Автор работы: Пользователь скрыл имя, 08 Апреля 2013 в 20:57, дипломная работа
В последнее время работам по созданию отечественных колёсных машин уделяется большое внимание. Необходимо разрабатывать и внедрять в производство эти машины. Создание и внедрение колёсных тракторов и лесных машин на их базе позлит сократить парк трелёвочных тракторов, улучшить условия труда рабочих, сэкономить материальные и топливно-энергетические ресурсы, за счёт снижения металлоёмкости конструкций, повышения их тяговых характеристик и снижения удельного расхода топлива на единицу заготовленной (транспортируемой) древесины.
Введение ………………………………………………………………… 5
Обоснование темы дипломного проекта ………………………………. 7
Обзор существующих колёсных тракторов ……………………………10
2.1.Обзор отечественных колёсных тракторов ………………………..10
2.2.Обзор зарубежных колёсных тракторов …………………………...15
Выбор узлов трансмиссии лесотранспортной машины ………………..20
3.1.Классификация трансмиссий ……………………………………….20
3.2.Общие сведения о разрабатываемой лесотранспортной машине ...23
3.3.Разработка компановочно-кинематической схемы лесотранспортной машины …………………………………………………25
3.4.Расчет и построение тяговой характеристики ……………………..29
Расчет синхронизирующего редуктора …………………………………33
4.1.Конструкция синхронизирующего редуктора ……………………..33
4.2.Выбор передаточного числа синхронизирующего редуктора ……33
4.3.Определение крутящих моментов и частоты вращения валов синхронизирующего редуктора …………………………………………….34
4.4.Расчет конической передачи ……………………………………… 36
4.5.Расчет цилиндрической передачи ………………………………….45
4.6.Компоновка синхронизирующего редуктора и определение его основных размеров ………………………………………………………….49
4.7.Расчет валов синхронизирующего редуктора ……………………. 50
4.8.Расчет оси промежуточной передачи ……………………………... 64
4.9.Выбор подшипников для валов синхронизирующего редуктора .. 65
4.10. Расчет шлицевых соединений ……………………………………. 72
Расчет экономической эффективности от внедрения лесотранспортной машины ………………………………………………………………….. 75
5.1.Экономическое обоснование расчета …………………………….. 75
5.2.Расчет экономических показателей ………………………………. 76
Использование лесотранспортной машины в чрезвычайных ситуациях мирного и военного времени …………………………………………... 82
Мероприятия по охране труда при эксплуатации при проведении текущего ремонта лесотранспортной машины ……………………….. 86
7.1.Техника безопасности при работе на лесотранспортной машине ..86
7.2.Расчет минимального радиуса поворота в зависимости от скорости и от устойчивости ………………………………………………………88
Литература ………………………………………………
Показатели |
ЛТ-190 |
Базовая машина |
Трактор МТЗ-80 с унифицированной кабиной, задняя тележка автогрейдера ДЗ-143 |
Эксплуатационная мощность двигателя, кВт |
55 |
Производительность по чистому времени работы при расстоянии трелёвки 1500…3000,м и объеме хлыста 0,13…0,22м3, м3/ч, не менее |
6,3 |
Объем трелюемой пачки, м3 |
5 |
Средняя скорость движения, км/ч |
1,89…17,95 |
Среднее статическое давление на грунт, кПа, не более |
100 |
Колея, мм |
1900 |
База машины, мм |
3500 |
Передний угол въезда, град, не менее |
15 |
Угол складывания полурам, град, не менее |
40 |
Минимальный радиус поворота, м, не более |
7 |
Вылет гидроманипулятора, ммаксимальный |
6,0 |
минимальный |
1,3 |
Угол поворота гидроманипулятора в горизонтальной плоскости, град |
270 |
Грузовой момент гидроманипулятора, кН.м, не менее |
50 |
Площадь сечения захвата, м2, не менее |
0,12 |
Раскрытие челюстей захвата, мм, не менее |
650 |
Угол поворота захвата, град |
200 |
Удельный расход топлива, г/м3, не более |
290 |
Габаритные размеры машины в транспортном положении, мм, не более |
9000х2500х3800 |
Конструктивная масса, кг, не более |
1100 |
Масса навесного оборудования, кг, не более |
2500 |
В состав машины входят:
1.) передний тяговый модуль - колёсный трактор МТЗ-80, с которого демонтированы передние колёса с подвеской и приводом, а также устройства для прицепного сельскохозяйственного оборудования;
2.) задний приводной модуль - задняя тележка автогрейдера ДЗ-143, привод который осуществляется от заднего вала отбора мощности трактора, при помощи карданных валов и синхронизирующего редуктора;
3.) рама тележки сварной конструкции;
4.) гидроманипулятор ЛВ-184, расположенный в передней части рамы тележки;
5.) зажимной коник трактора ТБ-1.
