13.1. Варианты индивидуальных заданий

№ п/п	Марка автогрейдера	Колесная формула	f	Грунт	Y
1	ДЗ-99А	1x2x3	0,7	супесь	1650
2	ДЗ- 143	1x1x2	0,75	песок	1520
3	ДЗ-140	3x3x3	1.0	глина	2200
4	ДЗ-98А	2x2x2	1.0	супесь	1850
5	ДЗ- 122	1x2x3	0,8	глина	2100
6	ДЗ - 99А	1x2x3	0,82	песок	1610
7	ДЗ-143	2x2x2	0,9	супесь	1730
8	ДЗ-122	1x2x3	0,72	супесь	1680
9	ДЗ-98А	2x2x2	1.0	суглинок	1900
10	ДЗ- 140	1x2x3	075	суглинок	2200
11	ДЗ-99А	1x2x3	QJ	супесь	1890
12	ДЗ-98А	1x1x2	0:72	суглинок	2000

Примечание: расчет произвести без учета N_o.

Контрольные вопросы

1.Назначение грейдеров и автогрейдеров?

2.Как устроен автогрейдер? Расшифруйте его маркировку.

3.Как им осуществляется профилирование боковых откосов автодорог и насыпей?

4.С какой целью выполняется тяговый расчет автогорейдера?

Рекомендуемая литература

1.Алексеева Т.В., Артемьев К.А. и др. Машины для земляных работ. Изд. 3-е, перераб. и дополн. — М.: Машиностроение, 2005.

2.Строительные машины: Учебник для студ. ВУЗов/Под ред. Д.П. Волкова— М.: Высшая школа, 2010- с.348

3.«Строительные машины. Справочник ». Том 1. «Машины для строительства промышленных, гражданских сооружений и дорог». 5-е изд. перераб. под общей ред. Э.Н.Кузина. М.: Машиностроение, 2007. с. 185-194.

4. Добронравов с.С., Добронравов м.С. Строительные машины и оборудование Справочник. 2-e изд., перераб. И доп. М.: Высш. Шк. , 2006г. -445с.

5. Земляные работы: Справочник строителя / Под ред. А.К. Рейша 2-е изд. перераб. и доп., — М.: Стройиздат, 2007. -320с.

Привод строительной техники : силовые установки и трансмиссии Лабораторная работа № 14 «Выбор рационального типа привода строительной машины»

Привод - это совокупность силового оборудования, трансмиссии и систем управления, обеспечивающих приведение в действие механизмов машин и рабочих органов.

По системе приводов строительные машины подразделяются на машины с групповым и многомоторным приводом. У первых привод всех механизмов, исполнительных рабочих органов осуществляется с помощью муфт, тормозов и механических передач (зубчатых, цепных, ременных и фрикционных) (рис. 14.1).

У вторых каждый исполнительный механизм приводится в движение от индивидуального электро-, гидро- или пневмодвигателя. К числу требований, предъявляемых к приводу большинства строительных машин, являются: автономность силового оборудования от внешнего источника энергии, обеспечение минимальных габаритов, массы, большая надежность, высокий КПД, простота реверсирования и регулирования скоростей и рабочих усилий и др.

Силовой установкой называют комплект, состоящий из двига­теля и обслуживающих его устройств Реверсирование осуществляется изменением направления вращения вала двигателя.

На строительных машинах применяют следующие типы силового оборудования:  а) электрический — двигатели переменного и постоянного токов;  б) двигатели внутреннего сгорания;  в) пневматический;  г) комбинированный — дизель-электрический, дизель-пневматический, дизель- или электро-гидравлический;  д) паровой.

Трансмиссии могут быть механическими, электрическими, гид­равлическими, пневматическими и смешанными.

