5. ПЗ - tuvsu.ruold.tuvsu.ru/upload/itf/TTS/vkr/VKR_SDM-814_2019/Oyun...т/м3; 5) лед, когда все кристаллы снега превратились в лед с объемным

Изм. Лист № докум. Подпись Дата

Лист

ДП.23.05.01.ТТС.08.05. ПЗ


Лист

ДП.23.05.01.ТТС.08.05. ПЗ


Лист

ДП.23.05.01.ТТС.08.05. ПЗ


Лист

ДП.23.05.01.ТТС.08.05. ПЗ


Лист

ДП.23.05.01.ТТС.08.05. ПЗ


Лист

ДП.23.05.01.ТТС.08.05. ПЗ


Лист

ДП.23.05.01.ТТС.08.05. ПЗ

СОДЕРЖАНИЕ

ВВЕДЕНИЕ……………………………………………………………………………6

1.ОБЩАЯ ЧАСТЬ …………………………………………………………..................7

1.1 .Технико-экономическое обоснование……………………................................7

1.1.1 Особенности содержания дорог в зимнее время…………………………...7

1.2. Обзор конструкций механизмов для зимнего содержания дорог………….14

1.3 Состояние дорог в зимнее время РТ………………………………………… 25

2.КОНСТРУКТОРСКАЯ ЧАСТЬ…………………………………………………….26

2.2. Определение усилий в рабочем месте………………………………………. 26

2.3 Тяговый расчет автогрейдера ………………………………………………...31

2.4. Определение сил действующих на автогрейдер………………………….….32

2.5. Расчет производительности автогрейдера ……………………….................32

2.6. Определение моментов сил ………………………………………………….33

2.7. Расчет на выносливость …………………………………………………..…..34

3.ТЕХНОЛОГИЧЕСКАЯ ЧАСТЬ….……………………………………….………47

.3.1.Разработка технологического процесса ремонта деталей ..……………..… 47

3.2.Точение .…………….……………......................................................................49

3.2. Нарезание резьбы резцом …………………………………………………….50

4.ЭКОНОМИЧЕСКАЯ ЧАСТЬ ……………………………………………………..54

4.1.Выбор базового варианта ……….…………….…………….………..............54

4.2. Определение экономических показателей …................................................55

4.3. Определение годовых текущих издержек потребителя …………………...60

4.4. Определение хозрасчетного экономического эффекта .… ….… …….......65

5. ОХРАНА ТРУДА.…………….…………….………………………………….......69

5.1. Анализ опасных и вредных факторов..…………….………… …..................70

5.1.1. Производственный микроклимат .…………….…………….…………..71

5.1.2. Пожароопасность.…………….…………….…………….………………72

5.1.3. Влияние электромагнитных излучений.…………….…………….….....73

5.1.4. Влияние звуковых волн .…………….…………….…………….…….....74

5.1.5. Влияние вибрации.…………….…………….…………….……….……..75


Лист

ДП.23.05.01.ТТС.08.05. ПЗ

5.2. Расчет микроклимата.…………….…………….…………….……………….76

5.3. Экологическая безопасность .…………….…………….…………….…........78

Заключение……………………………………………………………………..79

Список литературы……………….……………………………………….........82

Приложения : Спецификации


Лист

ДП.23.05.01.ТТС.08.05. ПЗ

ВВЕДЕНИЕ

Наибольшие затраты по зимнему содержанию городских дорог приходятся

на удаление свежевыпавшего и уплотненного снега. Недостаточное количество

снегоуборочной техники и высокая интенсивность снегопадов являются основ-

ными причинами образования слоя уплотненного снега на автомобильной дороге.

Очевидно, что от оперативности и качества очистки дорожного полотна за-

висит скоростной режим на дороге и безопасность участников дорожного движе-

ния. Для очистки свежевыпавшего снега используются машины на автомобиль-

ном или тракторном шасси, оборудованные щеткой и отвалом с эластичным но-

жом. При образовании твердого снежно-ледяного наката эффективность их пада-

ет, и применяется другой комплект машин.

Наиболее часто для удаления слежавшегося снега и ледяного наката ис-

пользуется комплект машин, включающий в себя автогрейдер легкого или сред-

него типа, подметально-уборочную машину, технику для погрузки снега в само-

свал, а также транспортное средство для вывоза снега.

Так как ведущей машиной является автогрейдер, то при увеличении его

производительности, качества очистки дорожного полотна, возрастают такие па-

раметры комплекта машин, как темп уборки, производительность, качество до-

рожного полотна от снежно-ледяного наката. Автогрейдер оснащен универсаль-

ным отвалом, который не позволяет в полной мере использовать потенциал ма-

шины при очистке дорожного полотна. Достичь повышения эффективности авто-

грейдера при удалении снежно-ледяного наката можно усовершенствовав штат-

ный рабочий орган.

В качестве модернизируемой техники был выбран автогрейдер легкого типа

модели ГС.10.01 производства ОАО «Брянский арсенал».

В данном дипломном проекте рассматриваются пути повышения эффектив-

ности рабочего оборудования автогрейдера, путем модернизации его для уборки

снежно-ледяного наката.


Лист

ДП.23.05.01.ТТС.08.05. ПЗ


Лист

ДП.23.05.01.ТТС.08.05. ПЗ

По приближенным расчетам снижение скорости движения в 2-2,5 раза

уменьшает производительность городского транспорта на 30-40% и повышает се-

бестоимость перевозок на 25-30%.

Таким образом, способ «пассивной» борьбы не дает надлежащего решения

вопроса устранения опасности движения транспорта по скользкой дороге. Необ-

ходимо искать такие методы ликвидации или уменьшения этой опасности, кото-

рые не снижали бы эффективности работы транспорта.

Появление ледяной пленки или корки на поверхности дорог и тротуаров вы-

зывается колебаниями влажности и температуры воздуха или дорожного покры-

тия и уплотнением или укатыванием снега, выпадающего на поверхность дорог и

тротуаров.

Рис.1.1 Пример ледообразования

При колебаниях влажности и температуры воздуха, когда после временно-

го повышения температуры (до 0°С и даже выше) наступает похолодание, по-

верхность дорог и тротуаров покрывается очень тонкой сплошной пленкой льда.


Лист

ДП.23.05.01.ТТС.08.05. ПЗ

Обледенение дорог наблюдается и при резком потеплении воздуха (до 00С и вы-

ше), а также при снегопаде или дожде вследствие замерзания осадков. Это объяс-

няется тем, что температура поверхности дороги повышается медленнее, чем

температура воздуха. Такое обледенение называется гололедом, и в связи с тем,

что оно связано с атмосферными условиями, мер для его предотвращения не су-

ществует.

В сухую морозную погоду при более или менее постоянной температуре

на совершенно чистых от снега дорогах ледяная корка не образуется и такие до-

роги безопасны для нормального движения транспорта

и пешеходов. Поэтому при организации зимнего обслуживания дорог необходимо

помнить, что критической температурой для появления гололеда является 0°С, а

наибольшая опасность появления гололеда наблюдается при колебаниях темпера-

туры от –2 до + 2° С.

На дорогах или тротуарах, которые полностью не очищаются от снега сра-

зу же после его выпадения, с течением времени в результате движения транспорта

и пешеходов снег уплотняется и превращается в сплошную снежно-ледяную кор-

ку с гладкой скользкой поверхностью или при местном неравномерном уплотне-

нии превращается в так называемую «колею». Тонкий слой снега полностью пре-

вращается в лед; если снега много, то в лед превращается только его верхний

слой.

Обледенение снега происходит под действием сил трения между ним и

шинами автомобильных колес. При этом верхний слой оттаивает на ничтожный

отрезок времени, а затем, охлаждаясь воздухом и нижними слоями снега, превра-

щается в лед. Буксующие колеса машин делают поверхность ледяной пленки

очень гладкой и скользкой, в результате чего появляется опасность заноса. При

торможении машины, движущейся по скользкой дороге с силой, превышающей

силу сцепления колес с дорогой, колеса начинают скользить по дороге . Так, как

трение скольжения меньше трения покоя, сцепление колес с дорогой еще более

уменьшается.

Заносы автомобилей, наезды и аварии – весьма распространенное явление


Лист

ДП.23.05.01.ТТС.08.05. ПЗ

при движении по скользкой, обледеневшей дороге.

Даже в тех случаях, когда тормозят чрезвычайно осторожно и сцепление

колес автомобиля с обледеневшей дорогой используется наилучшим образом, не

исключена опасность наезда на другую машину или на пешехода. Это объясняет-

ся тем, что длина пути торможения на обледеневшей дороге значительно увели-

чивается.

В последние годы парк автотранспорта значительно увеличился, в основ-

ном, за счет автомобилей, поступивших из-за границы. В свою очередь, качество

содержания имеющихся автомобильных дорог, особенно в зимний период, опре-

деляет уровни транспортной скорости, безопасности движения, стоимость перево-

зок и другие технико-экономические показатели работы автотранспорта. Наи-

большая интенсивность движения характерна для городских дорог. Повышение

качества зимнего содержания автомобильных дорог, тротуаров, остановок обще-

ственного транспорта позволяет увеличить производительность автотранспорта,

объем перевозок, уменьшить износ автомобилей и шин, утомляемость водителей,

снизить расход горюче – смазочных материалов, сократить потери от дорожно-

транспортных происшествий. Наибольшие затраты по зимнему содержанию го-

родских дорог приходятся на удаление свежевыпавшего и уплотненного снега.

Недостаточное количество снегоуборочной техники и высокая интенсивность

снегопадов являются основными причинами образования слоя уплотненного сне-

га на автомобильной дороге.

Свойства снежного и ледяного покрова, образующегося на поверхности

дорог до настоящего времени еще недостаточно изучены. Так как снежно-

ледяной покров городских дорог нельзя рассматривать как массу определенной

структуры, то применительно к обычной классификации его можно разделить в

зависимости от состояния и свойств на следующие категории: 1) свежевыпавшей

снег, сохранивший первичную кристаллическую форму снежинок, при плотности

от 0,03 до 0,2 т/м3; 2) лежалый (плотный) снег, несколько изменивший свою пер-

воначальную структуру под влиянием осадки, испарения и других условий, при

плотности от 0,2 до 0,4 т/м;


Лист

ДП.23.05.01.ТТС.08.05. ПЗ

3) снежная корка, образовавшаяся в результате механического уплотнения или

переменного теплового режима, когда отдельные снежинки или кристаллы снега

соединены в сплошную массу плотностью 0,35-0,6 т/м; 4) снежно–ледяная корка,

образовавшаяся при дальнейшем уплотнении и промерзании снежной корки, при

которых уже получилась значительная часть кристаллов льда с плотностью 0,6-0,8

т/м3; 5) лед, когда все кристаллы снега превратились в лед с объемным весом 0,9-

0,92 т/м3. Провести резкую границу между этими категориями невозможно, сле-

дует только отметить, что у первых двух снег обладает известными свойствами и

структурой сыпучего тела, а в остальных преобладают свойства и структура твер-

дого тела.

Под воздействием движущегося городского транспорта снег, находящийся

на поверхности дороги, уплотняется значительно быстрее, чем это происходит в

естественных условиях. Снег, оставшийся неубранным, на городской дороге

(обычно от нескольких миллиметров до 5-10 см может уплотниться полностью.

Борьбу с зимней скользкостью можно вести по трем направлениям: улуч-

шать сцепление колес автомобилей с обледенелым покрытием; удалять снежные

образования с дорожного покрытия; предотвращать образования скользкости. В

соответствии с этими направлениями разработаны различные способы борьбы с

зимней скользкостью: фрикционный, химический, тепловой, механический.

Фрикционный способ, заключающийся в россыпи по поверхности обледе-

нелого слоя материалов, повышающих коэффициент сцепления шин с дорогой

(песка, шлака, золы и т.д.) был до последнего времени наиболее широко распро-

странен. Однако исследования выявили его недостаточную эффективность и ма-

лую экономичность. При россыпи песка по обледенелой дороге коэффициент

сцепления шин с дорогой не превышает 0,15 уже сразу после россыпи. В даль-

нейшем песок сравнительно быстро сдвигается с проезжей части колесами авто-

мобилей, а в ветреную погоду сдувается ветром обледенелого покрытия. Добав-

ление соли к фрикционным материалам улучшает их закрепление на поверхности

ледяного слоя, благодаря чему повышается и коэффициент сцепления. Однако и в

этом случае коэффициент сцепления лишь изредка приближается к 0,4 т.е. к тому


Лист

ДП.23.05.01.ТТС.08.05. ПЗ

предельному значению ниже которого безопасность движения по дороге не мо-

жет считаться обеспеченной.

Другим крупным недостатком фрикционного способа является большая по-

требность в машинах для распределения фрикционных материалов. На дорогах

интенсивным движение обледеневшие покрытия должны быть обработаны на

всем протяжении в кратчайшие сроки – как правило, не дольше 2 ч. Чтобы вы-

полнить такие высокие требования на дорогах с шириной проезжей части 7 м при

норме россыпи фрикционных материалов 0,2 м3

/1000м2, необходимо иметь 14-15

пескоразбрасывателей на каждые 100 км протяжения дороги. Обеспечить дорож-

ные хозяйства таким количеством машин невозможно [2].

В связи с указанными недостатками в настоящее время стремятся заменить

фрикционный способ борьбы с зимней скользкостью более эффективными спосо-

бами. Основной путь повышения эффективность борьбы с зимней скользкостью –

это переход к полному удалению ледяного или снежно-ледяного слоя. В этом

случае восстанавливаются первоначальные качества покрытия по сцеплению, что

обеспечивает необходимые условия безопасности движения.

Ледяной или снежно-ледяной слой, образовавшийся на покрытии, удаляют

тепловым или химическим способом.

Тепловой способ борьбы с зимней скользкостью применяется в основном в

двух видах:

1. Удаление снежно-ледяных отложений путем подогрева покрытий нагре-

вательными элементами, закладываемыми в покрытия. Нагревательными элемен-

тами служат трубы, по которым циркулирует жидкостный теплоноситель (чаще

всего нагретое масло), или сетка и кабели, по которым пропускают электрический

ток. Такой способ борьбы с зимней скользкостью требует капитальных затрат и

высоких эксплуатационных расходов. За рубежом он применятся на участках до-

рог небольшой протяженности с высокой интенсивностью движения. В экономи-

ческим соображениям этот способ производственного применения не получил и

испытывался только на опытных участках.