Передний и задний модули сочленены между собой шарнирно. Управление машиной осуществляется при помощи двух гидроцилиндров, гидроруля и рулевого колеса. Управление манипулятором и зажимным коником осуществляется рычагами перемещения золотников распределителей из кабины машины.
Кабина снабжена универсальным поворотным сиденьем, регулируемым по высоте в зависимости от роста оператора.
Карельский НИИ лесной промышленности и Петрозаводское АО “Ремонтно-механический завод” разработали семейство полноприводных погрузочно-разгрузочных машин ЛТ-189. Это сортиментовозы, предназначенные для сбора, погрузки, транспортировки и разгрузки с подсортировкой сортиментов при перемещении их с лесосеки к лесовозной дороге. Машины используются при проведении всех видов несложных рубок на участках с равнинным и слабопересеченным рельефом местности.
Для работы на грунтах с низкой несущей способностью или при снежном покрове до 70см монтируют гусеничные ленты, охватывающие попарно колёса тележки.
Машины семейства ЛТ-189 применяются в комплексе с многооперационными машинами, при заготовке сортиментов вальщиком, заготовке пневого осмола, сборе лесосечных отходов, нижескладских работах и др.
Машина состоит из трактора МТЗ-80 без передней оси тандемной тележки, гидроманипулятора и технологического оборудования.
Серийный выпуск машин ЛТ-189 налажен Петрозаводским ремонтно-механическим заводом в 1990 году.
Машины успешно эксплуатируются в хозяйствах Карелии, Латвии, а также в Московской, Новгородской и Вологодской областях.
Машина соответствует всем предъявляемым требованиям, имеет высокую проходимость, проста в обслуживании и управлении.
Относительно невысокая стоимость и низкие эксплуатационные расходы делают её конкурентоспособной по сравнению с импортной техникой.
Краткая техническая характеристика машин ЛТ-189 представлена в таблице 2.3.
Показатели |
ЛТ-189 |
ЛТ-189А |
ЛТ-189Ф | ||
Энергетический модуль |
МТЗ-80 |
МТЗ-82Р |
МТЗ-80 | ||
Приводной модуль |
Тележка автогрейдера ДЗ-122А |
Тележка СА-0.4.210 HAF | |||
Дорожный просвет, ммпод передним мостом |
465 |
660 |
465 | ||
Под задним мостом |
465 |
500 |
620 | ||
Вылет стрелы, м |
5,2 |
5,2 |
6,5 | ||
Эксплуатационная масса, т |
10,5 |
11 |
8,5 | ||
Габаритные размеры, м |
9,4х2,65х3,16 |
9,6х2,45х3 | |||
Длина перевозимых сортиментов, м |
2-6 | ||||
Нагрузка на рейс, м3 |
7,5 |
8,25 |
10 |
Сортиментовоз СФ-55С - предназначен для сбора, транспортировки по лесосеке, волокам, усам к лесовозным дорогам, к лесным приречным складам, разгрузки и складирования сортиментов от рубок главного и промежуточного пользования. Может использоваться как погрузочно-транспортная машина. Трактор обладает высокой скоростью, маневренностью, проходимостью на грунтах с низкой несущей способностью.