Вид привода должен соответствовать условиям работы машины. Рабочий процесс строительной машины определяется режимом ее нагружения и в основном характеризуется отношением максимальных крутящих моментов (нагрузок) Т_max/Т_cp или отношением частот вращения (скоростей) W_max/W_cp, продолжительностью времени включения привода (ПВ) в процентах от общего времени работы и количеством включений в час (KB)

Рисунок 14.1 .Кинематические схемы механических передач

В зависимости изменений этих параметров Т_mах/Т_ср =1,1...3,0; ПВ=15...100% ; КВ=10...600 и подбирается тип привода, высокая перегрузочная способность которого, способность ограничивать максимальные нагрузки, мягкая механическая характеристика, определяется изменением крутящего момента привода при изменении его угловой скорости (рис. 14.2).

Рисунок 14.2. Механические характеристики силового оборудования.

1. - дизеля;

2. - электродвигателя переменного тока с фазным ротором;

3. - электродвигателя постоянного тока с последовательным возбуждением;

4. - электродвигателя с параллельным возбуждением;

5. - трёхобмоточного генератора-двигателя постоянного тока;

6. – генератора-двигателя с ЭМУ;

7. - нерегулируемого гидронасоса;

- регулируемого гидронасоса.

Цель работы: ознакомиться с приводом строительных и дорожных машин (на конкретных примерах); методами их расчета и подбора.

Содержание: Расчёт механического привода для строительной машины обычно начинают с выбора двигателя и определения общего передаточного числа.

Затем по выбранной или заданной кинематической схеме разби-

вают общее передаточное число по отдельным ступеням. Исходными

данными для разбивки служат вращающий момент и угловая ско-

рость рабочего вала, указываемые в индиивидуальном задании на расчет Иногда эти величины не даны, но могут быть определены по другим характеристикам: например, могут быть заданы скорость цепи, её натяжение и диаметр звёздочки. Задание на расчет привода строительной машины содержит некоторые дополнительные сведения, в частности, характер нагрузки, режим работы машины,

кинематическая схема привода.

В процессе проектирования следует выполнить необходимые

расчеты, выбрать наилучшие параметры схемы и дать рекомендации по выбору рационального типа привода строительной машины.

Методическая последовательность проведения тягового расчета заключается в следующем:

1. В соответствии с вариантом задания по справочникам (указанным в списке используемой литературы) найти требуемые для расчета параметры рабочего режима строительной машины.

2. Получить у преподавателя задание и наименование программного обеспечения для выполнения расчета на ЭВМ . 3.Выполнить расчеты в соответствии с заданием на исследование влияния условий работы на выбор типа привода строительной машины.

4..Исследовать влияние режима работы на тип привода.

5.Написать заключение по выполненному расчету, указать марку базового трактора (тягача), отметить режимы его рационального режима привода строительной машины.

Методика расчета

Определить общий КПД привода и потребляемую мощность электродвигателя; выбрать тип электродвигателя; определить общее передаточное число привода и распределить его между типами передач привода; вычислить частоты вращения, мощности и крутящие моменты на валах привода.

1. Определить мощность электродвигателя по формуле

Р_дв = Р_в / η_общ ,

где ηобщ= η1* η2* η ; η1 , η2 - КПД отдельных передач;

η - КПД, учитывающий потери в опорах;

k - число валов или пар подшипников.

Таблица 14.1. Ориентировочные значения частных КПД

Элемент привода	η
Ступень зубчатого редуктора (редуктора)
цилиндрическая	0,96...0,98
коническая	0,95... 0,97
Зубчатая передача открытая
цилиндрическая	0,92... 0,94
коническая	0,91... 0,93
Ременная передача
плоскоременная	0,95...0,97
клиноременная	0,94...0,96
Подшипники качения	0,990...0,995
Муфты	0,965...0,995

2.Частота вращения вала электродвигателя

n_дв= n_d*U₁*U₂

где U₁, U₂ - передаточные числа отдельных передач, рекомендуемые значения которых представлены в таблице 9.2.

Таблица 14.2. Передаточные числа передач

Тип передачи	n
Зубчатая в редукторе	3...6
Открытая зубчатая
цилиндрическая	4...6
коническая	3...4
ременная	2...4

3. Пользуясь таблицей 14.1, подобрать электродвигатель мощностью Р_o частотой вращения ротора п₀, значения которых являются ближайшими к полученным ранее Р_дв и п_дв. При подборе Р_о допускается перегрузка двигателя до 5...8% при постоянной и до 10…12% при переменной нагрузках.

4. Определить общее передаточное число:

U_общ = n₀ / n_в

Полученное расчетом общее передаточное число распределяют между типами и ступенями передач.

Если в кинематической схеме привода кроме зубчатых передач имеется ременная передача, то сначала определяют ее передаточное число, чтобы обеспечить соразмерность деталей таких передач с остальными деталями привода.

5. Диаметр меньшего шкива плоскомерной передачи, мм:

D1 = (1100…1300) *

6.Диаметр большего шкива, мм:

D₂ = D₁ * U₁ * (1-ε),

где U₁ - передаточное число плоскоременной передачи;

ε - коэффициент, учитывающий относительное скольжение ремня (для прорезиненных и текстильных ремней ε=0.01).

7. Полученные значения D₁ и D₂ округлить согласно рекомендованному ряду диаметров, мм: 50; 63; 80; 90; 100; 112; 125; 140; 160; 180; 200; 225; 250; 280; 320; 360; 400; 450; 500; 560; 630; 710; 800; 900; 1000; 1120; 1250.

8. Для выбора диаметра D₁ малого шкива клиноременной пере-дачи предварительно определить номинальный крутящий момент ведущего вала, Н*м:

Т₀=97400-(Р₀ /n₀) .

По моменту Т_о выбрать диаметр D₁ малого шкива из таблицы 14.3.

Таблица 14.3. Значения крутящего момента и диаметра

Т	30	15-60	50-120	120-600	450-2400	1600-6000	24000
D	63	90	125	200	315	500	800

Аналогично выбрать диаметр D₂.

При выборе диаметров из числа стандартных следует учитывать, что при меньших диаметрах уменьшаются габариты передачи, но увеличивается число ремней.

9. Выбрав диаметры D₁ и D₂, уточнить передаточное число ременной передачи:

U₁=D₂/D₁

10. Передаточное U₂ число зубчатых передач принимать из следующего ряда чисел: 1,25; 1,4; 1,6; 1,8; 2,0; 2,24; 2,5; 2,8; 3,15; 3,55; 4,0; 4,5; 5,0; 5,6; 6,3.

11. Определить частоту вращения ω, мощность Р и крутящий момент Т на всех валах привода.

12.По полученным данным выполнить схему рабочего оборудования привода конкретной строительной машины (по индивидуальному заданию)

13. По заданной кинематической схеме разъяснить работу трансмиссии строительной машины, отметить ее тип, количество скоростей на движении вперед и назад; привод рабочего оборудования и т.д. (рис.14.3 – 14.7).

Рисунок 14.3. Кинематическая схема пневматического экскаватора

ЭО-3311 E:

1, 7, 11, 29, 32, 36-фрикционные муфты; 2-двигатель; 3-главная муфта; 4, 37-тяговый и подъёмный барабаны главной лебёдки; 5, 16, 18-конические передачи; 6, 9, 10, 12, 14, 22, 23, 25, 26, 31,33, 35, 39-шестерни; 13, 17, 19,24-валы; 20-зубчатая муфта; 21-муфта включения; 27-барабан подъёма крановой стрелы; 28-венец планетарного механиз­ма; 30-шкив храпового устройства; 38, 40-ленточные тормоза.

Рисунок 14.4. Кинематическая схема экскаватора-каналокопателя

ЭТР-173:

1-двигатель; 2-муфта; 3. 7-карданные валы; 8-коробка передач трактора К-701; 9-насосная станция; 10-привод вентилятора, калорифера; 11-привод хода и поворота; 12-бортовые редукторы; 13, 14-приводы пра­вого и левого роторов.

