Разработка опорно-поворотной платформы гидроманипулятора для малообъемных лесозаготовок.

Заключение

Разработанная в данном курсовом проекте конструкция опорно-поворотного устройства может быть смонтирована на валочно-пакетирующую машину ЛП-19.
Применение опорно-поворотного устройства на лесосечных работах повышает производительность труда и снижает затраты на содержание машины и позволяет увеличить прибыль.
Все вышеперечисленное дает основание предположить, что внедрение проектируемого технологического оборудования экономически целесообразно.
Новизна предлагаемой конструкции опорно-поворотного устройства заключается в применении опоры с шариковыми подшипниками, а также выполнение условия прочности при воздействии заданной нагрузки, возникающей при подъёме груза при максимальном вылете гидроманипулятора.

...

Содержание

Введение 2
1. Обзорная часть 4
1.1 Типы манипуляторов и область их применения 4
1.3 Обзор типовых машин с гидроманипуляторной установкой 11
2 Техническое задание 21
3 Расчетная часть 22
3.1 Описание механизма поворота манипулятора 22
3.2 Выбор схемы опорно-поворотного устройства 23
3.3 Определение нагрузок на опорно-поворотную платформу 23
3.4 Расчет механизма поворота 23
3.5 Расчет на прочность опорно-поворотного устройства 27
4 Безопасность жизнедеятельности 29
Заключение 31
Список используемой литературы 32

Введение

Существующий технологический процесс лесовосстановления на вырубках включает такие операции как сбор и удаление порубочных остатков, корчевка пней, подготовка почвы, посадка культур, лесоводственный и агротехнический уходы за ними. Все эти операции, за исключением корчевки пней, выполняются при непрерывном поступательном движении агрегатов за счёт мощности двигателя, реализуемой через движители тракторов. В результате образуется колея, глубина которой зависит от удельного давления движителя на почву, сдирается напочвенный покров, нарушается сложившаяся веками структура почв, повреждается подрост ценных пород.
Многооперационность технологических процессов приводит к многократным перемещениям различных агрегатов по одному следу и большой степени покрытия лесокультурой площади колеё й, что увеличивает плотность почвы и снижает её водопроницаемость. В результате в зоне расположения корней, плотность почвы превышает допустимые пределы оптимального значения и возрастает водная эрозия почв на площадях с уклоном всего лишь в 2 – 30 и более.
Одним из путей решения стоящих задач является научно обоснованный переход от непрерывного способа выполнения технологических операций к дискретному способу, к более широкому внедрению рабочих органов активного действия, пневмно- и гидравлического привода, обладающего демпфирующими свойствами за счёт упругих элементов. В качестве средства, транспортирующего рабочие органы при выполнении ими рабочих операции, например, по дроблению или срезанию пней, подготовке почвы площадками, посадке растений в них и уходу за ними и др., можно использовать гидравлические манипуляторы разного класса и типа.
Целью курсового проекта является расчет и проектирование опорно- поворотной платформы гидроманипулятора на базе валочно-пакетирующей машины ЛП-19.
В курсовом проекте проведен обзор и анализ существующих гидроманипуляторов, схемы их размещения на лесных машинах. Представлены основные типы опорно-поворотных устройств, выбран прототип. Проведены расчеты выбранной конструкции, сделаны сборочные и рабочие чертежи.

 