Техническая характеристика представлена в таблице 2.4.
Таблица 2.4. Краткая техническая характеристика СФ-55С
Показатели |
СФ-55С |
Базовый трактор |
ЭСВМ-7 |
Марка двигателя |
СМД-62 |
Номинальная мощность двигателя, кВт |
128,8 |
Габаритные размеры, м |
8,2х3,5х3,9 |
База машины, мм |
5300 |
Колея, мм |
2320 |
Дорожный просвет, мм |
650 |
Грузоподъемность манипулятора, кг При max вылете (7,1 м) |
610 |
При min вылете (3 м) |
1710 |
2.2. Обзор зарубежных колёсных тракторов.
Во всех странах с развитой лесозаготовительной промышленностью нашли широкое применение колёсные лесопромышленные тракторы, оснащенные различным технологическим оборудованием. К достоинствам зарубежных лесных колёсных тракторов можно отнести наличие гидромеханических трансмиссий, электрогидроуправляемых коробок передач, лебёдок с гидроприводом, кабин обеспечивающих безопасные и комфортные условия труда операторов.
Рассмотрим несколько моделей зарубежных колёсных тракторов.
Форвардер Локомо 910.
На передней полураме установлены двигатель и коробка передач, передняя ось, кабина оператора, управление погрузчиком и вспомогательные устройства.
Задняя полурама несёт на себе погрузчик, платформу со стойками, подвижной защитный экран и заднюю колёсную тележку. Шарнирное устройство соединения полурам снабжено автоматическим стабилизирующим тормозом.
Машина оборудуется гидроманипулятором Фаскаре F50L или Кранаб 50 с грузовым моментом 45…55,кН.м и максимальным вылетом 6,5,м , который может быть увеличен до 10,2,м.
Форвардер Локомо 910 имеет ширину в зависимости от типа шин 2,48…2,64,м , высоту, включая гидроманипулятор- 3,27,м. Полезная нагрузка машины- 10,т , при собственной массе- 9,5,т.
Машина в 1985 году оказалась наиболее популярной среди подобных машин в Финляндии. Это достигнуто за счет эффективного соотношения массы трактора и грузоподъемности, эффективной трансмиссии, высокой маневренности и низкого удельного давления на грунт.
Форвардер Локомо 933С.
Предназначен для трелёвки хлыстов и деревьев.
Шасси трактора состоит из двух шарнирно соединенных двухосных тележек. Машина имеет четырёхцилиндровый дизельный двигатель с водяным охлаждением и турбонаддувом, максимальная мощность- 141,кВт; гидромеханическую трансмиссию с гидротрансформатором Кларк и коробкой передач типа Пауэр Шифт; тандемные тележки с автоматической блокировкой дифференциалов, типа Ноу Слин, шины 17,5--25 или 20--25.
Гидроманипулятор Кранаб-100С и коник Локомо-350 предназначены для погрузки и разгрузки лесопродукции.
Габаритные размеры машины: длина- 9400,мм; ширина- 2980,мм; высота без манипулятора- 3700,мм.
Масса форвардера- 20,т и скорость до 30,км/ч.
Форвардер ЭСА-260.
Создан на базе шестиколёсного трактора, все колёса имеют гидромеханический привод. Управление машиной, при движении по дорогам, осуществляется с помощью рулевого колеса, а при движении по лесосеке и в сложных условиях местности электронно-пульсирующей системой, через кулисные переключатели. Форвардер имеет надёжную тормозную систему. Для погрузки-разгрузки лесопродукции установлен манипулятор ЭСА-373, с максимальным вылетом стрелы 6,5,м и грузоподъёмным моментом 84,7,кН.м.