2. Удаление снежно-ледяного слоя с покрытий с помощью тепловых ма-


Лист

ДП.23.05.01.ТТС.08.05. ПЗ

шин. Этот способ в настоящее время применяется на аэродромах.

По поручению Росавтодора были проведены испытания тепловых машин,

применяемых на аэродромах и для борьбы с обледенением покрытий на загород-

ных автомобильных дорогах. При испытаниях толщина ледяных и снежно-

ледяных слоев составляла от 1-2 до 25-30 мм. Газовая струя тепловой машины

растапливала тонкий лед, отрывала куски толстого снежно-ледяного наката и от-

брасывала их на расстояние до 30 м. Поверхность покрытия после работы маши-

ны становилась сухой. Техническая производительность тепловой машины во

время испытаний составила: при удалении тонкого (до 2 мм) ледяного слоя – 6000

м2/ч, а при удалении снежно-ледяного наката (до 50 мм) – 1800 м

2/ч.

Однако испытания показали следующие существенные недостатки тепло-

вых аэродромных машин при использовании их для борьбы с зимней скользко-

стью на загородных дорогах [2]:

движение по дороге во время работы тепловой машины приходится

прерывать, что приводит к образованию транспортных «пробок» на участке, где

работает машина, и вызывает необходимость ее периодических остановок для

пропуска скопившихся автомобилей.

производительность существующих тепловых аэродромных машин

невысокая, а расход топлива большой (до 1,3 т/ч), что делает тепловой способ

сравнительно дорогим

работа тепловой машины сопровождается сильным шумом и отбрасы-

ванием на значительное расстояние кусков льда и уплотненного снега, что делает

невозможным использование таких машин в населенных пунктах

применение тепловых машин на покрытиях, построенных с использо-

ванием органических вяжущих материалов, может вызвать местные повреждения

покрытий вследствие выгораний вяжущего

при работе тепловых машин на участках дорог огражденных тумбами

или криволинейным брусом, а также на местах с перилами наблюдается та назы-

ваемый «отбойный эффект». Он выражается в отбрасывании обратно на дорогу


Лист

ДП.23.05.01.ТТС.08.05. ПЗ

снежных и ледяных частиц, переносимых газовой струей тепловой машины, когда

струя отражается от устройств, ограждающих дорогу.

В связи с указанными недостатками тепловые машины пока не применя-

ются для борьбы с зимней скользкостью на автомобильных дорогах в Российской

Федерации. Однако ведется работа по созданию новых тепловых машин, пригод-

ных для автомобильных дорог.

Решению проблемы борьбы с зимней скользкостью покрытий на основе

применения кремний органических соединений уделялось большое внимание.

Разработкой этого перспективного способа занимались дорожные и аэродром-

ные исследовательские организации. На основе проведенных исследований выяв-

лен ряд кремнийорганических составов, которые дают значительное уменьшение

(в 10 раз и более) силы примерзания льда к гидрофобизированным поверхностям

и одновременно улучшают качество асфальта и цементобетона. В частности, они

задерживают проникание в покрытие жидкой влаги, улучшают морозостойкость и

сводят к минимуму выделения налетов и растворимых солей, выщелачиваемых

проникающей по порам водой. Благодаря приобретению таких свойств заметно

снижается растрескивание и разрушение поверхности покрытия.

Основной причиной, затрудняющей широкое применение кремний орга-

нических материалов для борьбы с зимней скользкостью, является пока их высо-

кая стоимость.

Таким образом, наиболее простым и дешевым является механическое уда-

ление наледи.

1.2 Обзор конструкций механизмов для зимнего содержания дорог

Рабочий орган машины для скалывания льда.

Авторское свидетельство RU №2265104, Е 01Н5/12, 2004 г.

Изобретение относится к устройствам для удаления льда, уплотненного

снега и может быть использовано для очистки дорог, тротуаров и других поверх-

ностей.


Лист

ДП.23.05.01.ТТС.08.05. ПЗ

Цель изобретения – улучшение качества очищения поверхностей (в том

числе и неровных) ото льда и уплотненного снега.

Сущность изобретения заключается в том, что скалывающий инструмент

выполнен состоящим из диска, со ступицей и отверстиями, расположенными по

краю диска, набору ударников, каждый из которых состоит из двух прямоуголь-

ных пластин, с отверстиями на конце, противоположном рабочему.

При этом ударники насаживают на диск пластинами по разные стороны, со-

вмещая отверстия, и закрепляют шарнирно осями; пластины ударников могут

быть скреплены у рабочих концов третьей пластиной.

На рис 1.2 (а, б) изображена схема рабочего органа, на рис 1.2 (в) – кинема-

тическая схема движения ударника.

Рис.1.2 а), б) Схема рабочего органа, в) кинематическая схема движения ударника.

Рабочий орган выполнен из металлического диска 1 со ступицей 2 и отвер-

стиями для шарниров, расположенными по краю диска, насаженного на вал 3, и


Лист

ДП.23.05.01.ТТС.08.05. ПЗ

металлических ударников 4, соединенных с диском 1 шарнирно осями 5.

Рабочий орган, насаженный на вал 3, вращается под действием привода ма-

шины. При вращении вала 3, под действием центробежной силы, ударники 4 бьют

по слою льда, разбивая его в мелкую крошку, которая отбрасывается в направле-

нии удара. Ударники 4, закрепленные шарнирно, имеют возможность отклониться

от своего радиального положения после удара, что предотвращает их поломку

при возникновении препятствия.

К недостаткам данного рабочего органа относится быстрый износ металли-

ческих ударников и недостаточно высокое качество очищаемой поверхности.

Рабочий орган для удаления льда и уплотненного снега с дорожных покры-

тий. Изобретение относится к устройствам для очистки дорожных покрытий ото

льда и уплотненного снега. Рабочий орган для удаления льда и уплотненного сне-

га с дорожных покрытий содержит корпус, приводной вал с режущим элементом.

Приводной вал, установленный на подшипниках и соединенный с приводом, за-

креплен внутри корпуса и выполнен с конической нижней частью, на которой же-

стко закреплен режущий элемент. Режущий элемент состоит из отдельных секто-

ров, поверхность каждого из которых выполнена в виде части параболического

гиперболоида, переходящего нижней частью в круговую поверхность, параллель-

ную плоскости дороги, с закрепленными на ней зубками. Верхняя часть парабо-

лического гиперболоида заканчивается перегибом, переходящим в вертикальный

уступ последующего сектора. Достигается уменьшение энергоемкости процесса

разрушения льда и уплотненного снега. Рабочий орган для удаления льда и уп-

лотненного снега с дорожных покрытий, содержащий корпус, приводной вал с

режущим элементом, отличающийся тем, что приводной вал, установленный на

подшипниках и соединенный с приводом, закреплен внутри корпуса и выполнен с

конической нижней частью, на которой жестко закреплен режущий элемент, со-

стоящий из отдельных секторов, поверхность каждого из которых выполнена в

виде части параболического гиперболоида, переходящего нижней частью в круго-

вую поверхность, параллельную плоскости дороги, с закрепленными на ней зуб-

ками, а верхняя часть параболического гиперболоида заканчивается перегибом,


Лист

ДП.23.05.01.ТТС.08.05. ПЗ

переходящим в вертикальный уступ последующего сектора.

На рис 1.3 изображена схема автогрейдера с предлагаемым рабочим орга-

ном; на рис 1.4 показан разрез А-А; на рис 1.5 - вид Б рис 1.4.

Рис.1.3 Схема автогрейдера с предполагаемым рабочим органом.


тий (см. рис 2) установлен на базовой машине, например автогрейдере 1, с основ-

ной рамой 2 и тяговой рамой 3, к которой крепится корпус 4 рабочего органа.

Внутри корпуса 4 (см. рис 1.4) установлен приводной вал 5 на подшипниках 6 с

распорной втулкой 7 и закреплен при помощи упорной гайки 8 и подпятника 9,

опирающегося на прижимную крышку 10 подшипников 6.

Рис.1.4 Корпус механизма.


Лист

ДП.23.05.01.ТТС.08.05. ПЗ

В верхней части приводной вал 5 соединен при помощи шлицевого соеди-

нения с приводом 11, а в нижней конической части 12 закреплен режущий эле-

мент 13, состоящий из отдельных секторов 14 (см. рис 1.5), имеющих поверхность

в виде 1/4 части поверхности параболического гиперболоида 15, в нижней части

переходящего в круговую поверхность 16, с закрепленными на ней зубками 17, а

в верхней части оканчивающийся уступом 18.

Рис 1.5 Рабочий орган.


тий работает следующий образом.

При включении привода 11 начинает вращаться приводной вал 5 с режущим

элементом 13. В это же время начинает перемещаться автогрейдер 1, врезаясь

зубками 17 режущего элемента 13 в лед и прорезая в нем узкую щель, в которую

при поступательном движении автогрейдера 1 и вращательном движении режу-

щего элемента 13 внедряются сектора 14, тем самым обеспечивая скол льда в двух

плоскостях одновременно, что приводит к уменьшению энергоемкости процесса

разрушения льда рабочим органом. Сколотая снежно-ледяная масса за счет цен-

тробежной силы, возникающей при вращении режущего элемента 13, отбрасыва-

ется в сторону. Отвал, установленный за режущим элементом, предотвращает

разбрасывание сколотой стружки.


Лист

ДП.23.05.01.ТТС.08.05. ПЗ

К недостаткам указанного устройства следует отнести большую энергоем-

кость разработки льда и уплотненного снега.

Авторское свидетельство RU № 2267575


тий.

Изобретение относится к снегоуборочной технике, в частности, к устройст-

вам для разрушения льда или уплотненного снега, которые также можно приме-

нять для обработки грунта. Устройство содержит рабочие органы, имеющие воз-

можность вращаться вокруг наклонных геометрических осей, и режущий элемент

по кругу рабочего органа. Рабочие органы выполнены режущими и опорными. В

нижнем расположении режущий элемент опорного рабочего органа расположен

ниже, или на уровне у или выше режущего элемента режущего рабочего органа.

Устройство для очистки поверхности от льда и уплотненного снега и обра-

ботки грунта, содержащее рабочие органы, которые имеют возможность враще-

ния вокруг наклоненных геометрических осей, расположенных поперек их дви-

жения, и содержат по меньшей мере по одному режущему элементу по кругу ра-

бочего органа, отличающееся тем, что рабочие органы выполнены режущими и

опорными, при этом в нижнем расположении режущий элемент опорного рабоче-

го органа расположен ниже, или на уровне, или выше режущего элемента режу-

щего рабочего органа.

Рис.1.6 Устройство для очистки поверхности от льда, уплотненного снега или обработки

грунта.


Лист

ДП.23.05.01.ТТС.08.05. ПЗ

Устройство для очистки поверхности от льда, уплотненного снега и обра-

ботки грунта содержит режущие рабочие органы 1 (рис 1.6-1.7) и опорные рабо-

чие органы 2, установленные с возможностью вращения вокруг оси О-О (рис 1.6-

1.7). Рабочие органы 1 и 2 могут быть расположены на материальной оси. Рабочие

органы 1 и 2 могут содержать кольцевую деталь 8 и режущий элемент 3, 5. Рабо-

чие органы 1 и 2 могут быть установлены со смещением от соосности в пределах

габаритов рабочих органов или с выходом за пределы габаритов и с расположени-

ем вслед один за другим. Расстояние 6 (рис 1.6) между рабочим органом 1 и рабо-

чим органом 2 определяется в основном расположением между их режущими

элементами 3 и 5 (рис 1.6-1.7), содержащими режущие кромки 4, таким образом,

чтобы режущие элементы-штыри 5 или режущие элементы со сплошной режущей

кромкой 4 рабочего органа 2 располагались во взрыхленной борозде.

Рис.1.7 Устройство рабочего органа

Если режущая кромка 4 расположена на режущем элементе ножевого типа

в зависимости от его расположения на рабочем органе 2, она располагается вдоль

или поперек борозды или занимать промежуточное положение. При этом, продав-

ливая лед 6 на небольшую глубину, штыри 5 опираются на твердое покрытие 7

(рис 1.6) чем будучи связанными с рабочим органом 1 предотвращают соприкос-


Лист

ДП.23.05.01.ТТС.08.05. ПЗ

новение его режущей кромки 4 с покрытием 7. Связь между рабочими органами 1

и 2 может быть как жесткой, так и кинематической и с подпружиниванием. Ре-

жущая кромка 4 режущих элементов 3 и 5, которых на рабочем органе 1 и 2 по

меньшей мере по одному, может быть выполнена прямой, круговой, пилообраз-

ной, волнообразной и пр. Рабочие органы, содержащие штыри 5, установленные

на ступице или на кольцевой детали 8 (рис 1.6-1.7) применяются и другие конст-

рукции (формы). Применяют как сплошную, так и с отверстиями форму режуще-

го элемента 3. Кольцевую деталь 8 применяют как сборную из по меньшей мере

двух деталей, соединенных между собой так и сплошной цельной с возможным

выполнением в ней отверстий. В эти отверстия ввинчены, вставлены, вварены и

пр. штыри 5.

Устройство работает следующим образом. При движении устройства в на-

правлении V (рис 1.6) штыри 5, установленные в кольцевой детали 8, опираются

своими концами в лед 6 и приводят во вращение опорный рабочий орган 2. При

этом штыри 5, осуществляя сложное движение, состоящее из поворота подобного

сверлению и изменения своего угла расположения относительно поверхности

льда 6, расположенного в поперечной движению плоскости и проникают в лед.

После достижения определенной глубины погружения штырей 5, в соприкосно-

вение со льдом 6 входят режущие рабочие органы 1 (рис 1.6-1.7), в том числе ре-

жущий рабочий орган , идущий впереди без парного ему опорного рабочего орга-

на. Впереди идущий рабочий орган, режущая кромка 4 которого расположена на

уровне рабочих органов 1, погружается в лед 6 и, вращаясь, сдвигает лед 6 режу-

щим элементом 3 и прорезает борозду, в которой в дальнейшем располагаются

штыри опорного рабочего органа 2. Штыри 5 погружаются далее в лед внутри бо-

розды, обеспечивая погружение спаренного рабочего органа 1. При соприкосно-

вении с твердым покрытием 7 штыри 5, погруженные немного глубже режущей

кромки 4 режущего рабочего органа 1, опираются в покрытие 7 и этим предот-

вращают контакт режущей кромки 4 режущего рабочего органа 1 с покрытием 7.