От насоса через гидрораспределители рабочая жидкость поступает к исполнительным механизмам — гидромоторам и гидроцилиндрам. Последние приводят в действие стрелу, рукоять и захватно-срезающее устройство. Гидромоторы осуществляют привод механизмов вращения поворотной платформы, механизмов передвижения и привод пильной цепи механизма срезания.Рисунок 1.5 - Валочно-пакетирующая машина ЛП-19А: 1 — ходовая система; 2 — электрооборудование; 3 — опорно-поворотное устройство; 4 — контргруз; 5 —силовая установка; 5 — капоты; 7 — поворотная платформа; 8 — механизм поворота платформы; 9 кабина- 10 -стрела; 11 — гидрооборудование; 12 — рукоять; 13 — захватно-срезающее устройство.Управление гидрораспределителями осуществляется с помощью рычагов и педалей, расположенных в кабине машиниста. Механизмы иагрегаты, расположенные на поворотной платформе, закрыты капотами. Тяги управления и силовая установка защищены снизу стальными листами.Устанавливаемое на машинах ЛП-19А сменное захватно-срезающее устройство (ЗСУ) с накопителем (рис. 1.6) предназначено для заготовки древесины при сплошных рубках в разновозрастных насаждениях с деревьями разной крупности со средним объемом до 1 м3. ЗСУ с накопителем состоит из рамы, двух основных захватов, двух захватов накопителя, механизма срезания и гидросистемы.Сменное погрузочное оборудование (рис. 1.7), монтируемое на машине ЛП-19А взамен захватно-срезающего устройства, предназначено для погрузки хлыстов на лесовозный транспорт, а также для штабелевки. Оно состоит из удлинителя, гидроцилиндра и грейферного захвата.Рисунок 1.6 - Сменное захватно-срезающее устройство с накопителем к машине ЛП-19А: 1— верхняя опорная призма; 2 — стойка; 3 — нижняя опорная призма; 4— гидроцилиндр захвата основных крюков; 5 — гидроцилиндр захвата дополнительных крюков; 6 — вспомогательный крюк; 7 — основной крюк; 8 — ограждение гидромотора; 9 — механизм срезания; 10 — пильная цепь ПЦУ-ЗОВ.Рисунок 1.8 - Сменное погрузочное оборудование к машине ЛП-19А: 1, 2, 3, 9, 12, 16, 17, 19, 20 — пальцы; 4— удлинитель; 5 — гидроцилиндр поворота грейферного захвата; 6 — кольцо; 7 — опора; 8 — демпферное устройство; 10 — грейферный захват; 11 — гидроразводка; 13 — гидроцилиндры привода крюков; 14 — корпус; 15, 21 — крюки; 18 — тяга1.3.2 Валочно-трелевочная машина ЛП-17 (ЛП-17А)Валочно-трелевочная машина ЛП-17 (ЛП-17А) предназначена для работы на сплошных лесосечных рубках без сохранения подроста в районах с умеренным климатом при температуре окружающего воздуха от +40°С до-40°С.Функциональное назначение машины — работа в режимах: валка — трелевка, валка — пакетирование.Машина работает в лесонасаждениях со средним объемом хлыста 0,14...0,39 м3. Наиболее рациональное расстояние трелевки — до 300 м. Может быть использована для работы в равнинной и слабохолмистой местности с уклонами: летом до 20°, а зимой и в сырую погоду до 14°.Несущая способность грунтов разрабатываемых лесосек должна быть не ниже 90 кПа. Высота снежного покрова не должна превышать 1,1 м.Валочно-трелевочная машина ЛП-17 выполнена на базе трактора ТБ-1, ЛП-17А на базе трактора ТБ-1М. Конструкция машины показана на рисунке 1.4. Шасси базового трактора оснащено специальным технологическим оборудованием — гидроманипулятором, зажимным коником и передней навесной системой с толкателем. В гидроманипулятор входят следующие узлы: опорная ферма с поворотной колонной и механизмом поворота, стрела, рукоять и гидроцилиндры.Для выполнения специальных операций при валке и укладке в коник спиленных деревьев машина оснащается следующим дополнительным технологическим оборудованием: захватно-срезающим устройством с подвеской, которые монтируются на манипулятор вместо челюстного захвата базового трактора, пантографной системой, необходимой для выравнивания вертикальной оси подвески при изменении вылета манипулятора. В пантографную систему входят два коромысла и две пары тяг. Над кабиной оператора смонтировано специальное защитное ограждение.Рисунок 1.4 - Валочно-трелевочная машина ЛП-17А: 1 — шасси базового трактора; 2 — толкатель; 3 — опорная ферма манипулятора; 4 — реечный механизм поворота; 5 — поворотная колонна; 6 — гидроцилиндры стрелы; 7 — стрела; 8 — гидроцилиндр рукояти; 9 — четырехзвенник; 10 — тяга; 11 — рукоять; 12 — гидроцилиндр подвески; 13 — подвеска; 14 — захватно-срезающее устройство; 15 — коник1.3.3 Трелевочный трактор ЛТ – 154АТрелевочный агрегат ЛТ-154А предназначен для подбора пачек деревьев, сформированных валочно-пакетирующими машинами, и их бесчокерной трелевки. Он может также производить выравнивание комлей хлыстов на погрузочной площадке, поперечное перемещение деревьев для подачи их в зону работы сучкорезной машины, удаление сучьев от сучкорезной машины толкателем или транспортировку их в захвате (рис. 1.5). Трелевочный агрегат ЛТ-154А представляет собой многооперационную машину на базе трактора ТТ-4 с технологическим оборудованием, смонтированным вместо погрузочного устройства трелевочного трактора. На раме трактора установлены опоры, к которым шарнирно прикреплены стрела и гидроцилиндры привода стрелы. К верхнему концу стрелы при помощи подвески перпендикулярно к продольной оси трактора прикреплен захват, который удерживается от раскачивания при движении без груза канатом лебедки. В транспортном положении стрела лежит на упорах.