Вило-погрузчик МТЗ-80

Министерство образования и науки Российской Федерации

Казанский государственный архитектурно-строительный университет

Кафедра: Дорожно-Строительные Машины

Курсовой проект

По "Дорожно-Строительным Машинам"

На тему: "Вило-погрузчик МТЗ-80"

Разработал: студент гр.8ДМ401

Ибрагимов Р.Р.

Проверил: Сахапов Р.Л.

Казань 2012 г.

Содержание

Введение

1. Техническая характеристика

2. Расчет механизмов и узлов автопогрузчика

2.1 Расчет механизма подъема груза вилочного погрузчика

2.2 Расчет гидроцилиндра подъёма груза

3. Напорное усилие погрузчика

4. Тяговый баланс и баланс мощности погрузчика

5. Описание гидросистемы

6. Расчет производительности

Список литературы

Введение

Погрузчик предназначен для механизации погрузочно-разгрузочных работ с сыпучими и мелкокусковыми материалами, для землеройно-транспортных работ на грунтах до III категории без предварительного рыхления, а также строительно-дорожных, монтажных и такелажных работ с помощью сменных рабочих органов.

Не допускается использование погрузчика для погрузки агрессивных материалов и материалов, вредно воздействующих на здоровье человека.

Погрузчик может использоваться в промышленности, гражданском и дорожном строительстве, а также в сельском хозяйстве.

Погрузчик может эксплуатироваться в районах умеренного климата при температуре окружающего воздуха от минус 20 до плюс 40 градусов по Цельсию.

Область применения погрузчика расширяется при комплектовании его сменными рабочими органами на фронтальное навесное оборудование. Курсовая работа содержит технические характеристики, сведения по устройству и принципу работы фронтального погрузчика в целом и его составных частей; правила подготовки, проверки, настройки, отладки, хранения, технического обслуживания и транспортирования; указаны меры безопасности при работе и обслуживании машины.

погрузчик машина техническая характеристика

1. Техническая характеристика

Двигатель:

Д65М1Л

Мощность, кВт……………………………….44,1

число цилиндров…………………………….4

рабочий объем цилиндров, л………………4,94

номинальное число оборотов, об/мин……. 2000

Масса:

Конструкционная, кг……………………….5150

Эксплуатационная, кг……………………….5500

Трансмиссия

Муфта сцепления - фрикционная, сухая, однодисковая, с дополнительной муфтой независимого вала отбора мощности. Коробка передач - восьмискоростная, с реверсом на все передачи. Тормоза ленточные, сухие. Стояночный тормоз осуществляется приводом на основные колеса.

Передний ведущий мост - с автоматическим включением и выключением.

2. Расчет механизмов и узлов автопогрузчика

2.1 Расчет механизма подъема груза вилочного погрузчика

Целью расчета является определение основных параметров гидроцилиндра и подбор требуемого поперечного сечения грузовых вил. Усилие действующее на гидроцилиндр зависит от кинематической схемы грузоподъемника и взаимного расположения его основных узлов.

Традиционно механизм грузоподъемника выполняют в виде двукратного скоростного полиспаста

Наибольшее усилие подъёма определяют при вертикальном положении грузоподъёмника, максимально поднятых вилах с номинальным грузом, когда погрузчик стоит на уклоне с боковым креном до β =

Необходимое усилие подъёма по плунжеру определяется по формуле:

, (1)

где  - сопротивление подъёму груза и подъёмной каретки с вилами;

 - сопротивление подъёму выдвижной рамы с плунжером, траверсой и грузовыми цепями;

 - сопротивление качению основных катков по направляющим;

 - сопротивление качению боковых катков по направляющим.

Сопротивление  определим по формуле:

, (2)

где  - вес номинального груза ();

 - вес каретки с вилами;

 - вес выдвижной рамы с плунжером цилиндра подъема и траверсы с роликами,

 - механический КПД цепной передачи (грузовые цепи перекинуты через ролики траверсы), принимаем равным ;

 - механический КПД цилиндра, принимаем равным .

Учитывая, что масса каретки с вилами ,

 (3)

Вес выдвижной рамы с плунжером гидроцилиндра и траверсы с роликами определим следующим образом:

 (4)

масса выдвижной рамы с плунжером и траверсой к одному метру подъема,

длинна выдвижной рамы

 (5)

высота подъема груза

расстояние по вертикали между основными катками каретки и нижним катком выдвижной рамы

диаметр катков,

Размер определяется из выражения:

 (6)

 - расстояние по вертикали между основными катками и верхним катком выдвижной рамы,

Сопротивление, вызываемое качением основных катков по направляющим:

. (7)

где - общий коэффициент сопротивления качению катков;

 - реакция по каткам подъемной каретки;

 - реакция по основным каткам наружной рамы;

 - реакция, вызываемая парой сил .

Общий коэффициент сопротивления качению катков можно определить по формуле:

. (8)

где - коэффициент трения второго рода (плечо трения качения) ();

 - условный коэффициент трения, учитывающий качение шариков (роликов) по дорожке внутреннего кольца подшипника. ().

.

Реакции по основным каткам каретки определяются из следующего выражения:

, (9)

Реакции по основным каткам наружной  и внутренней  рам можно принять равными и определить из следующего выражения:

, (10)

где - плечи приложения сил  и  относительно оси передней ветви грузовых цепей.

Зная, что  и , рассчитаем  и :

.

Кроме указанных реакций по основным каткам у рам возникают реакции  и , вызываемые парой сил 2F от внецентренного закрепления концов грузовых цепей на корпусе цилиндра подъёма относительно оси плунжера на плече . В расчетах для упрощения можно принять что =.

Пара сил определяется из выражения:

, (11)

где  - усилие в одной ветви грузовых цепей;

 - высота от шарового шарнира цилиндра подъёма на нижней поперечине наружной рамы до оси роликов траверсы или выдвижной рамы, через которые перекинуты грузовые цепи.

 - расстояние от оси цилиндра до задней плоскости грузовых цепей

()

 ≈ , (12)

где  - наибольшая высота подъёма.

При креплении концов грузовых цепей на специальной верхней поперечине у наружной рамы пара сил 2F будет больше при малых высотах подъёма, но тогда будут меньше реакции по каткам  и  из-за большей .

Поэтому исходным положением для расчёта принят случай подъёма груза на полную высоту.

Усилие в одной ветви грузовой цепи:

, (13)

где  - вес каретки и выдвижной рамы в сумме; ()

 - суммарный коэффициент сопротивления качению катков.

()

Найдем пару сил из выражения (11):

Зная пару сил 2F, можно определить реакцию по верхнему катку наружной рамы:

, (14)

вилочный погрузчик груз двигатель

где  - расстояние от оси нижнего катка выдвижной рамы до оси роликов для грузовых цепей на траверсе или верхней поперечине выдвижной рамы, .

Определим числовое значение сопротивления :

Сопротивление подъему груза при качении боковых катков:

, (15)

где - общий коэффициент сопротивления качению боковых катков;

 - реакции по боковым каткам соответственно каретки, наружной и внутренней рам.

Реакции по боковым каткам каретки определим по формуле:

, (16)

где - угол наклона, .

Подставляя значения, получим:

.

Реакции по боковым каткам наружной и внутренней рам определим по формулам:

, (17)

, (18)

где - расстояние по высоте между нижним катком каретки и верхним у наружной рамы

();

 - расстояние от оси основного катка до конца выдвижной рамы (). Таким образом,

Общий коэффициент сопротивления качению боковых катков:

, (19)

где  - наружный диаметр бокового катка ();

 - диаметр оси бокового катка ();

 - коэффициент трения скольжения ().

Таким образом, сопротивление  будет иметь следующее числовое значение:

Тогда, усилие на штоке гидроцилиндра, необходимое для подъема груза будет равно:

2.2 Расчет гидроцилиндра подъёма груза

Диаметр плунжера определяется по формуле:

 (20)

где  - число гидроцилиндров, работающих одновременно; (=1)

 рабочее давление в системе, МПа; (в соответствии с аналогом, принимаем 16 МПа)

 - потери давления (суммарное сопротивление) в напорной линии от насоса до цилиндра, кгс/см²;; (в соответствии с рекомендацией [2], принимаем=0,5 МПа)

 - механический КПД гидроцилиндра; (в соответствии с рекомендацией [1], принимаем =0,96 МПа)

КПД пары шарнирных подшипников с густой смазкой; (в соответствии с рекомендацией [2], принимаем =0,94 МПа)

В соответствии с рекомендациями [3] принимаем гидроцилиндр с параметрами:

Согласно рекомендации [1] ход плунжера принимаем равным половине максимальной высоты подъёма груза:

3. Напорное усилие погрузчика

Напорное усилие погрузчика по двигателю:

где N_{e max} - наибольшая эффективная мощность двигателя

V_p - рабочая скорость внедрения погрузчика

 - расчетное буксование

 - КПД трансмиссии

G_П - вес погрузчика

f - коэф. сопротивления качению

Напорное усилие по сцепному весу:

где  - коэф. сцепления движителя с опорной поверхностью

4. Тяговый баланс и баланс мощности погрузчика

1. На тяговом режиме работы погрузчика сумма всех сопротивлений:

где W_BH - сопротивление внедрению ковша в штабель

W_f - сопротивление качению колес

W_{h -} сопротивление при движении на подъем

где K_BH - удельное сопротивление внедрению (20 кПа для известняка)

K_{Ф -} коэф. формы ковша

В - ширина ковша

L_ВН - глубина внедрения

a - коэф. учитывающий плотность и аброзивность материала

С - коэф. крупности (1,25 для кусков  200 мм)

где f - коэф. сопротивления качению

G - вес погрузчика

 - угол наклона поверхности движения к горизонту

Расчет ведется при работе погрузчика на горизонтальной площадке.

Сопротивление преодолеваются окружной силой движителя Рк,

Поэтому, приравнивая Рк=, получаю

На преодоление сопротивления внедрению расходуется часть силы тяги движителя, т.е. свободная сила тяги Тс. Тогда, пологая, что Wк=Тс, получается:

,

Напорное усилие по двигателю Тн=66,9кН

Зависимость между мощностью двигателя N_e и мощностью, подводимой к движителю N_к:

где  - механический КПД трансмиссии привода колесного движителя

где N_{T -} тяговая мощность, расходуемая на внедрение ковша в штабель

N_f - тяговая мощность, расходуемая на преодоление сопротивления качению

N_{б -} тяговая мощность, расходуемая на буксование движителя

N_{h -} тяговая мощность, расходуемая на преодоление сопротивления подъему

где V_Д - действительная скорость ведущих колес (0,8V_T)

Где V_T - теоретическая скорость ведущих колес

Подставляю значения в общее выражение баланса мощности:

Вывод: коэффициент запаса мощности =1,053

коэффициент запаса тяги =1,56

. На транспортном режиме работы погрузчика сумма всех сопротивлений:

где  - сопротивление воздуха движению

где  - коэф. обтекаемости =0,06-0,07

F - площадь лобового сопротивления  ширина колеи х высоту машины

++

Баланс мощности на транспортном режиме

где  - мощность на преодоление сопротивления воздуха движению

При движении на высшей передаче буксованием можно пренебречь ()

Подставляю значения в общее выражение баланса мощности:

37,7 (л. с)

 (л. с.)

Вывод: Машина работоспособна.

5. Описание гидросистемы

Рабочая жидкость - масло гидравлическое ВМГЗ по ТУ 38-101470-74

(SAE 10W/30), позволяющее эксплуатировать машину при любых сезонных условиях.

Гидросистема состоит из двух параллельных насосов, гидрораспределителя погрузчика, исполнительных гидроцилиндров, бака, фильтра, обратных, предохранительных и перепускных клапанов, всасывающей и напорной магистралей.

Система является двухпоточной. Рабочая жидкость от двух насосов подается в две напорные гидролинии и нагнетается в гидрораспределитель 1 и 2, и в зависимости от положения рычагов управления в гидроцилиндры механизмов или через фильтр на слив в бак.

Золотники гидрораспределителей после включения принудительно возвращаются в нейтральное положение. Масло из насоса Н1 поступает непосредственно в гидрораспределитель погрузчика в тотже гидрораспределитель жидкость поступает от насоса Н2, через разгрузочный клапан 4. разгрузочный клапан 4 при необходимости возвращает масло в бак. При нейтральном положении золотников гидрораспределителя погрузчика. На сливе в бак рабочая жидкость проходит через фильтр. Для предотвращения кавитации в гидроцилиндрах подъема погрузчика в линию возврата встроен обратный клапан. Этот обратный клапан повышает давление в возвратной линии блоков клапанов экскаватора и погрузчика.

6. Расчет производительности

Определение производительности погрузочного оборудования.

Теоретическая производительность:

где V_K - номинальный объем ковша (м³),  - объемная масса разрабатываемого материала (т/м³),  - расчетный коэффициент наполнения ковша, Т_ц - время рабочего цикла (с), К_Р - коэффициент разрыхления материала

где  - время наполнения ковша

 - время рабочего хода

 - время маневрирования транспорта

 - время опорожнения рабочего органа

 - время холостого хода

 - суммарное время переключения передач

где  - время первоначального внедрения в штабель

 - время поворота ковша из положения копания, до полного запрокидывания или подъема стрелы

где S_P - расстояние рабочего хода

V_X - скорость движения погрузчика при холостом ходе

V_Р - скорость рабочего хода

Эксплуатационная производительность:

где Т_{с -} время работы за смену с учетом технического обслуживания и подготовки погрузчика к работе

К_и - коэффициент использования погрузчика в течении смены с учетом подачи автотранспорта, подготовки площадки, междусменной передачи машины

Список литературы

1. Расчет механизмов вилочного погрузчика: методические указания/ П.С. Кондратьев. - Хабаровск: Изд-во ДВГУПС, 2005. - 31 с.: ил.

. Погрузочно-разгрузочные машины: Учебник для вузов ж/д транспорта / И. И Мачульский.: Желдориздат, 2000. - 476 с.

. Каверзин С.В. Курсовое и дипломное проектирование по гидроприводу самоходных машин. Красноярск: Производственно-издательский комбинат "Офсет". 1997г. - 382 с.

. Погрузочно-разгрузочные машины на железнодорожном транспорте: Учебник для техникумов / Э.И. Ридель. - М.: Транспорт, 1978. - 383 с.