Одноместная безопасная кабина имеет внутри низкий уровень шума, ремни безопасности, кондиционер, систему отопления и хорошее освещение.
Машина имеет следующие габаритные размеры: длина- 9,3,м; ширина- 2,8,м; высота- 3,7,м. Масса машины- 14,т.
Форвардер Брюннет-Мини 672.
Машина имеет восемь ведущих колёс, установленных попарно на четырёх тележках. На форвардере установлен четырёхцилиндровый дизельный двигатель, мощностью 57,кВт. Масса машины 8,5,т, грузоподъемность 7,5,т. Форвардер имеет манипулятор, который установлен на силовом каркасе ограждения кабины. Наибольший вылет стрелы манипулятора до 7,5,м, грузовой момент 55,кН.м, площадь захвата- 0,35,м2, угол поворота- 3600.
Форвардер Вольво БМ Валмет 862.
Машина имеет шесть ведущих колёс. На ней установлен четырёхцилиндровый дизельный двигатель с турбонаддувом, мощностью- 68,кВт.
Грузоподъёмность форвардера- 9,т, при собственной массе машины- 11,95,т. Скорость форвардера до 24,км/ч.
Форвардер Terri 2020D.
Малогабаритный форвардер Terri 2020D состоит из трактора и прицепа, на колёса которого надеты гусеничные цепи. Трактор оснащен трёхцилиндровым дизельным двигателем, мощностью- 17,кВт.
При общей длине 7000--7450,мм, ширина трактора составляет- 1400,мм, прицепа- 1420,мм. Масса трактора- 1380,кг, прицепа- 310,кг. Грузоподъёмность форвардера- 1,7,т.
На форвардере установлен телескопический манипулятор.
Машина рассчитана на трелёвку тонкомерного леса, с её помощью можно трелевать и крупный пиловочник, однако это требует ограничения в диаметре и длине сортиментов (не более 60,см и 3,м соответственно).
В качестве североамериканских форвардеров можно отметить новую модель, выпущенную фирмой “Гафнер Машин” (США)- модель 5510. это колёсная машина с шарнирно-сочлененной рамой, оснащенная коником и погрузочным устройством манипуляторного типа. Новая модель отличается от ранее выпущенных экономичным расходом топлива, более низким центром тяжести, увеличенным крутящим моментом. Грузоподъёмность машины- 6350,кг. Грузоподъёмность стрелы на полном вылете до 1179,кг, а на вылете 2,4,м- 2041,кг.
Форвардеры выпускала и фирма “Тимберджек“, к ним относятся две модели:“230-8 Топ“ и “520А-15 Топ“, известен также форвардер “Три Фармер С71 Турбо“.[1],[4]
Зарубежные машины превосходят отечественные аналоги по многим показателям: это и технические характеристики, и по удобству обслуживания и ремонту, по комфортабельности работы оператора, и по многим другим показателям. Также за рубежом выпускается широкий спектр лесозаготовительных машин, из которого можно выбирать машины, применительно для данных условий производства. Однако разработанные отечественные конструкции лесных машин не во многом уступают зарубежным образцам, а относительно невысокая стоимость и низкие эксплуатационные расходы делают эти машины конкурентоспособными по сравнению с импортной техникой аналогичного класса. Также при дальнейшем обслуживании зарубежные машины обходятся намного дороже, чем отечественные образцы, так как на закупку запасных частей требуются очень большие затраты.
3 ВЫБОР УЗЛОВ ТРАНСМИССИИ ЛЕСОТРАНСПОРТНОЙ МАШИНЫ
3.1 Классификация трансмиссий
Трансмиссии лесных машин классифицируются по типу передач, с помощью которых происходит изменение передаточного числа.
Существуют трансмиссии с механическими, гидравлическими и электрическими передачами, но в чистом виде две последние передачи обычно не применяются. Наряду с электрическими и гидравлическими агрегатами в этих трансмиссиях имеются и механические передачи. Поэтому трансмиссии подразделяются на: