Модернизация бульдозеров
Введение
Огромная площадь территории России обусловливает
значимость эффективного транспортного сообщения для сохранения территориальной
целостности, геополитического влияния и конкурентоспособности на международном
рынке. Однако состояние транспортной инфраструктуры в настоящее время не
позволяет в полном объеме обеспечивать потребности экономики нашей страны и
конкурентоспособность международных перевозок грузов различными видами
транспорта через территорию России. В наибольшей степени приведенное выше утверждение
касается такого сегмента транспортной инфраструктуры, как дорожное хозяйство.
В то же время объем инвестиций в строительство
новых и содержание существующих дорог в России составляет менее 2% ВВП при
среднем уровне этого показателя в развитых странах 35%. В результате доля
транспортных издержек в себестоимости промышленной продукции в России
значительно превышает показатели США и стран Западной Европы.
Несмотря на то, что федеральные автомобильные
дороги составляют лишь 7,8% от общей протяженности сети автомобильных дорог
общего пользования, на них приходится до 50% интенсивности движения. Твердое
покрытие имеют более 546 тыс. км автомобильных дорог, остальные 54 тыс. км
представляют собой грунтовые дороги.
Учитывая размах дорожной сети нашей страны, а
так же состояния дорожного хозяйства, изложенное выше, само собой
вырисовывается основное направление в отрасли производства дорожных машин:
качественная модернизация имеющихся образцов дорожно-строительной техники и
создание новых, превосходящих старые по своим характеристикам.
При нынешней ситуации в дорожно-строительной
отрасли данное направление является наиболее актуальным и перспективным и имеет
огромный потенциал для разработчиков новой техники, поскольку специальная
техника требуется на всех этапах строительства и эксплуатации автомобильной
дороги. Это говорит о том что в улучшении технических характеристик дорожной
техники заинтересовано большое количество предприятий и организаций, которые
могут внедрить новые технические решения в отрасль, так как это ведет к
уменьшению энергетических затрат и повышению производительности, а так же
улучшения других технико-экономических показателей машин
1. Общие
сведения о процессе создания новой техники
1.1 Выявление потребности в создании
новой техники
В наше время создание машин имеет огромное
значение для человеческого общества. Хотя машины и обладают общими признаками,
в зависимости от цели и сферы использования, их структура существенно
отличается. Целью создания машин промышленного назначения - производство
продукта, обладающего свойствами, удовлетворяющими некую общественную
потребность. Основными показателями развития всех отраслей народного хозяйства
являются уровень производства машин и техническое совершенство машин.
На
современном этапе создание новой техники ставят задачу не только увеличить
производительность машины, улучшить качество изготовляемой продукции и снизить
ее себестоимость, но и еще облегчить труд человека, привести к изменению его
роли и места в производственном процессе. В условиях технического прогресса
увеличивается количество объектов, которыми он должен управлять, возрастают
скорости управляемых им процессов, широкое применение получает дистанционное
управление. В процессе
создания новой техники тщательно испытывается изделие в целом, стыковка с
новыми узлами и комплектующими, проверяется фактический выход на заданные
техническим заданием параметры. Особое внимание уделяется достижению
показателей надежности, долговечности, безотказности, ремонтопригодности. Для
этого важно проверить работоспособность каждого узла и изделия в целом.
1.2 Основные этапы создания новых машин. Их
краткое содержание
Процесс создания машин разделяют на следующие
этапы:
прогнозирование;
проектирование;
подготовка к производству выпуска новых машин;
освоение производства новых машин.
Прогнозирование. В результате анализа развития
уровня техники в виде вероятной категории, определяют пути, тенденции,
конкретные технические решения с целью ее усовершенствования. В целом
прогнозирование конструкций новых машин можно рассматривать как часть
научно-исследовательской работы, направленной на подбор и подготовку исходного
материала, необходимого для разработки технического задания на проектирование.
Проектирование. Как правило, процесс
проектирования начинают от абстрактного мышления, а затем переходят
конкретному, т.е. к реальным объектам. Следует выделить главные положения,
рассмотреть возможные принципиальные конструктивные решения. Далее анализируют
каждый вариант, выявляя недостатки, пытаясь х исправить; в результате принимают
тот вариант, который имеет меньше всего недостатков по основным параметрам:
принципиальным, кинематическим, силовым, габаритным, энергетическим и т.д.
Только после этого приступают к изображению конструкции, выполняя
соответствующие расчеты. Основная задача проектирования - разработка новой
конструкции машины, соответствующей техническому заданию; конечная цель -
разработка конструкторско-технической документации для изготовления и надежной
эксплуатации машины.
Подготовка к производству выпуска новых машин.
При подготовке к производству выпуска новых
машин решаются следующие задачи:
отработка конструкции на технологичность;
разработка технологических процессов
изготовления и контроля деталей, сборок и всей машины в целом;
типизация и нормализация техпроцессов;
расчёт технических требований и расходов
материала;
разработка нестандартного оборудования и
инструмента, технологической оснастки и инструмента;
расчёт производственной мощности цеха или
участка;
расчёт потребного оборудования и его
расстановка;
доводка технологических процессов.
Освоение производства новых конструкций машин
Освоение производства предполагает решение
следующих задач:
объем выпуска должен достигаться в соответствии
с проектной мощностью предприятия;
должно обеспечиваться стабильное качество;
на всех стадиях производства достижение
проектной трудоемкости.
Когда осуществляется перестройка производства,
пользуются 2 методами: с остановом производства и без останова.
Метод
с остановом производства не нашел широкого применения в машиностроении, а метод
без останова, напротив, широко применяется и используется при условии, когда
новая машина относится к тому же конструктивному ряду, что и предшествующая. На
предприятии происходит постепенное освоение производства отдельных элементов
машины, монтируемых по мере освоения на новую машину взамен старых элементов.
При модернизации выпуск машин продолжается.
.3 Методологические основы создания машин
При проектировании машин необходимо соблюдать
его методологические основы для того, что бы рационализировать процесс
проектирования и ускорить его.
Наиболее важные методологические основы:
) Конструктивная преемственность при создании
машин
) изучение сферы применения машины
) выбор конструктивной схемы
) компонование (componere - "складывать;
строить; сочинять)
конструктивная преемственность при
проектировании - означает использование предшествующего опыта, накопленного
ранее при развитии машин данного профиля в машиностроении и введение в машину
всего ценного и полезного, что уже есть в существующих конструкциях машин
Проектирование новых машин для соответствующих
отраслей народного хозяйства должно предшествовать тщательное изучение этих
отраслей: динамики их количественного и качественного развития, условий
эксплуатации машин и потребности в данной технике
Конструктивная схема машины выбирается на основе
параллельного анализа нескольких вариантов, оцениваемых по таким показателям,
как совершенство кинематической и силовой схем, стоимости изготовления,
энергоемкость и источник энергии, расхода на рабочую силу, количество
обслуживающего персонала, надежность действия габариты, металлоемкость и масса,
технологичность изготовления ни ремонтов, степень унификации и стандартизации,
удобства эксплуатации (обслуживания, сборки - разборки, осмотра, нападки,
регулирования).
Компонование состоит из двух этапов: эскизного,
когда разрабатывают схему и общую конструкцию агрегата; рабочего при котором
уточняют конструкцию агрегата и который служит исходным материалом для
дальнейшего проектирования.
.4 Исходные материалы для проектирования
Исходными материалами для создания машины так же
могут быть:
техническое предложение, выдвигаемое в
инициативном порядке проектной организацией или группой конструкторов;
научно-исследовательская работа или созданный на
ее основе экспериментальный образец;
образец зарубежной машины;
изобретательская деятельность.
Следует учитывать, что с момента начала
проектирования до внедрения машин в производство проходит определенный период
(1,5…2 года) и поэтому, чтобы машина к моменту ее выпуска не устарела, ее
создателям необходимо: критически подходить к изучению исходных материалов на
проектирование и, при необходимости, вносить в них нужные коррективы; строго
соблюдать основы методологии проектирования. Одной из важнейших задач при
изучении исходных материалов является правильный выбор главных параметров
машины. При этом целесообразно: составлять графики изменения по годам
параметров машины; проанализировать опыт отечественного и зарубежного
машиностроения, выбрать правильный аналог и прототип; выяснить тенденции
развития и потребности в данных машинах; изучить и использовать результаты
поисковых перспективных научно-исследовательских работ в отрасли.
. Характеристика объекта исследования
2.1 Назначение и область применения
бульдозеров
технический
бульдозер патентный машина
Бульдозер TM-10 предназначен
для разработки грунтов I-III категории без предварительного рыхления, грунтов
IV категории с предварительным рыхлением, а также трещиноватых скальных пород и
мерзлых грунтов. Может эксплуатироваться в условиях умеренного и холодного
климата при температурах окружающего воздуха от +40 до -50 С, на высоте до 3000
м над уровнем моря, при высокой запыленности, а также в условиях тропического
климата (тропическое исполнение). Основное назначение бульдозера - это
послойная разработка грунта, а также его транспортировка на сравнительно
небольшие расстояния. Также бульдозеры используют при подготовке площадок для
снятия плодородного поверхностного слоя грунта, в целях перемещения грунта в
зону действия рабочего оборудования, а также погрузки грунта в транспортное
средство либо отсыпки в отвал.
Область применения бульдозеров
Бульдозеры составляют основу парка землеройных
машин. На них приходится более 40% всех объемов земляных работ и до 90%
вскрышных работ.
Бульдозеры предназначены для послойной
разработки и перемещения немерзлых грунтов I, II, III и частично IV групп без
предварительного рыхления; IV, V, VI, VII групп и мерзлых грунтов с
предварительным рыхлением, а также для планировочных работ.
Бульдозеры общего назначения используются при
возведении насыпей высотой до 2 м из боковых резервов, устройстве выемок,
полувыемок и полунасыпей (на косогорах), разработке и засыпке пазух, траншей и
котлованов, послойном разравнивании грунта, перемещении его в отвал или
кавальер (табл. 6.9). Экономически выгодная дальность перемещения грунта
бульдозером составляет 15-70 м в зависимости от мощности трактора.
Широкому распространению бульдозеров
способствуют их высокая производительность, универсальность, маневренность,
мобильность, автономность, простота конструкции рабочего оборудования и
надежность в эксплуатации.
В период инженерной подготовки бульдозеры на
тракторах тяговых классов 4-75 используют для снятия растительного слоя грунта,
ликвидации оврагов, очистки местности от леса, кустарника, пней и камней,
профилирования временных грунтовых дорог и других работ.
Для расширения области применения бульдозерное
оборудование оснащают дополнительным быстросъемным оборудованием: откосниками,
открылками, уширителями, удлинителями, канавными наставками, вилами,
рыхлительными зубьями.
При температуре воздуха от +40 до -40 °С
применяют специальные бульдозеры для работы в экстремальных условиях, в том
числе в радиационноопасных и в загазованных местах, на грунтах с пониженной
несущей способностью, а также при весьма низкой (до -60 °С) и высокой (до +60
°С) температуре воздуха. Иногда бульдозеры специального назначения выполняют
узкоспециализированные работы, очистку от снега, сгребание торфа, разработку
сыпучих материалов, толкание скреперов при загрузке, проведение подземных и
подводных работ.
Агрегатирование бульдозеров тяговых классов 4-15
дополнительным задним рабочим оборудованием (экскаваторов, траншеекопателей,
баровых, фрезерных, дискофрезерных и бурильно-крановых машин) позволяет
расширять их специализацию, функциональные возможности и область эффективного
использования, т. е. делает бульдозеры машинами многоцелевого назначения.
При
установке на бульдозерах тяговых классов 10 и выше заднего рыхлительного
оборудования они обеспечивают разработку прочных разборно-скальных грунтов.
Бульдозеры-рыхлители и бульдозеры специального назначения
Таблица 6.9 Тяговые
классы базовых тракторов, рекомендуемые для выполнения земляных работ
бульдозерами и бульдозерами-рыхлителями
2.2 Классификация бульдозеров
Бульдозеры классифицируются по
основным признакам: по назначению, тяговым показателям (тяговому классу базовой
машины), типу ходовой части, рабочему органу и виду управления рабочим органом.
По назначению бульдозеры
подразделяются на общего назначения и бульдозеры специального назначения.
Бульдозеры общего назначения применяют для всех основных видов
землеройно-транспортных и вспомогательных работ преимущественно для разработки
грунтов I, II и III категорий. Бульдозеры специального назначения - в особых
условиях (к специальным бульдозерам относятся толкачи, бульдозеры для работы в
подземных и подводных условиях и т. п.).
По тяговым показателям базовых
машин бульдозеры подразделяются на сверхлегкие, легкие, средние, тяжелые и
сверхтяжелые.
По ходовой части бульдозеры
подразделяются на гусеничные и пневмоколесные; по рабочему органу - с
неповоротным и с поворотным отвалами; по виду управления рабочим органом - с
механическим, гидравлическим и пневматическим управлениями.
В настоящее время
преимущественное распространение имеет гидравлический привод, имеющий
несравненное преимущество перед механическим.
.3 Анализ конструкций и
технических характеристик отечественных бульдозеров
Ни одна стройка не может
обойтись без такого оборудования как бульдозер. Тенденция интенсивного роста
строительства жилых домов, офисов, а такжедорожного строительства, привела
соответственно к повышенному спросу на данный продукт. Правительство страны
нацелено на политику постепенного замещения экспорта строительного оборудования
на машины отечественного производства. Чем это грозит строительной индустрии?
Предлагаем определить основные плюсы и минусы использования бульдозеров отечественных
и зарубежных производителей.
Очевидный плюс от использования
бульдозеров отечественного производства заключается в том, что в случае поломки
детали на него приобрести будет гораздо легче, чем на бульдозер зарубежных
производителей. Разумеется, и стоимость подобных запчастей и комплектующих,
произведенных в России, будет на порядок ниже, чем импортный аналог. Основным
плюсом бульдозеров импортного производства является их прогрессивность и
соответствие мировым стандартам качества. Строители, отдающие предпочтение
бульдозерам зарубежных производителей, отмечают, прежде всего, их соответствие
требованиям рынка.
Преимущество бульдозеров
иностранного производства заключается в соответствии их дизайна мировым
тенденциям. Так, их внешний вид всегда привлекателен, оригинален. Создается
впечатление легкости и изящества даже такой объемной и грузной конструкции, как
корпус бульдозера. Оригинальное дизайнерское решение нашло свое воплощение не
только во внешнем виде машины, но и во внутреннем интерьере кабины. Ее
наполнение полностью соответствует нуждам рабочего. Комплектация и оборудование
кабины представляют собой комфортную и безопасную среду, которая отвечает самым
высоким международным требованиям. Наконец, неудивительно, что зарубежные
производители уделяют так много внимания экологичности выпускаемой продукции.
Двигатели, используемые вбульдозерах, имеют такую отличительную черту, как
малотоксичный выхлоп и низкий уровень шума. Это способствует защите окружающей
среды. Подведем итог. Современная
ситуация в стране привела к тому, что к бульдозерам сегодня предъявляются одно
основное требование: они должны способствовать сокращению сроков строительных
работ. Достичь этого можно двумя способами: либо использовать большее
количество машин, либо использовать машины, отличающиеся большей
производительностью. Как уже упоминалось выше, в вопросах производительности
зарубежные производители выигрывают. Однако
дешевизна при достойном качестве отечественных бульдозеров позволяет
использовать несколько машин одновременно. Этот фактор в совокупности с
дешевизной гарантийного и постгарантийного обслуживания делает отечественные
бульдозеры более привлекательными для наших специалистов. Что касается дизайна
и экологичности, то эти факторы отходят на второй план, уступая производительности.
Отечественные
бульдозеры на отечественном рынке представлены марками Б-170 и ДЗ-171.
Производитель бульдозеров Б-170, старейшее в стране предприятие подобного рода
- ОАО "Челябинский тракторный завод - Уралтрак" (ОАО
"ЧТЗ-Уралтрак"). Бульдозеры Б-170 выпускаются предприятием в
нескольких модификациях. В том же Челябинске, на предприятии ЗАО
"ЧСДМ", производится бульдозер ДЗ-171, так же в нескольких
модификациях. Бульдозер Б-170 оснащается дизельным двигателем мощностью от 125
до 132 кВт. При собственной массе в 19,5 тонн, развивает тяговое усилие от 150
до 170 кН. Бульдозер ДЗ-171 имеет ту же мощность, но чуть меньшую собственную
массу от 17 до 18 тонн. Отсюда и вынужденная конкуренция. Стоимость бульдозеров
имеет тенденцию к росту. Кроме бульдозеров челябинских заводов, на российском
рынке представлены машиы ГП Спецстроя России "Дмитровский экскаваторный
завод". Это бульдозер ДЗ-42 различных модификаций. Бульдозера марки ДТ-75Н
представляет на российский рынок ОАО "Волгоградский тракторный завод"
и ОАО "Строительные и мелиоративные машины" (ОАО "СММ", г.
Брянск). Следует отметить, конкуренция между изготовителями, не явилась
преградой для роста цен на эту продукцию. За прошедшие 9 лет их стоимость
увеличилась в 6 раз. По прогнозам специалистов, ожидать снижения стоимости
строительной и дорожной техники ждать не стоит. Не
смотря на постоянный рост стоимости дизельного топлива, являющего главным
энергоносителем для дорожной техники, спрос на саму технику постоянно растет. В
не малой степени этому способствует динамично развивающийся рынок гражданского
и промышленного строительства. Из иностранных бульдозеров, наиболее
представительную группу представляют бульдозера. Чаще всего это техника бывшая
в употреблении, однако относительно не высокая цена и надежность, обеспечили ей
значительный сегмент российского рынка. Ожидаемое
изменение картины рынка импортных бульдозеров, связывают с активным внедрением
в Россию китайских компаний. Потенциальных покупателей китайской дорожной
техники пока пугает качество выпускаемых машин, но прельщает их стоимость.
Учитывая темпы промышленного роста Китая и желанием укрепиться на российском
рынке, вопросы качества будут решены.
2.4 Устройство и принцип
действия, рабочий процесс бульдозера
Бульдозеры с неповоротным
отвалам. На рис. 1 ,а положение отвала бульдозера как рабочего органа не может
быть изменено в плане (вправо или влево);
Рис. 1. Бульдозер
а
- с механическим приводом;; 1 - базовый трактор; 2 - передняя стойка; 3 - полиспаст
канатно-блочной системы; 4 - козырек от вала; 5 - отвал; 6 - ножи; 7 - подкосы;
8 - толкатели; 9 - универсальная толкающая рама; 10 - опорные шарниры крепления
толкающей рамы к раме трактора; 11 - опоры; 12 - приводная однобарабанная
лебедка;
Рис. 2. Отвал бульдозера 1 -
вертикальные ножи; 2 - лобовой лист; 3, 4, 5 - болты, шайбы, гайки; 6 -
основной нож; 7- боковые ножи; 8 - боковые щеки; 9 - кронштейн для крепления
отвала
Рабочее оборудование
бульдозеров - отвал (рабочий орган), навешиваемый спереди базового трактора и
управляемый посредством канатно-блочной системы однобарабанной фрикционной
лебедки или гидравлической системы, состоящей из одного или нескольких насосов,
трубопроводов и исполнительных гидроцилиндров.
К бульдозерному оборудованию
относятся отвал как основное рабочее оборудование; толкающее устройство (рама);
система управления отвалом. Отвал представляет собой сварную конструкцию,
состоящую из лобового листа криволинейного очертания, козырька, нижней и
верхней коробок жесткости, вертикальных ребер жесткости и боковых стенок.
Тыльная часть отвалов у бульдозеров с неповоротным отвалом (рис. 2) по боковой
их части снабжена проушинами для соединения отвала с толкающими брусьями и
раскосам присоединения рамы к трактору; 9 - опоры тележек тракторов
Рис. 3. Толкатель бульдозера:
1, 12 и 14 - крестовины для присоединения раскосов и толкателей к отвалу; 2 -
разъемные вкладыши; 3 - винтовая нарезка раскосов; 4 - рукоять с винтовой
нарезкой для изменения длины раскосов; 5 - раскосы; 6 - проушины; 7 - винтовая
нарезка для изменения длины толкателей при повороте отвала; 8 - шкворень; 9 -
вилка; 10 - толкающее устройство; 11 - узел крепления; 13 - пальцы
Полный цикл работ бульдозера
при вырезании и перемещении грунта состоит из следующих этапов: внедрения
отвала в грунт и набор призмы волочения, перемещение грунта к месту укладки,
укладка грунта слоями или грудами, возвращение в забой, опускания отвала и
установка его в положение для очередного внедрения. Наиболее распространенной
схемой циклической работы бульдозера является челночная схема, при которой
обратный (ходовой) ход выполняют задним ходом без разворота машин.
Рабочий процесс
бульдозера с неповоротным отвалом состоит из операций: копания, перемещения
грунта и его укладки с разравниванием в сооружении или отвале.
При копании грунт
отделяется от массива путем заглубления отвала на толщину срезаемой стружки
(100,,,200мм) при одновременном перемещении всей машины.
Срезанный грунт
перед отвалом накапливается, образуя призму волочения. По достижении заданного
объема призмы грунта, ограничиваемого обычно высотой отвала, последний
выглубляется и грунт и грунт транспортируется на место укладки с последующим
разравниванием.
Различают три схемы
разработки и перемещения грунта: прямую, боковую и ступенчатую (рис 4).
Рис 4 Схема разработки грунта
бульдозером: а - прямая; б - боковая в - ступенчатая
При прямой схеме разработки копания и транспортирование
грунта осуществляется при возвратно-поступательном прямолинейном движении всей
машины: при движении вперед ) движении назад он возвращается к месту нала
копания грунта (холостой ход). Число рабочих ходов машины зависит от толщины
срезаемой стружки и глубины разрабатываемой выемки.
При боковой схеме разработки бульдозер,
перемещаясь параллельно оси насыпи, набирает грунт перед отвалом в боков
резерве, затем поворачивается в сторону насыпи и отсыпает в нее грунт. В
исходное положение бульдозер возвращается задним ходом (холостой ход). В
дальнейшем цикл повторяется.
При ступенчатой схеме разработки каждый
последовательный проход бульдозера выполняется со смещением в сторону от
предыдущего на ширину отвала. При этом в процессе рабочего хода бульдозер перемещается
по параллельным прямолинейным траекториям; обратное движение бульдозера
(холостой ход) осуществляется задним ходом под углом к этим траекториям.
Рассмотренные схемы разработки грунта могут
использоваться как раздельно так и в комбинации.
3. Патентное исследование и анализ его
результатов
.1 Изобретательская деятельность и ее роль в
создании новой техники
Большинство людей утверждают, что
изобретательская деятельность - это творческий процесс, трудоёмкий, и он не
всем людям по плечу.
Перед изобретателем стоит нелёгкая задача
создания новой машины или нового технического решения, а для этого требуется
решить насколько проблем.
Во-первых, провести анализ нынешнего состояния
дел в отрасли и спрогнозировать что будет в этой отрасли необходимым через
несколько лет. Сопоставить полученные данные и найти ту незанятую нишу, которая
появится в отрасли в ближайшее время. Решение данной проблемы очень трудоёмкое,
занимающее продолжительный период времени и требующее проведения кропотливой
работы
Во-вторых, правильно сформулировать техническое
задание для будущей машины. От данного действия зависит будущее разработки и её
востребованность на момент создания.
В-третьих, нахождение способа достижения
поставленной задачи. Способ может быть как абсолютно инновационным, так и
частично заимствован из других отраслей.
В-четвёртых, требуется разработать опытный
образец. Его разработка проводится на основе всех предыдущих решений.
В-пятых, определение путей дальнейшего
совершенствования машины.
Изобретательская деятельность является
основополагающей составной частью в техническом прогрессе любой отрасли. Это та
сфера деятельности человека, которая будет постоянно и во все времена
востребована в любом производстве.
3.2 Цели и задачи проведения патентных
исследований
- прогнозирование тенденций развития научных
направлений (на основе проведённого патентного исследование определяются
основные пути развития отрасли)
оценка технического уровня разработок
(проводится путём сопоставления новых разработок с последними запатентованными
объектами данного направления)
проверка патентоспособности разработки (анализ
объекта на предмет годности к получению патента)
проверка патентной чистоты разработки
(проводится для подтверждения того, что разработка является новой и ещё не запатентована).
Данная проверка проводится не только в области
применения заявленной при подаче заявки на патент, но и в смежных отраслях, в
которых может быть применено данное изобретение.
.3 Методика проведения патентных исследований
Патентные исследования проводятся в определённом
порядке. Сначала составляется задание на проведение патентного исследования и
регламент поиска, в которых описываются рамки проведения исследования,
требования к поиску документации.
Далее на основе задания и регламента проводится
поиск и отбор документации (патентной, технической и т.д.). Для достижения
наибольшего успеха в проведении патентного исследования на данном этапе важно
отбирать ту документацию, которая будет чётко соответствовать предписанным
рамкам исследования.
Следующим этапом проводится анализирование
отобранной документации. На данном этапе проводится сопоставление всех
предложенных решений и выбор из них того, которое будет наиболее перспективным
в данной ситуации.
Завершением патентного исследования является оформление
результатов. Составляется отчёт, в который входят задание, регламент, список
всех отобранных решений и их описании
.4 Патентное исследование и его результаты
.4.1 Краткая характеристика объекта исследования
Исполнитель: Камалов А И
Заказчик: кафедра ПТ и ДМ БГТУ им В. Г. Шухова.
Начало работ 15.09.2013.г. Окончание
15.12.2013.г.
Объект: Бульдозер ТМ - 10
Бульдозер - это послойная разработка грунта, а
также его транспортировка на сравнительно небольшие расстояния. Также
бульдозеры используют при подготовке площадок для снятия плодородного
поверхностного слоя грунта, в целях перемещения грунта в зону действия рабочего
оборудования, а также погрузки грунта в транспортное средство либо отсыпки в
отвал.
Рабочее оборудование
бульдозеров - отвал (рабочий орган), навешиваемый спереди базового трактора и
управляемый посредством канатно-блочной системы однобарабанной фрикционной
лебедки или гидравлической системы, состоящей из одного или нескольких насосов,
трубопроводов и исполнительных гидроцилиндров.
3.4.2 Задание на проведение исследования
"Утверждаю" ______________________
Должность, личная подпись и расшифровка подписи
ответственного руководителя работ
Дата:__________________
Задание № На проведение патентных исследований
Наименование темы: Патентное исследование с
целью модернизации бульдозера ТМ - 10 Шифр темы: КРТОСМ2013.004.00.00.00
ПИ Этап (стадия): сроки его выполнения: 15.09.2013- 15.12.2013г.
Задачи патентных исследований: исследование технического уровня объекта
поиск технических решений для модернизации на основе отбора наиболее значимых
запатентованных изобретений.
КАЛЕНДАРНЫЙ ПЛАН
Руководитель патентного
исследования
Личная подпись расшифровка дата
Руководитель подразделения
исполнителя работы (руководители подразделений -
соискателей)
Личная подпись расшифровка дата
Регламент поиска №___
Дата составления регламента
Наименование работы (темы): Патентное
исследование с целью модернизации бульдозера ТМ - 10
Шифр работы (темы) КР ТОСМ 2013.004.00.00.00
ПИ
Номер и дата утверждения задания 4 15,09,2013
Этап работы
Цель поиска информации (в зависимости от задач
патентных исследований, указанных в задании):
Обоснование регламента поиска:
Начало поиска 15,09,2013 Окончание поиска
15,12,2013
Руководитель подразделения-исполнителя работы
Камалов_А И
Личная подпись расшифровка дата
Руководитель патентного Богомолов А А
3.4.4 Отчет о поиске
Справка о поиске
. Поиск проведен в соответствии с заданием профессор
Богомолов А.А. №__4__ от 15.09.2013
и Регламентом поиска №__4__от _________
2.Этап работы_______________
. Начало поиска 15.09.2013 окончание
поиска 15.12.2013
4. Сведения о выполнении регламента поиска
(указывают степень выполнения регламента поиска, отступления от требований
регламента, причины этих отступлений).
. Предложения по дальнейшему проведению поиска и
патентных исследований.
. Материалы, отобранные для дальнейшего анализа.
Патентная документация
Научно-техническая, конъюнктурная, нормативная
документация и материалы государственной регистрации (отчеты о
научно-исследовательских работах)
|
Предмет
поиска
|
Наименование
источника информации о указанием страны источника
|
Автор,
фирма (держатель) технической документации
|
Год,
место и орган издания (утверждения, депонирования источника)
|
|
Пособие
|
Технические
основы создания машин
|
Богомолов
А.А.
|
Белгород,
БГТУ им. В.Г.Шухова, 2013
|
3.4.5 Выводы по результатам патентного
исследования
На основании проведённого патентного
исследования в соответствии с заданием и регламентом поиска нами отобраны
следующие запатентованные технические решения: №2476645 №2459910, №2483167
№2410496 № 2351713 С целью модернизации бульдозера ТМ - 10 наиболее
рациональным и целесообразным техническим решением следует считать техническое
решение, защищенное патентом №2476645, позволяющее сделать бульдозер с
выдвижным отвалом
4. Описание сущности технического решения
по
усовершенствованию машины
Бульдозер с выдвижным отвалом включает базовую
машину, раму с гидроцилиндрами подъема-опускания, состоящую из жесткой основной
секции, шарнирно соединенной с базовой машиной и дополнительной секции,
телескопически подвижной относительно основной и гидроцилиндров перемещения,
отвал, соединенный с дополнительной секцией шарнирами и наклонными упорами с
верхним и нижним шарнирами. Основная секция рамы выполнена шарнирно-сочлененной
из двух неподвижных толкающих брусьев, поперечной связи и двух горизонтальных
раскосов, дополнительная секция выполнена в виде двух подвижных толкающих
брусьев прямолинейной формы, телескопически вставленных в неподвижные толкающие
брусья основной секции, а гидроцилиндры перемещения секций расположены внутри
неподвижных толкающих брусьев, при этом наклонные упоры выполнены в виде
гидроцилиндров и установлены в одной вертикальной плоскости с шарнирами отвала,
причем нижний шарнир наклонного упора закреплен на неподвижном толкающем брусе,
а верхний - на выдвижном отвале. Все шарниры выполнены сферическими
Бульдозер с выдвижным отвалом
содержит базовую машину 1, отвал 2, основную секцию рамы, в виде двух
неподвижных толкающих брусьев 3, шарнирно-сочлененных с поперечной связью 4 и
двумя горизонтальными раскосами 5. Основная секция рамы шарнирно соединена с
базовой машиной 1 и имеет гидроцилиндры 6 подъема-опускания. Дополнительная
секция рамы выполнена в виде двух подвижных толкающих брусьев 7, имеющих
прямолинейную форму и телескопически вставленных в неподвижные толкающие брусья
3. Также внутри неподвижных толкающих брусьев 3 закреплены гидроцилиндры 8
перемещения, позволяющие плавно выдвигать или убирать подвижные брусья 7. В продольной
плоскости машины отвал 2 фиксируют два наклонных упора 9, выполненных в виде
гидроцилиндров. Гарантированный зазор при телескопическом выдвижении толкающих
брусьев 7 обеспечивают направляющие 10 и 11, смонтированные на неподвижных 3 и
подвижных толкающих брусьях 7 соответственно, установленных в одной
вертикальной плоскости с шарнирами 12 крепления отвала 2 к подвижным толкающим
брусьям 7. Все шарниры выполнены сферическими, причем нижний шарнир 13 упора 9
закреплен на неподвижном толкающем брусе 3, а верхний шарнир 14 упора 9 - на
выдвижном отвале 2.
Работает бульдозер с выдвижным
отвалом следующим образом.
При разработке прочных грунтов
отвал 2 максимально придвинут к базовой машине 1, соответственно подвижные
толкающие брусья 7 полностью телескопически вставлены в неподвижные 3, штоки
гидроцилиндров 8 перемещения полностью убраны и штоки гидроцилиндров наклонных
упоров 9 также полностью убраны. В таком положении прочность всей конструкции
максимальная, но при этом сохраняется возможность перекоса отвала 2 в
поперечной плоскости для разработки грунта нижним углом отвала 2. Это возможно
сделать, удлинив один из упоров 9, за счет того, что сферические шарниры 13 и
14 крепления отвала 2, наклонных упоров 9, поперечной связи 4 и раскосов 5
допускают поворот этих элементов в трех плоскостях.
При планировочных работах и
засыпке траншей продольными ходами бульдозера можно повернуть отвал 2 в плане
(в горизонтальной плоскости бульдозера), на любой угол от 90 до 60º
в любую сторону от продольной оси машины, выдвинув один из подвижных толкающих
брусьев 7 с помощью гидроцилиндров 8 перемещения и удлинив соответствующий упор
9.
Если же есть необходимость
засыпки ям без повреждения окружающей поверхности грунта (без снятия верхнего
слоя грунта), то можно подвезти грунт из отдельного штабеля на горизонтально
установленном отвале 2 бульдозера. Горизонтальное положение в продольной
плоскости базовой машины 1 отвал 2 принимает при полностью выдвинутых подвижных
толкающих брусьях 7 и при минимальной длине гидроцилиндров упоров 9.
Изобретение расширяет
технологические возможности бульдозера за счет дистанционного (из кабины)
управления отвалом в трех плоскостях относительно оси машины: - горизонтальной
(в плане), продольной и поперечной, а также появления дополнительной функции
транспортирования грунта на горизонтально установленном отвале без снятия
верхнего слоя грунта и без образования призмы волочения. В настоящее время
изобретение находится на стадии технического предложения.
Рисунок 5 - вид бульдозера с выдвижным отвалом
сбоку
Рисунок 6 - вид сверху (в плане)
Рисунок 7 - отвал, повернутый в горизонтальной
плоскости бульдозера влево
Рисунок 8 - отвал, повернутый в продольной
плоскости бульдозера в горизонтальное положение.
Заключение
Целью данной работы является прогнозирование
направлений совершенствование бульдозера. На основе изучения её существующей
конструкции, сферы применения и имеющихся недостатков её работы.
В работе мы указали задачи и область применения
автогрейдеров, конструктивные особенности и процесс работы, Провели патентные
исследования и предложили модернизацию данного типа машины с целью ее
модернизации
Современные тенденции развития
научно-технического прогресса требуют от создателей новой техники внедрения
микропроцессорной техники в системы управления машинами, создания
автоматизированных устройств, энергосберегающих и ресурсосберегающих
технологий, и машин, что создает дополнительные более высокие требования к
оценке эффективности создаваемых машин.