Этим обеспечивается продолжительная работа острия 4 режущего рабочего орга-


Лист

ДП.23.05.01.ТТС.08.05. ПЗ

на 1. Опираясь на поверхность 7 штыри или сплошная режущая кромка 5 опорно-

го рабочего органа 2 очищает лед 6 с поверхности 7, оставляя ее чистой ото льда .

6. Недостатком этого устройства является то, что рабочие органы своими

режущими кромками могут катится по поверхности твердого покрытия, чем уве-

личивается износ режущего элемента.

Авторское свидетельство RU № 2396389. Рабочий орган для удаления льда

и уплотненного снега с дорожных покрытий.

Изобретение относится к машинам для уборки уплотненного снега, снежно-

ледяных образований и гололеда с поверхности дорог и аэродромов. Рабочий ор-

ган для удаления снежно-ледяного наката с поверхности дорог и аэродромов со-

держит раму и режущие диски. Рама выполнена в виде отвала, снабженного двумя

вертикальными передними кронштейнами с закрепленной на них пластиной и

двумя вертикальными задними кронштейнами для крепления отвала к опорной

плите. В нижней части пластины размещены режущие диски, каждый из которых

установлен на оси, с возможностью свободного вращения вокруг нее, с углом на-

клона нижнего основания диска к поверхности снежно-ледяного наката не более

10°. Продольная ось рабочего органа расположена в горизонтальной плоскости с

возможностью поворота на угол не более 43° к направлению его движения. По

краям отвала с его тыльной стороны установлены два рояльных колеса, каждое из

которых прикреплено к отвалу посредством горизонтального кронштейна и вилки

с осью, между опорными поверхностями которых установлены пакеты регулиро-

вочных прокладок, а вдоль нижней кромки отвала закреплен эластичный нож.

Рис.1.8 Рабочее оборудование.


Лист

ДП.23.05.01.ТТС.08.05. ПЗ

Рабочий орган для удаления снежно–ледяного наката с поверхности дорог и

аэродромов состоит (см. рис 1.8) из рамы, выполненной в виде отвала 1, снабжен-

ного двумя вертикальными передними кронштейнами 2, с закрепленной на них

пластиной 3, жесткость крепления вертикальных передних кронштейнов 2 к отва-

лу 1 обеспечивается дополнительной установкой двух укосин 4. Двумя верти-

кальными задними кронштейнами 5 отвал 1 жестко закреплен к опорной плите 6,

служащей для присоединения рабочего органа к базовой машине. В нижней части

пластины 3 размещены не менее шести режущих дисков 7, каждый из которых ус-

тановлен на оси 8, с возможностью свободного вращения вокруг нее, с углом а

наклона нижнего основания диска к поверхности снежно-ледяного наката не бо-

лее 10°. Изменение угла α установки режущего диска 7 на величину большую 10°

повлечет за собой увеличение угла резания, определяемого суммой угла α уста-

новки диска и угла заострения его рабочей кромки, что приведет к значительному

возрастанию усилия резания и энергоемкости процесса в целом, которые будут

увеличиваться по мере заглубления диска в разрабатываемый массив, так как при

этом боковые поверхности диска начнут взаимодействовать с разрушаемой сре-

дой на большей площади, обеспечивая сдвиг продуктов разрушения. Кроме того,

уменьшится рабочая зона диска, и соседние режущие диски будут работать без

взаимного перекрытия рабочих зон, оставляя участки не разрушенного массива в

промежутках между дисками. Продольная ось рабочего органа расположена с

возможностью поворота в горизонтальной плоскости на угол β не более 43° к на-

правлению его движения V. Такое расположение рабочего органа обеспечивает

оптимальное перекрытие рабочих зон соседних дисков при ширине захвата, обес-

печивающей достаточно высокую производительность. Изменение угла β на ве-

личину, большую 43°, повлечет за собой увеличение ширины захвата рабочего

органа, но при этом не будет обеспечено взаимное перекрытие рабочих зон ре-

жущих дисков, и в промежутках между дисками будут оставаться участки не раз-

рушенного массива.

Кроме того, каждый режущий диск будет взаимодействовать с цельным, за-

крытым со всех сторон массивом (блокированная схема резания), что значительно


Лист

ДП.23.05.01.ТТС.08.05. ПЗ

увеличит усилие резания и энергоемкость процесса по сравнению с резанием при

перекрытии рабочих зон, когда каждый режущий диск (кроме крайнего передне-

го) взаимодействует с массивом, частично разрушенным соседним предыдущим

диском (полублокированная схема резания).

Рис.1.9 Опоры отвала

По краям отвала 1, с его тыльной стороны установлены два рояльных коле-

са 9 (см. рис 1.9), каждое из которых прикреплено к отвалу 1 посредством гори-

зонтального кронштейна 10 и вилки 11 с осями 12 и 13. Вилка 11 состоит из двух

параллельных установленных вертикально пластин 14 с отверстиями для установ-

ки оси 12 и двух параллельных установленных горизонтально пластин 15 с отвер-

стиями для установки оси 13, жестко прикрепленных к пластинам 14. Для регули-

ровки глубины погружения рабочей кромки режущего диска 7 в разрабатывае-

мый массив между верхним и нижним торцами горизонтального кронштейна 10 и

смежными с ними гранями горизонтальных пластин 15 установлены соответст-

венно верхний 16 и нижний 17 пакеты регулировочных прокладок. Вдоль нижней

кромки отвала 1 при помощи листовой пластины 18 и болтов 19 закреплен эла-

стичный нож 20. Рабочий орган для удаления снежно-ледяного наката с поверх-

ности дорог и аэродромов работает следующим образом.

Рабочий орган устанавливается на очищаемое покрытие с углом захвата β

между продольной осью рабочего органа и предполагаемым направлением его

движения. При этом заостренные режущие кромки дисков 7 должны находиться в


Лист

ДП.23.05.01.ТТС.08.05. ПЗ

одной плоскости с опорной поверхностью рояльных колес 9, что обеспечивается

изменением числа прокладок в пакетах 16 и 17. Рабочий орган перемещается ба-

зовой машиной в направлении V, и режущие диски 7, врезаясь под острым углом

резания в снежно-ледяной накат, разрушают его. Продукты разрушения переме-

щаются к эластичному ножу 20 и с его помощью сдвигаются в сторону. Рабочие

зоны режущих дисков взаимно перекрываются, что способствует улучшению ка-

чества очистки обрабатываемых поверхностей.

Таким образом, предлагаемое техническое решение позволяет повысить

эффективность процесса разрушения снежно-ледяного наката.

1.3. Состояние дорог в зимнее время РТ

Зимний период года является самым сложным для эксплуатации дорог и ор-

ганизации движения. Продолжительность этого периода колеблется от 20 суток в

Республике Тыва до 260 суток в северных районах РТ. Состояние поверхности

дорог и условия движения зимой в Кызыле формируются под влиянием отрица-

тельной температуры воздуха, ветра, снегопада, метели, гололѐда и ограниченной

метеорологической видимости, а также сочетания этих факторов. В горных по-

верхностях самым опасным зимой является образование и сход снежных лавин.

Зимняя скользкость в республике образуется на дорогах в виде гололедицы, голо-

лѐда и снежного наката. Наличие снежных отложений на дороге приводит к со-

кращению используемой для движения ширины проезжей части, увеличению ко-

эффициента сопротивления качению и снижению коэффициента сцепления

(рис.1.10 ), в результате чего происходит снижение скорости и ухудшение усло-

вий безопасности движения.

Рис.1.10 Толщина слоя рыхлого снега, мм


Лист

ДП.23.05.01.ТТС.08.05. ПЗ


Лист

ДП.23.05.01.ТТС.08.05. ПЗ

i

Vm

П (2.1)

где V – объем работ, м /смену;

П i – производительность i-ого типа машин, м /смену.

При расчетах примем в качестве ведущей машины автогрейдер, а объем

работ V равным участку дороги длиной L=10 км, и шириной B=12 м (4 полосы

движения).

ПЭ

СМ = (В - bП) · υМ · ТСМ·КВ (2.2)

Эксплуатационная сменная производительность автогрейдера:

где В - ширина рабочего участка, В=1,93 м при угле захвата (α=42°)

bП - перекрытие смежных проходов, примем bП =0,2 м;

υм - рабочая скорость автогрейдера, примем равной максимальной скорости

автогрейдера на первой передаче υм= 4 км/ч;

Тсм- продолжительность рабочей смены, Тсм=8,2 часа;

КВ- коэффициент использования рабочего времени, КВ=0,9.

ПЭ

СМ = (1.93 – 0.2) · 4000 · 8,2 · 0,9= 51070 м2/см

Найдем необходимое количество грейдеров. Для этого определим площадь

очищаемого участка дороги.

S=L·B (2.3)

S=10000·12=120000 м2

АП Э

СМ

Sn

П (2.4)

120000

2.3551070

АПn м-см

Эксплуатационная сменная производительность автопогрузчика Э

СМП (м

/смену) определяется по формуле:

Э АП СМ ВСМ

р СН

G Т КП

t К

(2.5)

где GAП - вместимость ковша автопогрузчика. Для фронтального погрузчика ТО-

25 вместимость ковша Gn=3 т;


Лист

ДП.23.05.01.ТТС.08.05. ПЗ

tСМ - время рабочего цикла автопогрузчика, час.

КР - коэффициент разрыхления, для разрушенного наката примем КР=1,2;

ρсн - средняя плотность снега, ρсн= 0,6 т/м [9].

Время рабочего цикла автопогрузчика определяется по формуле:

t ЦП= tП + tПП + tР + tОП + tпер (2.6)

где: tП - время загрузки ковша, tП = 0,0027 час;

tПП - время поднятия ковша, tПП = 0.0027 час;

tР - время разгрузки ковша, tР = 0,0014 час;

tОП - время опускания ковша, tОП = 0,0027 час;

tпер - время на передвижение автопогрузчика плюс потери времени на разво-

роты, tпер = 0,0027 час.

t ЦП=0,0027+0,0027+0,0014+0,0027+0,0027=0,0122 час.

Тогда эксплуатационная сменная производительность автопогрузчика равна:

3 8,2 0,9

1306,60,0122 1,2 0,6

Э

СМПП

м3/см

Для определения необходимого количества автопогрузчиков nАП переведем

объем работ из метров квадратных в метры кубические, умножив рассчитанную

производительность на толщину удаляемого слоя наледи h=0,05 м.

АП Э

СМП

S hn

П

(2.7)

120000 0,05

51306,6

АПn

ед

Эксплуатационная сменная производительность автотранспорта ПАвт (м

/смену) определяется по формуле:

Авт СМ В грЭ

Авт

ц р СН

G t К KП

t К

(2.8)

где: GАвт- грузоподъемность самосвала, G=8 т;

Кгр- коэффициент использования грузоподъемности автомобиля, Кгр=1; t

tСМ - время рабочего цикла автомобиля, час.


Лист

ДП.23.05.01.ТТС.08.05. ПЗ

При расчете времени рабочего цикла автомобиля, примем следующее: ско-

рость передвижения груженого автомобиля равна 35 км/час; дальность возки уб-

ранного снега 12 км; скорость самосвала на холостом ходу 45 км/час.

Тогда время рабочего цикла автомобиля будет вычисляться по следующей

формуле:

tЦА = tп + tрх + tр + tхх + Σ t (2.9)

где tп - время наполнения кузова, час;

tрх - время затрачиваемое на вывоз снега, tрх =0,057 часа;

tр - время затрачиваемое на разгрузку, =0,017 часа;

tхх - время холостого хода, =0,044 часа;

Σ t -время затрачиваемое на развороты и т.д., Σ t = 0,083 час.

Время наполнения кузова самосвала определим по следующей формуле:

Авт ЦП

П

АП

G tt

G

(2.10)

80,0122 0,033

3Пt ч

Время рабочего цикла автомобиля равно:

tЦА = 0,033+0,057+0,017+0,044+0,083=0,234 ч.

Эксплуатационная сменная производительность автотранспорта равна:

8 1 8,2 0,9181,6

0,234 1,2 0,6

Э

АвтП

м3/см

Необходимое количество самосвалов определим по формуле:

Э

СМГАвт Э

Авт

П hn

П

(2.11)

120000 0,0533,04

181,6Автn

машино-смен

Эксплуатационная сменная производительность подметально-уборочной

машины

ПЭ

ПУМ (м /смену) определяется по формуле [9]:

ПЭ

ПУ = (ВП - bП) · υпум · ТСМ·КВ (2.12)

где ВП - ширина подметания, ВП=2,8м;


Лист

ДП.23.05.01.ТТС.08.05. ПЗ

bП - ширина перекрытия при подметании, примем ЬП=0,2м;

υпум - рабочая скорость движения подметально-уборочной машины, υпум =5000

м/ч.

ПЭ

ПУМ =(2,8-0,2)·5000·8,2·0,9=95940 м2/смену. Необходимое количество под-

метально-уборочных машин равно:

Авт Э

ПУМ

Sn

П (2.13)

1200001,2

95940Автn машино-смен

Таблица 2.2

Технологический расчѐт СКМ с ведущей машиной автогрейдером (установлено

приспособление для удаления снежно-ледяного наката)

Технологическая опера-

ция

Марка машины Сменная

произво-

дитель-

ность

Найденное чи-

сло машино-

смен

Необходимое

количество

машин

1. Удаление снега и ледя-

ного наката с дорожного

покрытия

Автогрейдер ГС-

10.01

51070

м2/смену

2,35 3

2.Погрузка убранного сне-

га в самосвал

Погрузчик ТО-25 2186,6 м

/смену

2,74 3

Автомобиль-

самосвал КамАЗ

55111

316,9

м3/смену.

18,9 19

3.Чистовая очистка до-

рожного полотна

Подметально—

уборочная ма-

шина на базе

трактора МТЗ-82

85280

м2/смену

1,4 2

Для случая, когда не установлено приспособление для удаления снежно-

ледяного наката примем, что для удаления ледяной корки автогрейдеру необхо-

димо совершить два прохода по одному следу либо использовать два авто-

грейдера на один из которых будет установлен специальный нож с зубьями. Сле-


Лист

ДП.23.05.01.ТТС.08.05. ПЗ

довательно, нам необходимо увеличить в два раза количество автогрейдеров для

сохранения первоначального темпа работ.

Полученные результаты представлены в таблице 2.3.