Рисунок 1.5 - Трелевочный трактор ЛТ – 154А: 1 — трактор; 2 — гидросистема; 3 — стрела; 4 — канат лебедки; 5 — ролик в сборе; 6 — подвеска захвата; 7 — захват; 8 — упор стрелы; 9 — опора; 10 — настил; 11 — щит; 12—предохранительная балка; 13 — толкатель.Для ограждения деталей заднего моста имеется предохранительная балка, которая шарнирно крепится к задним кронштейнам рамы трактора и опирается на ролики и щит. Полость рамы трактора сверху защищена от попадания мусора и грязи настилом, состоящим из легкосъемных секций. Для выполнения подготовительных операций перед подбором пачки деревьев на агрегате ЛТ-154А имеется отвал. Подъем и опускание стрелы и отвала, раскрытие и закрытие клещей захвата производятся при помощи гидроцилиндров.В отличие от тракторов с гидроманипулятором, формирующих трелюемую пачку нагрузкой на коник одного крупного или нескольких небольших деревьев, тракторы с пачковым захватом подбирают заранее сформированные пачки, которые затем, не выпуская из захватов, переводят в транспортное положение. Вместо гидроманипулятора установлена С – образная стрела, которая поднимается и опускается за счет гидроцилиндров. Стрела не имеет поворотного устройства в горизонтальной плоскости, что является недостатком конструкции.1.3.4 Валочно-трелевочная машина ЛП-58Валочно-трелевочная машина ЛП-58 предназначена для валки и трелевки деревьев, окучивания подтрелеванных пачек деревьев и выравнивания их комлей перед погрузкой. Она может работать также в режиме валки — пакетирования или только валки и осуществлять вспомогательные операции по расчистке ветровалов и раскряжевке поваленных деревьев.Машина предназначена для работы в лесонасаждениях со средним объемом хлыста 0,60... 0,75 м3, с равнинным и слабохолмистым рельефом местности, на грунтах с несущей способностью свыше 100 кПа, при снежном покрове высотой до 120 см и скорости ветра до 7,5 м/с. Она рассчитана на эксплуатацию при температуре окружающего воздуха от +40 °С до -40 °С.Машина ЛП-58 (рис. 1.6) состоит из базового трактора ТТ-4М-01, поворотной колонны, манипулятора, подвески, захватно-срезающего устройства (ЗСУ), коника, толкателя, щита, гидравлической системы, привода гидронасосов и электрооборудования.На доработанной раме трактора установлена колонна с механизмом поворота, состоящим из шестерни, рейки и двух гидроцилиндров.С помощью этого механизма осуществляется поворот верхней части колонны, несущей на себе манипулятор, подвеску и ЗСУ.Манипулятор состоит из стрелы, рукояти и гидроцилиндров. На конце рукояти имеется подвеска, к' которой присоединено захватно-срезающее. устройство. При помощи подвески производится поворот ЗСУ в вертикальной и горизонтальной плоскостях.Все сборочные единицы захватно-срезающего устройства, предназначенного для зажима, срезания, направленной валки и укладки срезанных деревьев в коник или на землю, смонтированы в общей раме сварной конструкции. Механизм срезания состоит из корпуса, внутри которого на двух бронзовых втулках вращается ступица кронштейна пильной шины. Боковыми выступами полотно шины заходит между пластинками пильной цепи седлающего типа ПЦ-1. Надвигание пильной шины осуществляется гидроцилиндром.Рисунок 1.6 - Валочно-трелевочная машина ЛП-58:1 — трактор; 2 — колонна с механизмом поворота; .3 — электрооборудование; 4 — манипулятор; 5 — подвеска; 6 — захватно-среза^щее устройство; .7 — щит; 8 — коник; ,9 — привод гидронасосов; 10— гидравлическая система; 11 — толкатель.На машине установлен коник рычажного типа с канатной обвязкой деревьев. Его основание закреплено на кронштейнах рамы машины. Поворотная рама коника дает возможность наклонять коник в сторону заднего моста трактора при наборе пачки и в сторону кабины при ее выгрузке. Этот наклон осуществляется гидроцилиндром. Зажим и удержание пачки деревьев на конике во время транспортировки производится двумя поворотными рычагами, управляемыми гидроцилиндром. Качающаяся рама коника вместе с гидроцилиндром наклона и зажимными рычагами установлена на поворотном круге, что дает возможность при движении трактора с пачкой свободно, без ограничений разворачиваться относительно вертикальной оси, облегчая маневрирование при трелевке.Толкатель, используемый для выравнивания комлей деревьев и их окучивания после сбрасывания пачки на землю, подготовки и расчистки погрузочных площадок и волоков, состоит из отвала, двух сварных балок, соединенных шарнирно с рамой трактора, и двух гидроцилиндров, служащих для подъема и опускания толкателя.Управление машиной осуществляется машинистом из кабины, в которой установлено поворотное сиденье и сосредоточены все рукоятки и педали управления.