отвала разбивают на отдельные участки, бульдозер подходит к отвалу грунта под некоторым углом, забирает грунт на участке I и перемещает его в траншею. После этого поперечными проходками он перемещает в траншею грунт из участка II, затем косыми проходками из участка III, поперечными из участка IV и т. д. Аналогичную схему движения бульдозера применяют и при засыпке фундаментов зданий. При таком чередовании направлений движения бульдозера уменьшается путь перемещения его с грунтом и улучшаются условия набора грунта.Засыпку искусственного сооружения, конструкция которого не требует ручной засыпки (железобетонные коллекторы, тоннели, трубы большого диаметра и т. п.), производят в следующем порядке. Вначале присыпают сооружение с одной стороны на высоту до 0,5, затем производят присыпку его на высоту до 1 м с другой стороны грунтом, привезенным самосвалами. Окончательную засыпку сооружения на полную высоту (после того как выполнена присыпка его с двух сторон) выполняют, как указано выше. Соблюдение такой последовательности засыпки необходимо, так как при односторонней засыпке возможна деформация сооружения.При зачистке откосов бульдозерами отвалы грунта располагают преимущественно вдоль нижней бровки зачищаемого откоса. Это позволяет перемещать грунт сверху вниз. С помощью бульдозеров зачищают откосы, крутизна которых не превышает 1 : 2,5.В отдельных случаях допускается зачистка откосов с перемещением грунта вверх по откосу. Организация работ по этой схеме целесообразна на участках, где основной объем работ по зачистке откосов выполняют экскаваторы или иные машины, а бульдозеры только подчищают и выравнивают откосы.ТЕХНОЛОГИЧЕСКАЯ КАРТА НА СРЕЗКУ ГРУНТА РАСТИТЕЛЬНОГО СЛОЯ БУЛЬДОЗЕРАМИ1.1 Технологическая карта предназначена для использования линейным производственным и инженерно-техническим персоналом строительных организаций при срезке грунта растительного слоя I - II группы застраиваемых площадей бульдозерами.1.2 В состав работ, рассматриваемых технологической картой, входят:а) при длительном хранении грунта в отвале:- срезка грунта растительного слоя бульдозером;- перемещение грунта на расстояние до 50 м в отвал;ОРГАНИЗАЦИЯ И ТЕХНОЛОГИЯ ВЫПОЛНЕНИЯ РАБОТ2.1 Растительный грунт, подлежащий снятию с застраиваемых площадей, должен срезаться, перемещаться в специально выделенные места и складироваться.2.2 До начала производства работ по срезке грунта растительного слоя должны быть выполнены следующие работы:- вынесены оси и обозначены границы площадки (трассы) производства работ;- указаны места отсыпки отвалов растительного грунта;- произведена рабочая разбивка площадки с закреплением разбивочных знаков;- ознакомлены с технологией и организацией работ и обучены безопасным методам труда рабочие и ИТР.2.3 Технологической картой предусматривается следующая последовательность работ:- срезка грунта растительного слоя I, II группы и перемещение в отвал бульдозерами, технические характеристики которых представлены в таблице 1, по одному из перечисленных способов: челночным или траншейным;- складирование грунта при длительном хранении или последующая погрузка срезанного грунта растительного слоя экскаваторами, оборудованными обратной лопатой, открытым способом в автотранспортные средства с перемещением в места рекультивации земель. 2.4 При работе с растительным грунтом не следует смешивать его с нижележащим нерастительным грунтом, а также загрязнять его отходами, строительным мусором и т.п.2.5 При срезке грунта растительного слоя челночным способом согласно рисунку 1 заполнение отвала грунтом, его перемещение производится при движении бульдозера вперед, а холостой ход - при движении бульдозера задним ходом по той же прямой.Срезка грунта растительного слоя бульдозером на площадке ведется от середины участка в обе стороны, образуя двухстороннее размещение отвалов.Площадь участка строительства разбивают на две захватки. Сначала бульдозер срезает грунт растительного слоя на одной захватке и транспортирует его в ближайший отвал, путь перемещения грунта выбирается по кратчайшему расстоянию, поверхность пути перемещения следует предварительно выровнять бульдозером.По окончании работ на первой захватке бульдозер разворачивается и ведет работы на второй захватке.2.6 Разновидностью челночной схемы разработки грунта растительного слоя является траншейная схема. При траншейной схеме участок для срезки растительного слоя грунта разделяется на ряд параллельных проходов (полос). Разработка каждой полосы проходки начинается на ближайшем к месту укладки грунта участке (полосе). Между рядами проходок оставляются перемычки (ребра) нетронутого грунта шириной 0,7 м.После разработки грунта растительного слоя в двух первых рядах проходок перемычки (ребра) нетронутого грунта необходимо убирать бульдозером в отвал.Полный цикл работы бульдозера состоит из операций:- опускание отвала и установка его в требуемое положение;- зарезание и заполнение отвала грунтом;- перемещение грунта растительного слоя к месту укладки;- разгрузка (укладка) грунта растительного слоя в отвал;- возвращение бульдозера в забой.2.7 Повышение производительности бульдозеров, используемых при разработке грунта растительного слоя, может быть достигнута за счёт совмещения операций:- подъёма отвала с разгрузкой и разравниванием грунта;- опускания отвала с переключением передачи трактора и началом движения бульдозера задним ходом.2.8 Зарезание грунта растительного слоя производится на прямых участках по клиновой схеме. Клиновая схема зарезания грунта с применением переменного (по высоте) заглубления отвала обеспечивает наиболее полное заполнение его грунтом и использование тяговых возможностей трактора. Для обеспечения зарезания грунта и его набора режущая кромка ножа отвала бульдозера всегда должна быть острой.При срезке грунта растительного слоя нож отвала бульдозера устанавливается под углом до 60° к горизонтальной поверхности.2.9 При отсутствии в проекте указаний по толщине срезаемого слоя растительный грунт, используемый для озеленения территорий, в зависимости от климатических подрайонов должен заготавливаться путем снятия верхнего покрова земли на глубину:7 - 20 см - при подзолистых почвах в климатических подрайонах со среднемесячными температурами января минус 28 °С и ниже, июля - ±0 °С и выше, суровой длительной зимой с высотой снежного покрова до 1,2 м и вечномерзлыми грунтами. Вечномерзлый грунт следует заготавливать летом по мере его оттаивания и перемещать в отвалы к дорогам для последующей вывозки.10 Определение рыночной стоимости БАРасчет себестоимость 1 машино-часа эксплуатации бульдозера.В основу расчета положено Постановление №31 Государственного комитета РФ по строительной, архитектурной и жилищной политике от 26.04.1999, в приложении 5 которого приведен порядок определения стоимости 1 машино-часа эксплуатации строительных машин, а также Федеральный сборник сметных норм и расценок на эксплуатацию строительных машин и автотранспортных средств.При расчете расходов по эксплуатации строительных и дорожных машин рассматриваются следующие группы затрат, входящих в себестоимость машино-часа:где - годовые затраты, р.; - текущие затраты, р.; – единовременные затраты, р.; - накладные расходы, р.10.1 Расчет годовых затратГодовые затраты учитывают амортизационные отчисления на 1 машино-час работы и определяется по формуле:где А – годовые амортизационные отчисления на реновацию, отчисления на капитальный ремонт, р.; - планируемая наработка машины за год,где - рыночная цена машины, - нормы амортизационных отчислений, %; где - количество выходных дней в году, 115 дн.М – количество дней простоя по метеорологическим условиям (М=14,3дней);Р – количество дней перерыва в работе из-за ремонта, техническим обслуживанием, включая перевозку машины до ремонтной базы и обратно (Р=25,63дней);П – количество дней, затраченных на перебазировку с одной строительной площадки (базы механизации) на другую строительную площадку (базу механизации); П=2 дня..Примем - коэффициент внутрисменного использования рабочего времени машин, с – продолжительность работы машины в течение суток (мото-ч/сутки). - число смен в сутки, примем 1 смену; продолжительность рабочей смены (8,2ч);Подставим полученные значения в формулу:10.2 Расчет текущих затратВ состав текущих затрат включается:- основная заработная плата машиниста;- основная заработная плата рабочих, занятых на техническом обслуживании и ремонте машин (кроме капитального);-затраты на топливо, смазочные, ремонтные и эксплуатационные материалы и запасные части.Текущие затраты рассчитываются по формуле:где - основная заработная плата машиниста, р; - основная заработная плата ремонтных рабочих за 1 ч работы, р.; - стоимость ремонтных и эксплуатационных материалов, р.; - затраты на топливо для двигателей внутреннего сгорания строительных машин, р./кг; - затраты на смазочные материалы, р.;- затраты на рабочую жидкость для гидросистем машин, р/маш-ч; - затраты на замену быстроизнашивающихся частей, включая оплату труда рабочих, р.; - затраты на техническое обслуживание и текущий ремонт без оплаты труда ремонтных рабочих, р.где 1,25 – коэффициент, учитывающий премии к тарифной ставке машиниста; - часовая тарифная ставка машинистов, р./ч; – средний коэффициент тарифной ставке, учитывающий доплаты (где 1,2 – коэффициент, отражающий средний размер премий ремонтным рабочим, р.; - трудоемкость ТОи ТР на 1 ч межремонтного цикла, чел-ч/г; - средняя часовая тарифная ставка ремонтных рабочих,р./ч; – средний коэффициент тарифной ставке, учитывающий доплаты ( =0,005 чел-ч/г =0,073 чел-ч/ггде , - трудоемкость выполнения одного ТО и ТР на 1 ч межремонтного цикла, чел-ч/г;,– количество ТО и ТР за один межремонтный цикл, маш-ч; – межремонтный цикл машин, маш-ч.где – коэффициент перехода от заработной платы ремонтным рабочим к затратам на ремонтные, эксплуатационные материалы и запасные части.где - стоимость топлива, р/кг - часовой расход топлива на 1 маш-ч работы машины, кг/маш-ч ,где - номинальная мощность двигателя, л.с. (323 л.с) - удельный расход топлива при номинальной мощности, г/л.с-ч – коэффициент, учитывающий изменение расхода топлива с учетом использования двигателя по мощности; - коэффициент использования двигателя по времени; - коэффициент использования двигателя по мощности.где - коэффициент перехода от затрат на топливо к затратам на смазочные материалы.где - емкость гидросистемы машины, 0,189м3 - объемная масса рабочей жидкости для гидросистемы, кг/м3; - оптовая цена рабочей жидкости, р./кг; - коэффициент доливок рабочей жидкости в гидросистему (принимаем - периодичность смены рабочей жидкости в гидросистеме машины, маш-ч; 10.3 Расчет единовременных расходовЕдиновременные затраты на 1 маш-ч работы машины в общем виде определяются по формуле: .,где - затраты на перебазировку машины, р. (перебазировка своим ходом, на прицепах-тяжеловозах и для пневмоколесных машин на прицепе тягача); - стоимость монтажа, демонтажа машины, р.; - стоимость погрузки и разгрузки машины, включая подготовительные работы, р.; -общее число работы машины на определенном объекте, маш-ч.Если при перебазировке не нужны погрузка и разгрузка, монтаж и демонтаж (движение своим ходом), то в формулу последние слагаемые не учитываются. Затраты на перебазировку машин своим ходом определяется по формулеГде - время перемещения машины своим ходом,ч.Где S –расстояние при перемещении машины своим ходом, примем 30км;V – средняя скорость движения машины, км/ч10.4 Расчет накладных расходовВ составе накладных расходов учитываются следующие группы и статьи затрат:Административно-хозяйственные расходы (на содержание аппарата управления, ремонт и содержание зданий, вневедомственную охрану, почтово-телеграфные операции);Расходы на обслуживание работников строительства (дополнительная зарплата рабочих, взносы на социальное страхование, затраты на охрану труда и технику безопасности);Расходы на организацию работ на строительных площадках (проектирование производства работ, содержание производственных лабораторий идр.). Накладные расходы рассчитываются по нормам, установленным к прямым затратам на эксплуатацию строительных машин или к основной заработной плате рабочих. В курсовых проектах норма накладных расходов принимается в размере 21% от общей суммы прямых затрат (единовременных, годовых, текущих).10.5 Калькуляция затрат на эксплуатацию техникиПо данным расчета годовых, текущих, единовременных и накладных расходов составляется сводная калькуляция себестоимости эксплуатации строительных и дорожных машин (см. табл. 10.1),на основе калькуляции определяется себестоимость эксплуатации машины в расчете на 1 маш-ч, а также на единицу выполняемого объема механизированных работ.Таблица 10.1. Калькуляция затрат по эксплуатации техники№Наименование статей затратСумма затрат, р1.Годовые затраты (отчисления на реновацию и капитальный ремонт)466,52.Основная заработная плата машинистов2103.Основная заработная плата рабочих 1684. Стоимость ремонтных, эксплуатационных материалов и запасных частей395.Затраты на топливо (электроэнергию)5936.Затраты на смазочные материалы1307.Затраты на масло (рабочую жидкость )для гидросистемы1288.Затраты на замену быстро изнашивающихся частей, включая оплату труда рабочих949.Затраты на ремонт и техническое обслуживание без оплаты труда ремонтных рабочих23,910.Итого:185211.Прочие затраты (10-15% от итога)27712.Итог прямых затрат (п10+п11)212913.Накладные расходы (21% от п12)44814.Всего себестоимость 1маш-чРаботы техники (п12+п13)2577ЗаключениеБульдозеры составляют основу парка землеройных машин. На них приходится более 40% всех объемов земляных работ и до 90% вскрышных работ.Широкому распространению бульдозеров способствует высокая их производительность, универсальность, маневренность, мобильность, автономность, простота конструкции рабочего оборудования и надежность в эксплуатации.Для расширения области применения бульдозерное оборудование оснащают дополнительным быстросъемным оборудованием: откосниками, открылками, уширителями, удлинителями, канавными наставками, вилами, рыхлительными зубьями.Проведен обзор и анализ существующих конструкций, выполнена классификация машин, дано описание рабочих механизмов, сделан патентный обзор. Приводится описание спроектированной конструкции.Выполнен расчет бульдозерного оборудования. Рассчитаны основные параметры отвала, определены усилия, действующие в оборудовании, выполнен тяговый расчет. Проведены расчеты металлоконструкции рабочего оборудования, а именно, рамы бульдозерного оборудования, рассчитаны на прочность элементы оборудования.Отличительными особенностями бульдозерного оборудования состоят в придании отвалу полусферической формы (SU), что увеличивает объем призмы волочения, в регулировании угла резания при помощи гидроподкосов. В данном курсовом проекте спроектирован бульдозер с полусферическим отвалом: ширина - 4 м, высота - 1,4 м, на базе трактора ДЭТ250, который служит для послойного срезания грунта, его перемещения на небольшие расстояния и разравнивания.Работоспособность бульдозера была определена в тяговом расчете. Условие работоспособности ТН≥Wк выполняется 264,87>242,96 (кН).Тягового усилия, развиваемого бульдозером, достаточно для выполнения работы в заданных условиях.Также был проведен расчет на прочность рабочего оборудования бульдозера и его составных деталей.При выполнении курсового проекта были получены навыки конструирования бульдозера и бульдозерного оборудования, изучены различные способы расчетов и применение их на практике.Также в процессе выполнения курсового проекта изучил возможные конструкции бульдозеров, а также классификацию бульдозеров по различным признакам и параметрам. Кроме этого выбрал и рассчитал основные параметры бульдозера, скорректировал их по стандартным значениям. По полученным данным выбран гидроцилиндр подъема отвала, а также гидронасос шестеренный марки ANTEYНШ-100А-3, который будет обеспечивать бесперебойную работу механизма управления отвалом.Список использованных источников1.Кошкарев Е.В. Машина в строительном деле. – М.: Изд-во МГСУ, 20122.Гоберман Л.А., Степанян Н.В. Строительные и дорожные машины. Атлас конструкций. – М.: Машиностроение, 1985.3.Алексеева Т. В., Артемьев К. А., Бромберг А. А. Дорожные машины. Часть 1. Машины для земляных работ. – М.,: Машиностроение, 1972. – 504 с.4.Шнейдер В.А. Скреперы, бульдозеры, грейдеры. – М.: Высшая школа, 1968. – 264 с.5.Справочник конструктора дорожных машин. /Ред. И. П. Бородачев. – М.: Машиностроение, 1965. – 723 с.6.Захарчук Б.З., Шлайдо Г.А., Яркин А.А., Телушкин В.Д. Бульдозеры и рыхлители. – М.: Машиностроение, 1987.7. Дергачёв А.Ф., Пилула М.Д. Экономика строительного и дорожного машиностроения. – М.: Машиностроение, 1984.