Таблица 2.3

Технологический расчѐт СКМ с ведущей машиной автогрейдером (не установле-

но приспособление для удаления снежно-ледяного наката)

Технологическая опера-

ция

Марка машины Сменная

произво-

дитель-

ность

Найденное чи-

сло машино-

смен

Необходимое

количество

машин

1. Удаление снега и ледя-

ного наката с дорожного

покрытия

Автогрейдер ГС-

10.01

25535

м2/смену

2,35 3

2.Погрузка убранного сне-

га в самосвал

Погрузчик ТО-25 2186,6 м

/смену

2,74 3

Автомобиль-

самосвал КамАЗ

55111

316,9

м3/см

ену.

18,9 19

3.Чистовая очистка до-

рожного полотна

Подметально—

уборочная ма-

шина на базе

трактора МТЗ-82

85280

м2/смену

1,4 2

2.2. Определение усилий в рабочем оборудовании

На рабочее оборудование действуют силы Р1 и Р2.

Рис.2.1 Усилия, действующие на рабочее оборудование.


Лист

ДП.23.05.01.ТТС.08.05. ПЗ

Максимальное значение которое принимает сила Р1 равна тяговому уси-

лию автогрейдера Т, максимальное значение силы Р2 принимаем равным по-

ловине веса грейдера [3].

Определяем тяговое усилие автогрейдера:

Т = Gсц · φ (2.14)

где Т – тяговое усилие, Н;

Gсц – сцепной вес автогрейдера, Н; для автогрейдера со всеми ведущими

колесами, сцепной вес равен весу автогрейдера [3];

φ – коэффициент сцепления ведущих колес с грунтом, для льда φ=0,15.

Т = 7500 · 9,81 · 0,15 = 11250 Н.

Р1 = 11,25 кН.

Р2 = 7500 · 9,81/2 = 36790 Н = 36,8 кН.

Р1 = 11,25 кН.

В рабочем оборудовании нагрузку воспринимают девять пальцев, по-

этому при расчете одного пальца принимаем, что на каждый палец действует

одна девятая часть общей нагрузки.

Р11= 11,25/9 = 1,25 кН.

Р21 = 36,8/9=4,09 кН.

2.3. Тяговый расчет автогрейдера

При работе автогрейдера по вырезанию и одновременному перемещению

грунта необходимая сила тяги находится по формуле:

WWWWWWW OВПРPjT , (2.15)

где W Tсопротивление перемещению автогрейдера как тележки;

W j

сопротивление сил инерции при трогании с места;

W Р

сопротивление грунта резанию;

W ПР

сопротивление перемещению призмы волочения;

W В

сопротивление от перемещения грунта вверх по отвалу;

W О

сопротивление от перемещения грунта вдоль отвала (в сторону).


Лист

ДП.23.05.01.ТТС.08.05. ПЗ

)( ifGW T (2.16)

где G- общая сила тяжести машины;

f - коэффициент сопротивления движению автогрейдера, f=0,07-0,10;

i- уклон, i=0,3-0,4.

47619)3,007,0(128700 W T

Н

Mdt

dvMW j

t

v, (2.17)

где v скорость машины, принимаем для расчета скорость первой передачи

смчкмv /11,1/0,4 ;

t время разгона, секt 20 ;

коэффициент, учитывающий инерцию вращающихся масс

трансмиссии и двигателя, ;2,1

масса машины, М=13120 кг

НW j79,873

20

11,1131202,1

sinlhkW oP

, (2.18)

где k oудельное сопротивление грунта резанию, )300150( k o

кН/ м2

;

l – длина отвала, l= 3680мм=3,68м;

h – толщина стружки, h=(0,08…0,12)Н=0,12*620=74,4м; где H – высота отва-

ла.

НW P1,629240sin4,7468,310300 3

sinfGW гпрПР , (2.19)

где Gпрсила тяжести грунта в призме волочения;

fг

коэффициент трения грунта о грунт, )0,18,0( fг

;

угол захвата, 5040 .


Лист

ДП.23.05.01.ТТС.08.05. ПЗ

gопрпр VG , (2.20)

где V пробъем призмы волочения;

ообъемная масса грунта, 15001400 о

кг/ м3;

g ускорение силы тяжести.

kV прпр

LH

2

2

, (2.21)

где L длина призмы, L=3680мм=3,68м;

Н высота призмы, Н=550мм=0,55м;

k пр поправочный коэффициент, 9,0k пр .

5,09,02

55,068,3 2

V пр м3;

НGпр5,735781,915005,0 ;

НW ПР45,378340sin8,05,7357

sincos2

1fGW прВ

, (2.22)

где Gпр сила тяжести грунта в призме волочения;

f1

коэффициент трения грунта о сталь, )6,05,0(1

f ;

угол резания, 40 ;

угол захвата, 5040

НW В02,97740sin50cos5,05,7357 2

cos1ffGW гпро

, (2.23)

где Gпр сила тяжести грунта в призме волочения;

f1

коэффициент трения грунта о сталь, )6,05,0(1

f ;

fг

коэффициент трения грунта о грунт, )0,18,0( fг

;


Лист

ДП.23.05.01.ТТС.08.05. ПЗ

угол захвата, 5040 .

HW о5,225440cos8,05,05,7357

,

НW 618005,225402,97745,37831,629279,87347619

Условие движения автогрейдера без пробуксовки. Необходимо чтобы сила

тяги на ведущих колесах превышала общее сопротивление. Для реализации этого

тягового усилия должно соблюдаться неравенство

WT

618005,86872

2.3. Определение сил действующих на автогрейдер

На рис. 2.2 представлена схема сил, действующих в процессе резания грун-

та. Автогрейдер устроен с применением самой распространенной колесной фор-

мулы: 321 . Действующие на автогрейдер силы можно разделить на активные

и реактивные.

Рис. 2.2. Силы, действующие на автогрейдер

К активным силам относятся сила тяжести G и окружная сила на ведущих

колесах кР ; к реактивным - вертикальные реакции на колесах 1R и 2R , силы со-

противления грунта перекатыванию колес 1F и 2F , реакция грунта, действующая

на отвал N , которая может быть разложена на горизонтальную 01Р и вертикаль-


Лист

ДП.23.05.01.ТТС.08.05. ПЗ

ную 02Р составляющие, а также боковые реакции, направленные вдоль осей авто-

грейдера 1S и 2S . Последние образуются за счет сил сцепления, развивающихся

на поверхностях контактов колес с грунтом.

Здесь допускается, что реакция грунта N направлена перпендикулярно от-

валу, а реакции 1R и 2R на правых и левых колесах равны и направлены по их

вертикальным осям. Кроме того, допускается, что реакции 2R на всех ведущих

колесах одинаковы. Известными являются силы кР и G ,

а неизвестными - 1R ; 2R ; 1F ; 2F ; 01Р ; 02Р ; и 2S . Определить эти неизвестные си-

лы можно по уравнениям равновесия:

0 ; 02sin2 0121 кPPFF ; (2.24)

0Y ; 0cos2 0121 PSS ; (2.25)

0 ; 02 0221 PGRR ; (2.26)

0yM ; 2021 2)cos2

( RL

APGl 0)2

( 00

lL ; (2.27)

0zM ; 0)2

(2 002201

lLSlP , (2.28)

при этом должны быть учтены следующие соотношения между силами:

ctgРР 0102 ; fRF 11 ; fRF 22 (2.29)

мА 37,2 ; мL 68,3 ; мL 8,50 ; мl 44,10 ; мl 93,21 ; 45 ;

45 ;

кНG 7,128 ; мl 163,02 ; мl 455,23 ; мl 13,24 ; кНPк 76 .

Выражаем из 4-го уравнения 2R :

)2

(2

)cos2

(

0

021

2olL

LAPGl

R

(2.30)


Лист

ДП.23.05.01.ТТС.08.05. ПЗ

Выразим из 1-го уравнения 1R :

02sin2 0121 кPPfRfR (2.31)

sin22 0121 PfRPfR к (2.32)

f

PPfPR к sin)082,04,28(22 0101

1

(2.33)

010101

1 24,72,14631,0

7071,0)082,04,28(1,02762P

PPR

Подставив найденные значения 1R и 2R в 3-е уравнение найдем 01Р :

02 0221 PGRR (2.34)

0457,128)082,04,28(224,72,1463 010101 ctgPPP

0076,83,1391 01 P

кНP 2,17201

Подставим и найдем 1R и 2R :

кНR 4,2152,17224,72,14631

кНR 5,422,172082,04,282

Найдем 1F и 2F :

fRF 11 (2.35)

fRF 22 (2.36)

ctgРР 0102 (2.37)

кНctg 2,172452,172

Сила 2S будет находится из 5-го уравнения:

0)2

(2 002201

lLSlP (2.38)

)2

(2 00

2012 l

L

lPS кН15,2

)2

44,18,5(2

163,02,172


Лист

ДП.23.05.01.ТТС.08.05. ПЗ

Сила 1S будет находится из 2-го уравнения:

0cos2 0121 PSS (2.39)

кНPSS 1,1267071,02,17215,22cos2 0121

Сила 2S стремиться повернуть машину вокруг центра тяжести. Такому

повороту препятствуют силы сцепления 1S и 2S , поэтому должна быть проверена

устойчивость машины в горизонтальной плоскости во время работы. При таком

расчете следует принять максимальное значение 01P, которое может быть опре-

делено из следующего уравнения:

кНPGP сцсц 9,2148,0)2,1727,12875,0()( 0201 (2.40)

Устойчивость машины определится неравенством

0)2( 04211301 llSlSlP , (2.41)

Здесь горизонтальные силы 1S и 2S должны быть определены по условиям

сцепления:

сцRS 11 , (2.42)

кН32,1728,04,215

сцRS 22 , (2.43)

кН348,05,42

)44,113,22(3493,232,172455,29,214

7,6985,527

2.4. Расчет производительности автогрейдера

Производительность автогрейдера определяется по объему вырезанного и

перемещенного грунта в единицу времени, в километрах спрофилированной до-

роги или в квадратных метрах спланированной площади. Она зависит от основ-

ных параметров автогрейдера (размеров ножа, мощности двигателя, тягового

усилия), а также от условий работы.

При возведении земляного полотна дороги из двустороннего резерва произ-


Лист

ДП.23.05.01.ТТС.08.05. ПЗ

водительность автогрейдера можно определить [8]

,0 /3600 цвэ tkqП (2.44)

где 0q - объем вырезанного в резерве и перемещенного в тело насыпи грунта;

цt - время, затраченное на разработку и перемещение грунта в объеме

âk - коэффициент использования машины по времени, 0,8âk .

Если работа производится на участке протяженностью рL , км (принимаем

1,5 км), то объем грунта, вырезанного автогрейдером за один проход туда и об-

ратно, составит:

срFLq 100020 (2.45)

Время цикла равно:

,2 повперрезц tttt (2.46)

где резt - время резания грунта, с:

,/2 кррез vLt (2.47)

где ./10,183,0 смvк

перt - время на перемещение грунта, с:

,/2 трперпер vLt (2.48)

где ./2,26,1 смvтр

.8,1812,2/2002 сtпер

повt - время разворота автогрейдера в конце участка, с ( .7сtпов )

Тогда производительность равна:

Производительность автогрейдера при профилировании можно определить

по формуле:

,/3600 пвплэ tkLП (2.49)


Лист

ДП.23.05.01.ТТС.08.05. ПЗ

где плL - длина участка профилирования, м, ( мLпл 300 );

пt - время профилирования, с:

сntvnLt повплплп ,60/)1(/ . (2.50)

где n - необходимое для профилирования дороги число проходов,

( 1612n );

ï ëv - скорость движения автогрейдера при профилировании, км/ч.

Следовательно производительность равна

Повысить производительность автогрейдера возможно путем сокращения

времени рабочего цикла и увеличения объема срезаемого грунта. Сокращение

времени цикла связано с повышением скоростей движения машины, а увеличить

объем грунта можно путем изменения в большую сторону сечения стружки. Оба

метода ведут к повышению требуемой мощности двигателя, а следовательно, и к

увеличению необходимого сцепного и общего веса машины.

Поэтому в настоящее время имеет место тенденция к переходу на строи-

тельство тяжелых и особо тяжелых машин. Применение гидравлического управ-

ления позволяет передавать на отвал значительную часть веса машины, что спо-

собствует заглублению отвала в грунт. При проектировании механизмов управле-

ния в настоящее время стремятся к повышению скоростей подъема и поворота от-

вала и выноса его в сторону, что в конечном счете также ведет к повышению про-

изводительности. При этом механизмы управления отвалом устраиваются таким

образом, чтобы обеспечить максимальную его подвижность, и вынос в сторону

устраивается так, чтобы возможно было срезать грунт с вертикальных забоев. Это

увеличивает универсальность машины и расширяет возможные области ее приме-

нения [8].

Силы на палец действуют в двух взаимно-перпендикулярных плоскостях,

поэтому определение реакций в опорах и изгибающих моментов будем вести от-

дельно в вертикальной и горизонтальной плоскостях. Строим расчетную схему


Лист

ДП.23.05.01.ТТС.08.05. ПЗ

пальца.

Рис.2.3 Расчетная схема пальца.

Определение моментов сил

Вертикальная плоскость.

а = 65 мм, b=75 мм.

г г

И BМ R b , (2.51)

г г

И АМ R b (2.52)

1083 0,075 81.2г

AМ H м ;

2330 0,075 175г

ИМ H м

Определяем диаметр вала в опасном сечении

3

1010 ПР

О

И

Мd

(2.53)

Для материала пальца, стали 5 σ=50-60 МПа //

13

10 81.210 24

55Оd мм

;


Лист

ДП.23.05.01.ТТС.08.05. ПЗ

23

10 17510 31.6

55Оd мм

По стандартному ряду принимаем диаметры 25 и 32 мм.