Рисунок 14.5. Кинематическая схема экскаватора-каналокопателя

ЭТР-208:

1-двигатель; 2-муфта сцепления; 3-редуктор насосов управления; 4-насосы управления; 5-коробка передач; 6,11,26,29-карданные валы'; 7-раздаточный редуктор; 8-насос подпитки; 9, 10-насосы привода шнеков и конвейеров; 12,19,22,28-редукторы привода хода; 13-поворотный редуктор; 14-дифференциальный механизм; 15-цепной редуктор; 16-шнек; 17-ротор;18-конвейер;20,21-гидромоторы привада конвейера и шпека; 23-предохранительная муфта; 24-ходолвое устройство; 25-бортовой редуктор; 27-бортовые фрикционы.

Рисунок 14.6. Типовая кинематическая схема колесного погрузчика

1-дизельный двигатель; 2-редуктор отбора мощности; 3-насосы гидро­системы погрузочного оборудования; 4-карданный вал; 5-гидротрансформатор; 6-коробка передач; 7- колеса с пневматическими шинами; 8- ступичный редуктор; 9- ведущий мост.

Рисунок 14.7. Кинематическая схема профилировщика ДС-161:

1- Коробка передач; 2- карданный вал; 3- механизм отбора мощности; 4- карданный вал типа 560; 5- раздаточный редуктор; 6- гидронасос правого вращения; 7- гидронасос левого вращения; 8- гидронасос по­стоянного давления правого вращения; 9- гидронасос постоянного дав­ления левого вращения; 10- муфта включения ходоуменьшителя; 11, 17, 34 - планетарный редуктор; 12, 16, 32- гидромотор; 13- ротор; 14-бортовой редуктор привода ротора; 15- колесная опора полуприцепа; 18- эластичная роликоопора; 19- верхний конвейер; 20- приводной ба­рабан; 21, 28,30- ролик; 22- гидроцилиндр подъема конвейера; 23, 31-барабан; 24,29- гидроцилиндры; 25- нижний конвейер; 26- рама полу­прицепа; 27- поддерживающий ролик; 32- приводной барабан.

Схема 14.8. Алгоритм подбора мощности электродвигателя и ки­нематического расчета привода.

Исходные данные для расчёта на ЭВМ принимаются согласно варианту заданного преподавателем по таблице 14.4.

Таблица 14.4. Варианты индивидуальных заданий

	Мощность, кВт	Синхронная частота, мин
квт		3000	1500	1000	750
	1. 0,25 квт	-	-	-	71В8/680
	2. 0,37 квт	-	-	71А6/910	80А8/675
	3. 0,55 квт	-	71А4/1390	71В6/900	80В8/700
	4. 0,75 квт	71А2/2840	71D4/1390	80А6/915	90LA8/700
	5. 1,1 квт	71В2/2810	80А4/1420	80В6/920	90LB8/700
	6. 1,5 квт	80А2/2850	80В4/1415	90L6/935	100L8/700
	7. 2,2 квт	80В2/2850	90L4/1425	100L6/950	112МА8/700
	8. 3 квт	90L2/2840	100S4/1435	112МА6/950	112МВ8/700
	9. 4 квт	100S2/2880	100L4/1430	112М6/950	132S8/720
	10. 5,5 квт	100L2/2880	112М4/1445	132S6/965	132М8/720
	11. 7,5 квт	112М2/2900	132S4/1455	132М6/960	160S8/730
	12. 11 квт	132М2/2900	132М4/1460	160S6/975	160М8/730
	13. 15 квт	160S2/2940	160S4/1465	160М6/975	180М8/730
	14. 18,5 квт	160М2/2940	160М4/1465	180М6/975	-
	15. 22 квт	180S2/2945	180S4/1470	-	-
	17. 30 квт	180М2/2945	180М4/1470	-	-

Примечание: в табл.приведены двигатели закрытые обдуваемые единой серии 4А (тип/асинхронная частота вращения, мин ^-1)