2.4. Расчет на выносливость

Расчет вала на выносливость заключается в том, что для предположительно

опасного из условия выносливости сечения определяют действительный коэффи-

циент запаса усталостной прочности n и сравнивают с допускаемым коэффициен-

том запаса прочности n

Общий коэффициент запаса усталостной прочности при действии изгибаю-

щего и крутящего моментов в сечении вала вычисляется по формуле:

2 2

1

1 1

n n

n n

, (2.54)

где n – запас прочности по нормальным напряжениям от изгиба;

n – запас прочности по касательным напряжениям от кручения;

n – допускаемый коэффициент запаса усталостной прочности, величина ко-

торого принимается равной 1,5...2,5n

Запас прочности при действии одних изгибающих напряжений определяет-

ся по формуле:

1

m

nk

(2.55)

где 1 - предел выносливости материала вала при изгибе с симметричным цик-

лом без концентрации напряжений, МПа. Для углеродистых сталей его значение

принимается [4],

1 0,43 в

где в - предел прочности материала вала, МПа

1 0,43 600 258МПа ;

k – эффективный коэффициент концентрации напряжений при изгибе для


Лист

ДП.23.05.01.ТТС.08.05. ПЗ

рассматриваемого сечения вала. Его величина выбирается в зависимости от типа

концентратора напряжений, [8]. 1k ;

– масштабный фактор, учитывающий влияние абсолютных размеров вала

на изменение пределов выносливости при изгибе, [8]. 0,89 ;

– коэффициент приведения несимметричного цикла к равноопасному

симметричному, [8]. 0,05 ;

– амплитуда колебаний цикла при изгибе, МПа. Для симметричного цикла

310u

u

M

W (2.56)

где uM – изгибающий момент в рассматриваемом сечении, H м , 175uM Н м ;

uW – момент сопротивления изгибу в этом сечении, мм3,

3

32u

dW

(2.57)

33

u

3,14 25W 1533мм

32

;

317510 114

1533МПа ;

m – среднее напряжение цикла при изгибе.

При наличии осевой силы aF , вызывающей сжатие или растяжение вала, m

принимается равной напряжению от этой силы, 1

2 4090aF P H

2

4

am

F

d

, (2.58)

2

40908.33

3,14 25

4

m МПа

;

2581.91

1114 0,05 8.3

0,85

n

;

n 1.91 n 1,5...2,5 ,

n n ;

Следовательно, запас усталостной прочности нормальный.


Лист

ДП.23.05.01.ТТС.08.05. ПЗ

Таблица 2.4.

Информация о нагрузке и ограничении.

Нагрузка 1 вкл 1 Грани применить сила 1250 Н перпенди-

кулярно справочной плоскости относительно

выбранной исходной точки Спереди используя

равномерное распределение

Ограничение1 вкл 3 Грани неподвижная (нет перемещений).

Свойство упражнения

Таблица 2.5

Информация о сетке

Тип сетки: Сетка на твердом теле

Используемое разбиение: Стандартный

Автоматическое уплотнение сетки: Выкл

Сглаживание поверхности: Вкл

Проверка Якобиана: 4 Points

Размер элемента: 2.7931 mm

Допуск: 0.13965 mm

Качество: Высокая

Количество элементов: 17460

Количество узлов: 34864

Время для завершения сетки (часы;минуты;секунды):

00:00:12

Результаты анализа проектирования базируются на линейном статическом

анализе, и предполагается изотропный материал. Линейный статический анализ

предполагает, что: 1) поведение материала является линейным согласно закону

Гука, 2) вызванные нагрузкой смещения являются достаточно небольшими, чтобы

не учитывать изменения жесткости в результате нагрузки, и 3) нагрузки прикла-

дываются медленно, чтобы не учитывать динамические эффекты.Не следует ос-

новывать ваши проектные решения исключительно на данных, представленных в


Лист

ДП.23.05.01.ТТС.08.05. ПЗ

этом отчете. Используйте эту информацию совместно с экспериментальными

данными и практическим опытом.

Проектируемое рабочее оборудование крепится к штатному отвалу болто-

вым соединением. Для этого в штатном отвале выполняются отверстия.

Рис. 2.4 Болтовое соединение

Болтовое соединение рассчитываем на срез и смятие [3].

2

4О СМ

dF

(2.59)

где Шd – диаметр резьбы болта, ;м

СМ – допускаемое напряжение на смятие, 55СМ МПа /Анурьев/

Для крепления рабочего оборудования к отвалу принимаем болт М16 ГОСТ

7805-70.

26

О

3,14 0,012F 80 10 9043.2H;

4

Определяем количество болтов, необходимое для крепления Анурьев.

2Б

O

РZ

F (2.60)

368004.069

9043.2MZ

Принимаем для крепления рабочего оборудования к отвалу автогрейдера 12

болтов.


Лист

ДП.23.05.01.ТТС.08.05. ПЗ


Лист

ДП.23.05.01.ТТС.08.05. ПЗ

Величина износа составляет 1 мм, припуск на механическую обработку

составит 1.5 мм на диаметр для точения и 0.25 мм на сторону при шлифовании

[1], следовательно, толщина наплавляемого слоя составит h=1 мм.

Для наплавки, исходя из твердости материала, вала применяем проволоку

ПП-АН 1, которая обеспечивает твердость поверхности HRC 50.

Диаметр проволоки, исходя из рекомендаций и параметров станка, принима-

ем равным dnp=1 мм [1]. Использование проволоки данной толщины позволяет на-

плавить слой 2 мм за 1 проход.

Определяем параметры наплавки.

Величина сварочного тока определяется по формуле:

I = 0,785·Da·dпр2 (3.1)

где: dnp- диаметр сварочной проволоки, dnp= 1 мм;

Da -плотность тока, Da принимаем 150 А/мм2.

I = 0.785·150·12

=117,75 А/мм2.

Частота вращения детали определяется по формуле [3]:

215

( )

пр Пd Vn

D t t S

(3.2)

где D диаметр наплавляемой детали, D=20 мм;

η - коэффициент наплавки, k = 0,95 [1];

t - заданная толщина наплавляемого слоя, t =1 мм;

S – подача сварочного мундштука мм/об, S =1 [3];

VП- скорость подачи проволоки, VП =60 мм/мин, [3];

215 1 60 0.95

40,7(20 1) 1 1

n

об/мин

Расход углекислого газа принимается равным 800 – 1000 литров в час [1].

Расход электродной проволоки определяется по формуле:

эл элG m k (3.3)

где kэл - коэффициент расхода электродной проволоки, с учѐтом потерь на угар и

разбрызгивание, kэл= 1,1;

m - масса проволоки;


Лист

ДП.23.05.01.ТТС.08.05. ПЗ

m=ρ·ΔV (3.4)

где – разность объемов детали до наплавки и после наплавки, Δ= 1178 мм3

– удельный вес стили, = 7.85·10-6

m = 7.8 ·10-6

· 1178=0,009гр

0,009 1,1 0,009элG гр

Определение нормы времени на выполнение сварки:

Sn

iLT

0

(3.5)

где L – расчетная длина обрабатываемой поверхности, L=25;

i – число проходов, i =1;

n – число оборотов детали, n = 40,7 об/мин;

0

25 10,614

40,7 1T мин

Штучно время определяется по формуле:

допвш ТTTT 0

(3.6)

где, Тв – вспомогательное время,

Тв=0,12·To (3.7)

Тв=0,12·0,614 =0,073 мин

Тдоп – дополнительное время; Тдоп = 0,08 мин;

n –количество деталей в партиях, n =1.

0.614 0,073 0,08 0,767шТ мин

Таблица 3.2

Параметры наплавки

Параметр S,мм m,г I,A

n,

/об мин

0T , мин шT , мин

Значение 1 10 117,75 40,7 0,614 0,767


Лист

ДП.23.05.01.ТТС.08.05. ПЗ

3.2. Точение

Рис. 3.2. Точение.

Обработку производим резцом из твѐрдого сплава Т5К10.

Снятие слоя происходит за один проход. Припуск на точение составляет

1.5 мм на диаметр [1].

Глубина резания t = 0,75мм [1].

Подача при наружном продольном точении S = 0,2 мм/об [1].

Скорость резания υ = 160 м/мин [1].

Корректировка скорости резания [1]:

m x oxV v k k k (3.8)

где – поправочный коэффициент на скорость резания в зависимости от обраба-

тываемого материала , =0.65 [1];

– поправочный коэффициент на скорость резания в зависимости от харак-

тера заготовки и состояния ее поверхности, =0.85 [1];

– поправочный коэффициент на скорость резания при работе без охлажде-

ния, = 0.9 [1].

Также при снятии верхнего слоя после наплавки скорость резания умень-

шают в 1.5 раза.

160 0.9 0.65 0.85 /1.5 53.04V м/мин

Определение числа оборотов шпинделя станка

Dn

318 (3.9)

где, υ - скорость резания в м/мин;

D - диаметр детали в мм.


Лист

ДП.23.05.01.ТТС.08.05. ПЗ

53.04318 843

20n об/мин

Расчет основного времени:

Sn

iLT

0

(3.10)

где L – расчетная длина обрабатываемой поверхности, L= 25 мм;

i – число проходов, i =1;

n – число оборотов детали, n = 843 об/мин;

0

25 10,148

843 0,2T мин

Штучное время определяется по формуле:

допвш ТTTT 0

(3.11)

где, Тв – вспомогательное время, Тв=1.3 мин;

Тдоп – дополнительное время; Тдоп = 0,05мин;

n – количество деталей в партиях, n =1.

0,13 1.3 0.05 1.48шТ мин

Таблица 3.3

Параметры точения

t,

мм S, мм/об v, м/мин

L,

мм n,

,

мин

,

мин

0,75 0,2 53,04 25 843 0,148 1.48

3.3. Нарезание резьбы резцом

Рис. 3.3. Нарезание резьбы резцом


Лист

ДП.23.05.01.ТТС.08.05. ПЗ

Зная шаг резьбы и материал детали, определяем число проходов. Для стали

твердостью HRC 40 с шагом резьбы 1,5 мм, число проходов равно:

Продольная подача S=1,5 мм/об;

Число проходов [1]: черновых 4;

чистовых 2;

Скорость резания для черновых проходов 36 м/мин [1];

Скорость резания для чистовых проходов 64 м/мин [1].

Число оборотов детали определяется по формуле:

Dn

318

(3.12)

318 36572.4 / ;

20чернn об мин

318 641018 / .

20чистn об мин

Основное время определяется по формуле:

0

L iT

V S

(3.13)

0

15 40,15 ;

572,4 1,5чернT мин

0

15 20,019 .

1018 1,5чистT мин

Штучно время определяется по формуле:

допвш ТTTT 0 (3.14)

где, Тв - вспомогательное время, Тв черн=0,1 мин, Тв чист=0,24 мин;

Тдоп - дополнительное время; Тдоп черн = 0,06 мин, Тдоп чист = 0,15 мин;

n - количество деталей в партиях, n =1.

0,18 0,1 0,06 0,34ш чернТ мин

0,05 0,24 0,15 0,44ш чистТ мин


Лист

ДП.23.05.01.ТТС.08.05. ПЗ

Таблица 3.4

Расчет параметров нарезания резьбы

Параметр ПS ,

мм/об Р ,

м/мин n,

1мин То,

мин

Тшк,

мин

Черновое 1,5 36 572 0,18 0,34

Чистовое 1,5 64 1018 0,05 0,44


Лист

ДП.23.05.01.ТТС.08.05. ПЗ


Лист

ДП.23.05.01.ТТС.08.05. ПЗ

Продолжение табл. 4.1

МТЗ-82 85,4 683 1,4

Для машины со стандартным рабочим органом:

2

1

1 (828 4,7 709,6 2,74 760,8 18,9 683 1,4)0,176 /

120000еC руб м

Для машины с модернизированным рабочим органом:

2

2

1 (828 4,7 709,6 2,74 760,8 18,9 683 1,4)0,160 /

120000еC руб м

Определение трудоемкости единицы продукции А, 2

. .чел ч

м

n

i i СМ

i 1

N n Т

Аt

, (4.2)

где: iN - количество операторов на i машине, принимаем 1iN .


3

1

1 (1 4,7 1 2,74 1 18,9 1 1,4) 81,85 10

120000A .

2

. .чел ч

м


3

2

1 (1 2,35 1 2,74 1 18,9 1 1,4) 81,69 10

120000A

.2

. .чел ч

м

Определение энергоемкости единицы продукции Э , 2

кВт ч

м

1

n

i i СМ

i

Э n Т

Эt

, (4.3)

где: iЭ - мощность силовой установки i машины (принимаем по таблице 4.2), кВт.

Таблица 4.2

Мощность силовых установок машин

Марка машины Мощность силовой установки, кВт

ГС-10.01 58,7

ТО-25 150

КамАЗ 55111 240

МТЗ-82 58,7


Лист

ДП.23.05.01.ТТС.08.05. ПЗ


1

1 (58,7 4,7 150 2,74 240 18,9 58,7 1,4) 80,354

120000Э

2

кВт ч

м


2

1 (58,7 2,35 150 2,74 240 18,9 58,7 1,4) 80,344

120000Э

2

кВт ч

м

Определение металлоемкости единицы продукции М , 2/т м

n

i i

i 1

G n

Мt

, (4.4)

где: iG - масса i машины (принимаем по таблице 4.3), т.

Таблица 4.3

Массы машин.

Марка машины Масса машин, т

ГС-10.01 7,5

ТО-25 8,4

КамАЗ 55111 9

МТЗ-82 4,3


3

1

1 (828 4,7 709,6 2,74 760,8 18,9 683 1,4)1,95 10

120000M

. 2/т м


3

2

1 (828 2,35 709,6 2,74 760,8 18,9 683 1,4)1,8 10

120000M

. 2/т м

Определение удельных приведенных затрат УДZ , 2/руб м

УД е УДZ C Е К ,

где: Е - коэффициент эффективности использования машин, 0,17Е ;

УДК - удельные капитальные затраты, определяемые по формуле:

1

n

i i

iУД

ГОД

Ц n

КП

, (4.5)

где: iЦ - отпускная цена машины, т. руб. (таблица 4.4) [5];


Лист

ДП.23.05.01.ТТС.08.05. ПЗ

ГОДП - общий объем работ, Пгод = 120000 2м .

Таблица 4.4

Цены машин.

Марка машины Отпускная цена машины, тыс.руб

ГС-10.01 2300

ТО-25 750

КамАЗ 55111 1100

МТЗ-82 600

Удельные капитальные затраты для машины со стандартным рабочим орга-

ном:

3

1

1 (2300 4,7 750 2,74 1100 18,9 600 1,4) 10287

120000удK

2/руб м

Тогда, удельные приведенные затраты для машины со стандартным рабо-

чим органом:

1 0,176 0,17 287 48,97УДZ . 2/руб м

Удельные капитальные затраты для машины с модернизированным рабочим

органом:

3

2

1 (2300 2,35 750 2,74 1100 18,9 600 1,4) 10242

120000удK

2/руб м

Тогда, удельные приведенные затраты для СКМ 2:

2 0,160 0,17 242 41,3УДZ 2/руб м

Определение годовой экономической эффективности, руб

2 1( )г уд уд общZ Z Z V З (4.6)

где: 2удZ - удельные приведенные затраты для машины с модернизированным ра-

бочим органом, 2удZ = 41,3 3/руб м ; 1удZ - удельные приведенные затраты для ма-

шины со стандартным рабочим органом, 1удZ = 48,7 3/руб м ; годП - общий объем

работ, годП = 120000 2м ; З - затраты на модернизацию, З = 0 рублей.

(48,7 41,3) 120000 0 888000гZ руб.


Лист

ДП.23.05.01.ТТС.08.05. ПЗ

Для сравнения, в качестве базового варианта принимаем автогрейдер

ГС.10.01 со штатным оборудованием.

4.2 Определение экономических показателей

Годовую эксплуатационную производительность определяем по

формуле [12]:

эч гВ b Т , (4.7)

где bэч – эксплуатационная среднечасовая производительность автогрейдера,

м2/маш – ч ;

Тг – количество машино-часов работы автогрейдера в году, маш – ч /год.

Эксплуатационную среднечасовую производительность автогрейдера опреде-

ляем по формуле [12]:

еэч t

bi i

Vb k

H y

, (4.8)

где: Ve – объем выполняемых работ , принимаем Ve=1000 м2;

Hbi – норма времени на производство данного объема работ Hbi=0,2ч [12];

yi – число проходов автогрейдера , принимаем из условия :

для базовой техники '

iy =2 , для новой техники "

iy =1;

kt – коэффициент перехода от технической производительности к эксплуа-

тационной kt=0,4 [12].

210000,4 1000 /

0,2 2эчb м ч

,

210000,4 2000 /

0,2 1эчb м ч

.

Количество машино-часов работы автогрейдера в году определяем по


2

,1

ф со

гп

р

см см об

Т ТТ

dД

t к Т

(4.9)


Лист

ДП.23.05.01.ТТС.08.05. ПЗ

где Тф – годовой фонд рабочего времени автогрейдера , дни, Тф= 200 дней [12];

Тсо – продолжительность сезонного обслуживания, дни, Тсо=2 дня [12];

Др – простои во всех видах ремонтов и технических обслуживаний,

дни/маш – ч ;

dп – продолжительность одной перебазировки, дни;

Тоб – время работы на объекте , примем Тоб = 300 маш – ч [12],

ксм – коэффициент сменности , принимаем ксм = 1,15 [12];

tсм – продолжительность рабочей смены, маш.-ч, принимаем

tсм=8,2 маш – ч [12].

Простои во всех видах ремонтов и технических обслуживаний определяем

по формуле [12]:

i i

m

р пр i

i откр ч

р см отк

d d at

Д кТ t Т

, (4.10)

где dpi – продолжительность пребывания техники в i – м ремонте или ТО , дни;

dпрi – продолжительность ожидания ремонта , доставки в ремонт и обратно ,

дни ;

аi – количество i – тых ремонтов или ТО за межремонтный цикл;

Тр – средний ресурс до капитального ремонта, моточас;

Тотк – наработка на отказ, моточас;

tотк – среднее время на устранение одного отказа, моточас;

кч – коэффициент перевода моточасов в машиночасы, кч = 0,45 [12];

Необходимые данные , связанные с ремонтом и техническим обслуживанием

сводим в таблицу 4.1:

Таблица 4.5

Данные для технического обслуживания и ремонта

Вид обслужива-

ния dpi dпрi ai ri


Лист

ДП.23.05.01.ТТС.08.05. ПЗ

Продолжение табл.4.5

ТО – 1 0,3 1 84 6

ТО – 2 0,6 2 21 18

ТР 6 2 6 300

КР 7 3 1 560

Средний ресурс до капитального ремонта определяется по формуле [12]:

р рТ Т к , (4.11)

где рТ - гамма–процентный ресурс, '

pТ = "

pТ =6720 моточас [12];

к - коэффициент перевода гамма–процентного в средний ресурс,

к =1,2 [12].

' " 6720 1,2 8064р рТ T мото час .

Среднее время на устранение одного отказа tотк определяем по формуле [12]

1

1 ,отк отк овt Т кк

(4.12)

где ков – коэффициент перевода оперативного времени в общее время работы,

ков = 2,5 [12].

' 210откТ моточас;

" 230откТ моточас;

' 11 210 2,5 87,5

1,2откt моточас

;

" 11 230 2,5 95,8

1,2откt моточас

;

' 221,8 87,50,45 1008 /

8064 8,2 210рД дн маш ч

;

" 221,8 95,80,45 1209 /

8064 8,2 230рД дн маш ч

.

Продолжительность одной перебазировки при перемещении автогрейдера

своим ходом определяем по формуле [12]:


Лист

ДП.23.05.01.ТТС.08.05. ПЗ

t

п

тср см

zd

V t

, (4.13)

где zt – среднее расстояние перебазировки , zt=25км [12];

Vтср – средняя скорость переезда, км/ч, принимаем Vтер = 40 км/ч [12].

25

0,07640 8,2

пd дня

.

Определим количество машино-часов работы автогрейдера в году:

' 200 2 21207,4

1 0,0761008

8.2 1,15 300

гТ маш ч

;

" 200 2 21408,4

1 0,0761209

8,2 1,15 300

гТ маш ч

.

Годовая эксплуатационная производительность автогрейдера равна:

' 21000 1207,4 1207400 / ;B м год

" 22000 1408,4 2816800 / .B м год

4.3 Определение годовых текущих издержек потребителя

Годовые текущие издержки потребителя при использовании автогрейдера оп-

ределяются по формуле [12]:

C = (Са+Ср+Скр+Сз+Сэт+Ссм+Сгм) · (1+ Нр) (4.14)

где Са – амортизационные отчисления на реновацию, руб.;

Ср – затраты на выполнение текущих, неплановых ремонтов и техобслу-

живаний, руб.;

Скр – затраты на выполнение капитальных ремонтов, руб.;

Сз – заработная плата рабочих, управляющих техникой, руб.;

Сэт – затраты энергоносителей, руб.;

Ссм – затраты на смазочные материалы, руб.;

Сгм – затраты на гидравлическую жидкость, руб.;

Нр - норма накладных расходов, связанных с эксплуатацией строительных и

дорожных машин, Нр=21% [12].


Лист

ДП.23.05.01.ТТС.08.05. ПЗ

Амортизационные отчисления на реновацию определяются по формуле [12]:

,100

aа

H KC

(4.15)

где К - капитальные вложения потребителя, связанные с приобретением, авто-

грейдера его первоначальной доставкой и монтажом , руб.

Капитальные вложения потребителя определяется по формуле [12]:

дК Ц К , (4.16)

где Ц – цена техники, руб.

Кд - коэффициент перехода от цены к балансовой стоимости, [12]

Кд = 1,09;

Цена техники определяется по формуле [12] :

Ц=ЦА+ЦДРО, (4.17)

где ЦА – цена автогрейдера , ЦА =2100000 руб;

ЦДРО – цена дополнительных рабочих органов ЦДРО=20000руб.

Ц=2100000+20000=2120000 руб.

К/=2100000·1,09=2289000 руб,

К//=2120000·1,09=2310800 руб.

Амортизационные отчисления на реновацию для базовой техники:

/ 9,6 210000020160000

100aC

руб.

Амортизационные отчисления на реновацию для новой техники:

/ / 9,6 2120000203520

100aC

руб.

Затраты на выполнение технических обслуживаний, текущих и неплановых

ремонтов определяется по формуле [12]:

2 1,2

m

i iотк рi

р рз р р г ч со зчр

р отк

а rt Б

С С к Т к r СT Т

(4.18)

где Срз – средняя тарифная ставка работы по ремонту машин, руб/чел-ч,

Срз =80 руб./чел-ч [12];


Лист

ДП.23.05.01.ТТС.08.05. ПЗ

Кр – средний коэффициент к тарифной ставке, Кр=1,15 [12];

λρ – коэффициент , учитывающий премии ремонтным рабочим, λρ =1,3 [12];

аi – количество i – тых или ТО за межремонтный цикл;

ri – трудоемкость i – го вида ТО или ТР , маш – ч ;

Бр – количество рабочих , занятых устранением отказа , Бр=2чел [12];

rсо – трудоемкость сезонного обслуживания , rсо=45чел – ч [12];

Сэчр- расход запасных частей на год работы техники, руб./год,

/ 100257 /зчрС руб год , [12];

/ / 100275 /зчрС руб год , [12].

Тогда затраты на выполнение технических обслуживаний, текущих и непла-

новых ремонтов равны:

/ 3242 87,5 280 1,15 1,3 1,32 1207,4 0,45 2 45 1,2 100257 240482,4

8064 210рC

руб,

/ 3242 95,8 280 1,15 1,3 1,32 1408,4 0,45 2 45 1,2 100275 258122,9

8064 230рC

руб.

Затраты на выполнение капитальных ремонтов определяются по формуле [12]:

1,2г чкр рз р р кр зчкр

р

Т кC C к r С

Т

, (4.19)

где rкр – трудоемкость КР, rкр = 560 чел-ч [12];

Сзчкр – расход запасных частей на один КР, Сзчкр = 176446 руб;

Тогда затраты на выполнение капитальных ремонтов равны:

/ 1207,4 0,4580 1,15 1,3 1.32 560 1,2 176446 20222,8

8064крC

руб;

/ / 1408,4 0,4580 1,15 1,32 1,3 560 1,2 176446 23589,4

8064крC

руб.

Заработная плата оператора автогрейдера определяется по формуле [12]:

3

1

Б

доп р р г Тi

i

С К К Т С

, (4.20)

где Кдоп – коэффициент, учитывающий доплаты за работу во вторую, третью

смены.

Кдоп=1, т.к. работа в одну смену [12];


Лист

ДП.23.05.01.ТТС.08.05. ПЗ

Б – количество операторов , управляющих техникой, Б = 1 чел [12];

СTi – часовая тарифная ставка машиниста, соответствующая действующим в

данном периоде сметным нормам и расценкам, руб./ч,

СТi =82,73 руб/ч [12].

Тогда заработная плата оператора автогрейдера равна:

/ 1 1,15 1,32 1,3 1207,4 82,73 197119,3зC руб;

/ 1 1,15 1,32 1,3 1408,4 82,73 229934,5зC руб.

Затраты на топливо для двигателя внутреннего сгорания определяются по


эт Т Т гC Ц W Т , (4.21)

где ЦТ – цена топлива, руб/кг, ЦТ=27 руб/кг;

WТ - часовой расход топлива кг/маш – ч .

Часовой расход топлива определяется по формуле [12]:

31,03 10T ен ен N дв дмW N g К К К , (4.22)

где Nен – номинальная мощность двигателя, л.с, Nен = 80 л.с [12];

gен – удельный расход топлива по номинальной мощности, г/л.с.ч.,

gен = 240 г/л.с.ч. [12];

KN - коэффициент, учитывающий изменение расхода топлива в зависимости

от степени использования двигателя по мощности, [12];

KN =0,98;

Кдв - коэффициент использования двигателя по времени, Кдв = 0,85 [12];

Кдм - коэффициент использования двигателя по мощности, Кдм=0,6 [12].

Часовой расход топлива равен:

31,03 10 240 80 0,98 0,85 0,6 9,8ТW кг/маш – ч

Затраты на топливо для двигателя внутреннего сгорания равны :

/ 27 9,8 1207,4 319478,04этC руб;

/ 27 9,8 1408,4 372662,64этC руб.

Затраты на смазочные материалы определяются по формуле [12]:

см ст этС к С , (4.23)


Лист

ДП.23.05.01.ТТС.08.05. ПЗ

где Кст- коэффициент перехода от годовых затрат на топливо к затратам на сма-

зочные материалы, Кст=0,2 [12].

Затраты на смазочные материалы равны:

/ 0,2 197119,3 39423,86смС руб;

/ / 0,2 229934,5 45986,9смС руб.

Затраты на гидравлическую жидкость определяются по формуле [18];

ггм г м мг д

м

ТС V О Ц к

Т (4.24)

где Vг – емкость гидросистемы, дм3 , / 3153гV дм , / / 3153гV дм [12];

Ом – объемная масса гидравлической жидкости, кг/дм3 [12];

Ом = 0,865 кг/дм3;

Цмг – оптовая цена гидравлической жидкости, руб./кг, Цмг = 70 руб./кг; [12].

Кд – коэффициент доливок, Кд = 1,5 [12].

Тм – периодичность замены гидравлической жидкости, Тм = 1000 маш – ч [12].

Затраты на гидравлическую жидкость равны :

/ 1207,4153 0,865 70 1,5 16778,3

1000гмС руб,

/ / 1408,4153 0,865 70 1,5 19571,4

1000гмС руб.

Накладные расходы определяются по формуле [12]:

СН = Нр· Спр, (4.25)

где Нр - норма накладных расходов, связанных с эксплуатацией строительных и

дорожных машин, Нр = 21 % [12];

Спр – прямые издержки потребителя, руб.

Прямые издержки потребителя определяются по формуле [12]:

Спр= Са+Ср+Скр+Сз+Сэт+Ссм+Сгм+Спб , (4.26)

/ 20160000 240482,4 20222,8 197119,3 319478,04 16778,3 39423,86 33750 21027254,7прС руб.

/ / 203520 258122,9 23589,4 229934,5 372662,64 45986,9 19571,4 33830 1187217,74прС руб.

/ 0,21 21027254,7 5677358,7НС руб.,

/ / 0,21 1187217,74 249315,7НС руб.


Лист

ДП.23.05.01.ТТС.08.05. ПЗ

Данные, полученные из расчетов сводим в таблицу 4.6.

Таблица 4.6

Калькуляция годовых текущих издержек

Статьи затрат Условные

обозначения

Значения показателей

Базовая техника Новая техника

руб. % руб. %

Амортизационные отчисления на

реновацию Cа 20160000 12,4 203520 12,4

Затраты на выполнение ТО и ре-

монтов

Ср 240482,4 48,3 258122,9 48,3

Затраты на выполнение капитально-

го ремонта

Скр 20222,8 2,2 23589,4 2,2

Заработная плата оператора Сз 197119,3 12,1 229934,5 12,1

Затраты на топливо Сэт 319478,04 2,1 372662,64 2,1

Затраты на смазочные материалы Ссм 39423,86 2,4 45986,9 2,4

Затраты на гидравлическую жид-

кость

Сгм 16778,3 1,4 19571,4 1,4

ИТОГО: 21027254,7 1187217,7

4

Накладные расходы СН 5677358,7 17 249315,7 17

Общая сумма годовых текущих из-

держек

Сг 47698118,1 100 2185119,8

4

100

4.4 Определение хозрасчетного экономического эффекта

Хозрасчетный экономический эффект в расчете на одну машину за год рабо-

ты определяется по формуле [12]:

Эг = РТ - Сг , (4.27)

где РТ- стоимостная оценка результатов, руб./год;

Сг- себестоимость эксплуатации (текущие издержки потребителя), руб./год.

Стоимостная оценка результатов определяется по формуле [12]:

Рт = Цп·В, (4.28)

где Цп – цена единицы конечной продукции, производимой автогрейдером,


Лист

ДП.23.05.01.ТТС.08.05. ПЗ

руб./м2.

Цена единицы конечной продукции, производимой автогрейдером , определя-

ется по формуле [12]:

Цп = Сп(1 + Нр)·(1 + Пн) (4.29)

где Сп – прямые затраты на эксплуатацию автогрейдера и материальные ресурсы,

руб/100 м2 Сп=41,3 руб/100 м

2;

Пн - норма плановых накоплений к полной себестоимости, %, Пн = 8% [12].

Цена единицы конечной продукции, производимой автогрейдером равна:

41,3

1 0,21 1 0,08 0,54100

пЦ руб/м2.

Стоимостная оценка результатов равна:

/ 0,54 1207400 651996тР руб,

/ / 0,54 2816800 1521072тР руб,

Хозрасчетный экономический эффект в расчете на одну машину за год рабо-

ты равен:

/ 651996 159100 492896гЭ руб,

/ 1521072 154000 1367072гЭ руб.

Прирост экономического эффекта за счет внедрения новой техники опреде-

ляется по формуле [12]:

/ / /

г гЭ Э Э , (4.30)

где Э – прирост экономического эффекта за год , руб.

Прирост экономического эффекта равен:

1367072 492896 874176Э руб.

Экономический эффект на один автогрейдер за срок его службы определяется по


/ /

гсл

а нп

ЭЭ

P Е

, (4.31)

где Эсл – экономический эффект на один автогрейдер за срок его службы, руб;

Pа - коэффициент отчислений на реновацию, определенный с учетом фактора

времени, Pа=0,1054 [12];


Лист

ДП.23.05.01.ТТС.08.05. ПЗ

Енп – норматив приведения разновременных затрат и результатов, [12].

Енп=0,1.

Экономический эффект за счет внедрения одного автогрейдера равен:

1540001461100

0,1054 0,1слЭ

руб.

Результаты расчета сводим в таблицу 4.7

Таблица 4.7

Результаты расчета экономической эффективности

Наименование показателей Условные

обозначения

Единицы

измерения

Значения показателей ,

руб.

Базовая

техника

Новая

техника

Капитальные затраты К руб. 2100000 2120000

Годовая эксплуатационная производи-

тельность

В м2 /год 1616000 3238000

Годовые текущие издержки потреби-

теля Сг руб. 1591000 159000

Экономический эффект Э руб. - 1461100


Лист

ДП.23.05.01.ТТС.08.05. ПЗ


Лист

ДП.23.05.01.ТТС.08.05. ПЗ

- создание комфортных условий и качества труда.

Решение этих задач достигается за счет рассмотрения и анализа возникно-

вения вредных факторов, а также принятие мер по их предупреждению и устра-

нению или приведению их к допустимым нормам.

Далее мы рассмотрим анализ и устранение вредных факторов, возникающих

в процессе работы проектируемого автогрейдера.

5.1. Анализ опасных и вредных факторов

Объектом анализа опасностей является система «оператор-машина окру-

жающая среда» (рисунок 5.1), в которой в единый комплекс, предназначенный

для выполнения определенных функций, объединены технические объекты, люди

и окружающая среда, взаимодействующие друг с другом. При оценке воздействия

негативных факторов и достижения комфортных условий следует учитывать сте-

пень влияния их на здоровье и жизнь оператора.

Оператор

Автогрейдер

Окружающая среда

Рис.5.1 Система «оператор — автогрейдер — окружающая среда».

5.1.1. Производственный микроклимат

Метеорологические условия рабочей среды (микроклимат) оказывают влия-

ние на процесс теплообмена и характер работы. Микроклимат характеризуется

температурой воздуха, его влажностью и скоростью движения, а также интенсив-

ностью теплового излучения. Длительное воздействие на оператора неблагопри-

ятных метеорологических условий резко ухудшает его самочувствие, снижает

производительность труда и приводит к заболеваниям.


Лист

ДП.23.05.01.ТТС.08.05. ПЗ

Высокая температура воздуха способствует быстрой утомляемости рабо-

тающего, может привести к перегреву организма, тепловому удару или профзабо-

леванию. Низкая температура воздуха может вызвать местное или общее охлаж-

дение организма, стать причиной простудного заболевания, либо обморожения.

Влажность воздуха оказывает значительное влияние на терморегуляцию ор-

ганизма человека. Высокая относительная влажность (отношение содержания во-

дяных паров в 1м3 воздуха к их максимально возможному содержанию в этом же

объеме) при высокой температуре воздуха способствует перегреванию организма,

при низкой же температуре она усиливает теплоотдачу с поверхности кожи, что

ведет к переохлаждению организма. Низкая влажность вызывает пересыхание

слизистых оболочек дыхательных путей работающего.

Подвижность воздуха эффективно способствует теплоотдаче организма че-

ловека и положительно проявляется при высоких температурах, но отрицательно

при низких.

Для создания нормальных условий труда в кабине оператора обеспечивают

нормативные значения параметров микроклимата – температуры воздуха, его от-

носительной влажности и скорости движения, а также интенсивности теплового

излучения (ГОСТ 12.2.120-88). Работая в закрытом объеме, оператор будет ощу-

щать значительный дискомфорт из-за отсутствия движения воздуха и недостатка

кислорода. Кроме того, в летний период температура в кабине может превышать

температуру воздуха на 10-15оС. По ГОСТ 12.2.023-90 на рабочем месте операто-

ра должна обеспечиваться подача воздуха не менее 30 м3/ч и по ГОСТ 12.2.019-90

температура должна быть не ниже 14оС и не выше 28

оС при влажности 40-60%.

В ГОСТ 12.1.005-88 указаны оптимальные и допустимые показатели микро-

климата в производственных помещениях. Оптимальные показатели распростра-

няются на всю рабочую зону (кабину), а допустимые устанавливают раздельно

для постоянных и непостоянных рабочих мест в тех случаях, когда по технологи-

ческим, техническим или экономическим причинам невозможно обеспечить оп-

тимальные нормы.

Методы снижения неблагоприятного влияния микроклимата осуществляет-


Лист

ДП.23.05.01.ТТС.08.05. ПЗ

ся комплексом технологических, санитарно-технических, организационно-

технических и методико-профилактических мероприятий.

Для обеспечения в кабинах микроклимата и предельно допустимых концен-

траций вредных веществ в воздухе чаще всего устраивают естественную вентиля-

цию. В нашем случае базовый автогрейдер имеет люки, форточки и опускающие-

ся стекла. Так же, помимо естественной вентиляции возможно применение и при-

нудительной, например пылеуловители, воздухоохладители, кондиционеры и

отопители.

Ведущая роль в профилактике вредного влияния высоких температур, ин-

фракрасного излучения, принадлежит технологическим мероприятиям: замена

старого и внедрение нового оборудования, способствующего снижению неблаго-

приятных условий труда.

5.1.2 Пожароопасность

Горючие элементы автогрейдера:

1. Одежда; 2. Резиновые коврики; 3. Обшивка кабины; 4. Пластмасс; 5. Бу-

мага; 6. Резиновые комплектующие; 7.Обшивка сидения.

Источник возгорания:

1. Короткое замыкание; 2. Проводка; 3. Искра; 4. Курение; 5. Открытый

огонь; 6. Прикосновение горячих частей двигателя с возгорающимися частями ав-

тогрейдера.

В случае возникновения пожара в кабине имеется огнетушитель ОП-5. При

опрокидывании автогрейдера имеется аварийный выход, также имеется аптечка

первой помощи необходимая для устранения травм различной степени тяжести.

5.1.3 Влияние электромагнитных излучений

Спектр электромагнитного излучения природного и техногенного происхо-

ждения, оказывающий влияние на человека, как в условиях быта, так и в произ-

водственных условиях, имеет диапазон волн от тысяч километров (переменный

ток) до триллионной части миллиметра (космические, энергетические лучи). Ха-


Лист

ДП.23.05.01.ТТС.08.05. ПЗ

рактер воздействия на человека электромагнитного излучения в разных диапазо-

нах различен. В связи этим значительно различаются и требования к нормирова-

нию различных диапазонов электромагнитного излучения. Недостаточное осве-

щение рабочего места затрудняет длительную работу, вызывает повышенное

утомление и способствует развитию близорукости. Слишком низкие уровни ос-

вещенности вызывают апатию и сонливость, а в некоторых случаях способствуют

развитию чувства тревоги.

Длительное пребывание в условиях недостаточного освещения сопровожда-

ется снижением интенсивности обмена веществ в организме и ослаблением его

реактивности.

К таким же последствиям приводит длительное пребывание в световой сре-

де с ограниченным спектральным составом света и монотонным режимом осве-

щения.

Излишне яркий свет слепит, снижает зрительные функции, приводит к пе-

ревозбуждению нервной системы, уменьшает работоспособность, нарушает меха-

низм сумеречного зрения.

Искусственное освещение помогает избежать многих недостатков харак-

терных для естественного освещения, и обеспечить оптимальный световой ре-

жим. Однако условия гигиены труда требуют максимального использования есте-

ственного освещения, так как солнечный свет оказывает оздоровляющее действие

на организм. Оно не используется только там, где это противопоказано техноло-

гическими условиями производства.

Осветление кабины с четырех сторон позволит максимально использовать

естественное освещение, обеспечит обзорность. При недостаточном естественном

освещении в светлое время суток используют и искусственный свет. В кабине

оператора устанавливают лампочки подсветки, а на базовой машине обязательно

наличие фар. Гигиеническое нормирование искусственного и естественного ос-

вещения осуществляется по СНиП 23-05-95.

Освещение рабочей зоны согласно санитарным нормам ГОСТ 12.2.120-88

должна быть не менее 10 лк. Освещение в кабине составляет порядка 50 лк.


Лист

ДП.23.05.01.ТТС.08.05. ПЗ

5.1.4 Влияние звуковых волн

Шум – это беспорядочное сочетание звуков различной частоты и интенсив-

ности (силы), возникающих при механических колебаниях в твердых, жидких и

газообразных средах. Шум отрицательно влияет на организм человека и в первую

очередь на его центральную нервную и сердечно-сосудистую системы. Длитель-

ное воздействие шума снижает остроту слуха и зрения оператора, повышает кро-

вяное давление, утомляет центральную нервную систему, в результате чего ос-

лабляется внимание, увеличивается количество ошибок в действиях работающего,

снижается производительность труда. Воздействие шума приводит к появлению

профессиональных заболеваний и может явиться также причиной несчастного

случая. Источниками шума являются: шум работающего двигателя, стук в короб-

ках передач и т. д.

Постоянным считается шум, уровень которого за восьмичасовой рабочий

день изменяется во времени не более чем на 5 дБА, непостоянным – более чем на

5 дБА.

ГОСТ 12. 1.003 –83 устанавливает предельно-допустимые условия постоян-

ного шума на рабочих местах, при которых шум, действуя на работающего в те-

чение восьмичасового рабочего дня, не приносит вреда здоровью.

Производственный шум нарушает информационные связи, что вызывает

снижение эффективности и безопасности деятельности человека, так как высокий

уровень шума мешает услышать предупреждающий сигнал опасности. Кроме то-

го, шум вызывает обычную усталость. При действии шума снижаются способ-

ность сосредоточения внимания, точность выполнения работ, связанных с прие-

мом и анализом информации, и производительность труда.

Наиболее эффективным является борьба с шумом в источнике его возник-

новения. Шум механизмов возникает вследствие упругих колебаний, как всего

механизма, так и отдельных его деталей. Причины возникновения шума механи-

ческие, аэродинамические и электрические явления, определяемые конструктив-

ными и технологическими особенностями оборудования, а также условиями экс-

плуатации. Так в автогрейдере источниками шума являются: двигатель, стартер,


Лист

ДП.23.05.01.ТТС.08.05. ПЗ

генератор, трансмиссия, рабочий орган. В связи с этим различают шумы механи-

ческого, аэродинамического и электрического происхождения.

Широкое применение получили методы снижения шума на пути его распро-

странения посредством установки звукоизолирующих и звукопоглощающих пре-

град. Например: шумоизоляционные перегородки кабин, кожух на двигатель и

другое.

Средствами индивидуальной защиты от шума являются ушные вкладыши,

наушники и шлемофоны ГОСТ 12.4.051-78. Эффективность индивидуальных

средств защиты зависит от используемых материалов, конструкции, силы прижа-

тия, правильности ношения.

5.1.5 Влияние вибрации

Вибрация представляет собой процесс распространения механических коле-

баний в твердом теле.

Длительное воздействие вибрации ведет к развитию профессиональной

вибрационной болезни. Вибрация, воздействуя на машинный компонент системы

ЧМ (человек-машина), снижает производительность технических установок (за

исключением специальных случаев) и точность считываемых показаний прибо-

ров, вызывает знакопеременные приводящие к усталостному разрушению напря-

жения в конструкции.

Вибрации могут быть непреднамеренными (например, из-за плохой балан-

сировки и центровки вращающихся частей машин и оборудования, пульсирующе-

го движения жидкости) и специально используемые в технологических процессах.

Особенно вредны вибрации с вынужденной частотой, совпадающие с часто-

той собственных колебаний тела человека или его отдельных органов (для тела

человека 6...9 Гц, головы 6 Гц, желудка 8 Гц, других органов в пределах 25 Гц).

Частотный диапазон расстройств зрительных восприятий между 60 и 90 Гц,

что соответствует резонансу глазных яблок.

Для санитарного нормирования и контроля вибраций используется ГОСТ

12.1.012-90. При работе автогрейдера возникают горизонтальные и вертикальные


Лист

ДП.23.05.01.ТТС.08.05. ПЗ

толчки и тряска, сопровождающиеся возникновением периодических импульсных

ускорений.

На оператора действуют общая вибрация-от двигателя, трансмиссии, рабо-

чего оборудования; локальная-на руки от трансмиссии, передаваемая через рыча-

ги коробки передач, на ноги от двигателя, передаваемая через педали.

Для борьбы с вибрацией машин и оборудования и защиты, работающих от вибра-

ции используют различные методы. Борьба с вибрацией в источнике возникнове-

ния связана с установлением причин появления механических колебаний и их

устранением, например, замена кривошипных механизмов равномерно вращаю-

щимися, тщательный подбор зубчатых передач, балансировка вращающихся масс

и тому подобное. Для снижения вибрации широко используют эффект вибро-

демпфирования — превращение энергии механических колебаний в другие виды

энергии, чаще всего в тепловую. Для ослабления передачи вибрации от источни-

ков ее возникновения полу, рабочему месту, сиденью, рукоятке широко приме-

няют методы виброизоляции. Для этого на пути распространения вибрации вво-

дят дополнительную упругую связь в виде виброизоляторов из резины, пробки,

войлока, асбеста, стальных пружин. В качестве средств индивидуальной защиты

работающих используют специальную обувь на массивной резиновой подошве.

Для защиты рук служат рукавицы, перчатки, вкладыши и прокладки, которые из-

готовляют из упругодемпфирующих материалов.

Важным для снижения опасного воздействия вибрации на организм челове-

ка является правильная организация режима труда и отдыха, постоянное меди-

цинское наблюдение за состоянием здоровья, лечебно–профилактические меро-

приятия, такие как гидропроцедуры (теплые ванночки для рук и ног), массаж рук

и ног, витаминизация и другое.

5.2 Расчет микроклимата

Улучшение труда в целом представляет собой совокупность факторов, су-

щественно влияющих на состояние здоровья человека–оператора, его работоспо-

собность и, в конечном счете, на производительность машины. Кабина оператора


Лист

ДП.23.05.01.ТТС.08.05. ПЗ

должна защищать его от неблагоприятных и вредных факторов.

Микроклимат кабины самоходной машины и производственной среды по-

мещений определяется действующими на организм человека сочетаниями темпе-

ратуры, влажности и скорости движения воздуха, а также температурой окру-

жающих человека поверхностей.

Микроклимат на рабочем месте оператора строительно–дорожной машины

должен обеспечивать нормальный уровень теплообмена человека со средой, ком-

фортную теплоизоляцию, высокую работоспособность и производительность тру-

да, повышать устойчивость организма

Нормализация микроклимата, то есть доведение его параметров до требуе-

мых норм осуществляется за счет процессов отопления, вентиляции и кондицио-

нирования воздуха.

Кондиционирование воздуха – это подготовка воздушной среды. подавае-

мой к рабочему месту, с удержанием основных параметров в пределах норм с

обязательной очисткой приточного воздуха. Необходимость применения конди-

ционирования воздуха вызвано не только санитарно-гигиеническими нормами, но

и требованиями технологического процесса.

5.3 Экологическая безопасность

Защита воздушного бассейна от загрязнений регламентируется предельно

допустимыми концентрациями вредных веществ в атмосферном воздухе населен-

ных пунктов, предельно допустимыми выбросами вредных веществ и временно

согласованными выбросами вредных веществ от источника загрязнения. Картер-

ные газы и топливные испарения загрязняют воздушный бассейн, в основном уг-

леводородом, и учитываются дополнительным коэффициентом. При отсутствии в

конструкции машины мембранной замкнутой системы вентиляции картера, сум-

марный выброс углеводородов рекомендуется увеличить в среднем в полтора

раза. Предельно-допустимые выбросы машин с двигателем внутреннего сгорания

регламентируются ГОСТом 17.2.2.203-87.

Основные компоненты, выбрасываемые в атмосферу при сжигании различ-


Лист

ДП.23.05.01.ТТС.08.05. ПЗ

ных видов топлива в двигателях внутреннего сгорания, – нетоксичные диоксид

углерода и водяной пар. Однако кроме них в атмосферу выбрасываются и вред-

ные вещества, такие как оксид углерода, оксиды серы, азота, соединения свинца,

сажа, углеводороды, в том числе канцерогенный бенз(а)пирен, несгоревшие час-

тицы твердого топлива и тому подобное.

Токсичными выбросами двигателей внутреннего сгорания являются отра-

ботавшие картерные газы, пары топлива из топливного бака. Основная доля ток-

сичных примесей поступает в атмосферу с отработавшими газами двигателя

внутреннего сгорания. С картерными газами и парами топлива в атмосферу по-

ступает около 45% углеводородов от их общего выброса.

Исследования состава отработавших газов двигателей внутреннего сгора-

ния показывают, что в них содержится несколько десятков компонентов. Дизель-

ные двигатели внутреннего сгорания выбрасывают в больших количествах сажу,

которая в чистом виде нетоксична. Однако частицы сажи, обладая высокой ад-

сорбционной способностью, несут на своей поверхности частицы токсичных ве-

ществ, в том числе и канцерогенных. Сажа может длительное время находится во

взвешенном состоянии в воздухе, увеличивая время воздействия токсичных ве-

ществ на человека.

Состав отработавших газов двигателей внутреннего сгорания зависит от

режима работы двигателя. В дизелях с уменьшением нагрузки содержание ток-

сичных компонентов в отработавших газах уменьшается, а при работе на режиме

максимальной нагрузки возрастает за счет роста выбросов оксида углерода, окси-

дов азота и углеродов. Количество вредных веществ, поступающих в атмосферу в

составе отработавших газов, зависит от общего технического состояния машин и,

особенно от двигателя – источника наибольшего загрязнения.

Большое внимание должно быть уделено охране природы в процессе земля-

ных работ (ГОСТ 17.2.203-87). При подготовке трассы сооружения необходимо

очищать ее от леса и кустарника с максимально возможным сохранением лесного

массива. Деревья ценных пород должны быть пересажены. По возможности сле-

дует избегать использования грунта из боковых резервов или ограничивать их


Лист

ДП.23.05.01.ТТС.08.05. ПЗ

глубину до 1...1,5 м.

В соответствии с действующим законодательством строительные организа-

ции, работающие на сельскохозяйственных землях и лесных угодьях, должны за

свой счет приводить эти участки в состояние, пригодное для дальнейшего ис-

пользования (рекультивировать). Работы выполняются в ходе строительства или

не позднее чем в течение года после их завершения. При рекультивации расти-

тельный слой грунта, срезанный во время расчистки под будущее сооружение и

перемещенный в сторону, возвращают на открытые грунтовые участки резервов.

При эксплуатации автогрейдера необходимо также соблюдать следующие

правила:

Запрещается работа на машинах с повышенной дымностью, при утечках

топлива, масел, рабочих жидкостей. Попадая в грунт, эти материалы отрицатель-

но влияют на окружающую природу. Категорически запрещается сливать отрабо-

тавшие нефтепродукты на землю, в водоемы и канализационную сеть.

Эти материалы следует собирать и сдавать на нефтебазы или уничтожать метода-

ми, согласованными с Госсан инспекцией.


Лист

ДП.23.05.01.ТТС.08.05. ПЗ

Заключение

В соответствии с поставленными целями и заданием в дипломном проекте

разработаны и решены следующие вопросы.

Был произведен патентный поиск и выбрана оптимальная конструкция для

модернизации штатного оборудования автогрейдера.

Во втором разделе был выбран комплект машин и произведены расчеты

технико-экономических показателей для СКМ с базовой техникой и модернизи-

рованнным автогрейдером. Расчеты показали повышение эффективности модер-

низированного рабочего оборудования.

В конструкторском разделе был произведен расчет на прочность одного из

наиболее нагруженных элементов рабочего оборудования. В соответствии с кри-

терием прочности были уточнены размеры и материал детали.

В технологическом разделе рассматривался процесс восстановления дета-

ли рабочего оборудования, рассчитаны режимы механической обработки при вос-

становлении. В соответствии с расчетом были выбраны материалы для восстанов-

ления детали, оборудование и параметры операций.

Производительность труда в значительной степени зависит от условий ра-

боты оператора. Для этого в кабине должны поддерживаться оптимальные пара-

метры микроклимата. Так в зимнее время на рабочем месте оператора должна

поддерживаться оптимальная температура. Для этого в разделе, посвященном

безопасности жизнедеятельности был произведен расчет калорифера. Так же в

этом разделе были рассмотрены вопросы экологии и охраны труда.

В экономическом части были рассмотрены затраты, связанные с модерни-

зацией техники, а так же рассчитаны затраты на эксплуатацию серийного и мо-

дернизированного автогрейдера. У модернизированной техники затраты незначи-

тельно выше, при том, что годовой экономический эффект достигает 1461100 ты-

сячи рублей.

В дипломном проекте разработано специализированное навесное оборудо-

вание для уборки наледи с автомобильных дорог. Преимущества данного обору-

дования заключается в следующем:


Лист

ДП.23.05.01.ТТС.08.05. ПЗ

– отсутствие дорогостоящих узлов и элементов;

– низкая стоимость оборудования (в сравнении с другими аналогами);

– упрощенная конструкция;

– высокая ремонтопригодность;

– высокая надежность;

Полученные значения подтверждают эффективность предложенного обору-

дования, при относительно небольших затратах на его изготовление.


Лист

ДП.23.05.01.ТТС.08.05. ПЗ

Список литературы

1 Севров К.П. , Горячко Б.Ф., Покровский А.А. «Автогрейдеры . Конструк-

ция , теория , расчет». «Машиностроение» , 2008г, 192с.

2 Анурьев В.И. «Справочник конструктора машиностроителя» . Части 1,2,3

М. «Машиностроение» 2010г.

3 Алексеева Т.В., Артемьев К.А. «Дорожные машины» часть 1. Машины

для землеройных работ. М. «Машиностроение» 2012г., 504с.

4 «Гидравлические агрегаты» . Часть 2 . М., ЦНИИТЭ тракторсельхозмаш .

2011г., 245с.

5 Дегтярев В.С. «Основы автоматизации землеройных машин» - М.: Выс-

шая школа, 2013г.83с.

6 Щедровский С.С. «Автоматизация дорожных и мелиоративных машин» -

Строительные и дорожные машины 2009г.,№3.

7 Скловский А.А. «Автоматизация дорожных машин» 2-е издание, перера-

ботанное и дополненное – Рига : «Авотс» 2009г., 358с.

8 Решетов Д.Н. «Детали машин». Москва: «Машиностроение», 2012г., 496 с.

9 «Преимущества гидромеханической системы контроля продольного и по-

перечного профилей по сравнению с электронной системой на дорожных

машинах» Перевод ЦНИИТЭ Строймаш Б – 18441, НТЛ, 14-77-14 (182),

4с.

10 Строительные нормы и правила СНиП III-40-78. Часть III , глава 40. «Пра-

вила производства и приемки работ, автомобильные дороги». М.: Строй-

издат , 2010г.,142с.

11 Н.С. Галдин «Расчет объемного гидропривода мобильных машин» .

2003г.,28с.

12 Алексеева Т.В., Галдин Н.С., Шерман Э.Б. «Гидравлические машины и

гидропривод мобильных машин».- Новосибирск : Издательство НГУ,

2015г., 212с.

13 Витушкин , Калугин , Шаронов «Методические указания по технико-

экономическому обоснованию дипломных работ»


Лист

ДП.23.05.01.ТТС.08.05. ПЗ

14 Броневич Г. А. «Курсовое и дипломное проектирование по специальности

строительные машины и оборудование». – М.: Стройиздат, 2007. – 240 с.

15 Авторское свидетельство RU № 2396389. «Рабочий орган для удаления

льда и уплотненного снега с дорожных покрытий».

16 Авторское свидетельство RU №226757. « Рабочий орган для удаления


17 Авторское свидетельство RU №2398928. «Рабочий орган для удаления


18 Основы механизации строительства дорожных оснований и покрытий:

учебное пособие / Пермяков В.Б.. – Омск, 2015. – 82 с.

19 Справочник технолога – машиностроителя. В 2-х т. Т.1 / Под ред. Косило-

вой А. Г. – М.: Машиностроение, 2014. – 656 с.

20 Тылкин М.А. «Справочник термиста ремонтной службы» 2011г.,647с.

21 Аршинов В.А. «Резание металлов и режущий инструмент». Изд. 3-е пере-

раб. и доп. Учебник для машиностроительных техникумов. М., ”Машино-

строение”, 2008. – 440 с.

22 Писаренко Г.С. «Сопротивление материалов» М- : 2010г., 775с.

23 Мягков В.Д., Палей М.А., Романов А.Б., Брагинский В.А. «Допуски и по-

садки» Справочник в 2-х ч.Л.: Машиностроение 2012г. – Ч.1 543с.

24 Кукин П.П., Лапин В.Л., Подгорных Е.А., Пономарев Н.Л., Сердюк Н.И.

«Безопасность технологических процессов и производств» Высшая школа

2015г.,317с.

25 Юдин Е.А. «Охрана труда в машиностроении». Москва 2016г., 335 с.

26 Филипов В.И. «Охрана труда при эксплуатации строительных машин:

«Строительные, дорожные машины», Москва: Высшая школа 2014г., 340

с.

27 Методические указания для студентов, обучающихся по специальности

23.05.01 Наземные транспортно-технологические средства, специализации

подъемно-транспортные,строительные, дорожные средства и оборудова-

ние / сост. С.Ч. Монгуш, Ч.Д. Шавыраа-Кызыл: Изд-во ТувГУ.-2016.-34 с.


Лист

ДП.23.05.01.ТТС.08.05. ПЗ


Лист

ДП.23.05.01.ТТС.08.05. ПЗ


Лист

ДП.23.05.01.ТТС.08.05. ПЗ


Лист

ДП.23.05.01.ТТС.08.05. ПЗ


Лист

ДП.23.05.01.ТТС.08.05. ПЗ


Лист

ДП.23.05.01.ТТС.08.05. ПЗ


Лист

ДП.23.05.01.ТТС.08.05. ПЗ


Лист

ДП.23.05.01.ТТС.08.05. ПЗ


Лист

ДП.23.05.01.ТТС.08.05. ПЗ


Лист

ДП.23.05.01.ТТС.08.05. ПЗ

Documents

5. ПЗ - tuvsu.ruold.tuvsu.ru/upload/itf/TTS/vkr/VKR_SDM-814_2019/Oyun...т/м3; 5) лед, когда все кристаллы снега превратились в лед с объемным