Курсовая работа (т): Расчет погрузочно-разгрузочных работ

Расчет погрузочно-разгрузочных работ

КУРСОВАЯ

Расчет погрузочно-разгрузочных работ

Оглавление

Введение

. Информационный обзор

.1 Назначение погрузочно-разгрузочных машин

.2 Классификация погрузочно-разгрузочных работ и схемы их работы

. Расчет параметров и разработка конструкции изделия.

.1 Техническое описание конструкции и рабочего процесса изделия

.2 Расчеты

.2.1 Определение центра тяжести

.2.2 Расчет ковша

.2.3 Тяговый расчет

.2.4 Проектирование технологического оборудования погрузчика и проверка его на устойчивость

.2.5 Расчет производительности

Заключение

Список использованных источников

Введение

Одноковшовыми погрузчиками называют самоходные подъемно-транспортные машины, у которых основным рабочим органом служит ковш, установленный на конце подъемной стрелы. Зачерпывают насыпной груз ковшом, опущенным вниз, при движении погрузчика вперед в сторону штабеля. Разгружают погрузчик после перемещения его к загружаемому транспортному средству и подъема ковша вверх.

Одноковшовые погрузчики в основном предназначены для погрузки на транспортные средства (автомобили-самосвалы и полувагоны) сыпучих и кусковых грузов и прежде всего заполнителей (песка, гравия, щебня), а также грунта, строительного мусора, каменного угля, кокса и др.

При установке специальных ковшей (на погрузчиках грузоподъемностью свыше 1,5 т) их также применяют для перегрузки скальных пород, разработки и погрузки гравийно-песчаных материалов в карьерах, а при больших грузоподъемностях - и материковых грунтов I-II категории.

Когда вместо ковша устанавливают разное сменное оборудование, погрузчики выполняют ряд вспомогательных работ: монтажных, зачистных, планировочных, снегоуборочных и др.

В данном курсовом проекте производиться расчёт конструктивных и эксплуатационных параметров фронтального погрузчика на базе гусеничного трактора Т-4П.

1. Информационный обзор

.1 Назначение погрузочно-разгрузочных машин

Погрузочно-разгрузочные работы - один из наиболее тяжелых и трудоемких производственных процессов в большинстве отраслей народного хозяйства и особенно в строительстве. При относительно высоком техническом уровне наших основных производств на погрузочно-разгрузочных работах еще широко применяют ручной труд, число занятых здесь людей велико, а затраты на эти работы в различных отраслях народного хозяйства составляют от 10 до 40% общих издержек производства. Для механизации погрузочно-разгрузочных работ в строительстве кроме кранов, экскаваторов и различных подъемников используют специальные машины. Такие машины предназначены для погрузки в транспортные средства и разгрузки из них сыпучих, кусковых и штучных грузов, а также для доставки их к месту использования в пределах строительной площадки и выполнения различных монтажных и вспомогательных операций. Они бывают специализированные, используемые на складах предприятий строительной индустрии и пристанционных складах (скребковый разгрузчик - для разгрузки песка, щебня, гравия и т.п. из железнодорожных платформ; разгрузочно-штабелевочная машина - для разгрузки полувагонов), и универсальные самоходные погрузчики. Последние представляют собой чаще всего колесную или гусеничную подъемно-транспортную машину, снабженную одним или (чаще всего) несколькими сменными рабочими органами.

Для погрузочно-разгрузочных работ в строительном производстве используют погрузчики и разгрузчики. Практика применения экскаваторов в качестве погрузчиков на карьерах и складах нерудных материалов показала, что они менее эффективны, чем погрузчики.

1.2 Классификация погрузочно-разгрузочных машин

Погрузчики классифицируются по следующим признакам:

по грузоподъемности;

по расположение подъемного устройства;

по типу привода;

по числу опорных колес.

По грузоподъемности погрузчики могут быть от 500 кг до 52 тонн.

По расположению подъемного устройства погрузчики бывают фронтальные (с передней разгрузкой), полуповоротные (с боковой разгрузкой), перекидные (с задней разгрузкой). Наибольшее распространение в строительстве нашли фронтальные и полуповоротные погрузчики, так как они устойчивы и обеспечивают удобную разгрузку, отличаются высокой маневренностью и производительностью.

По типу привода погрузчики делятся на погрузчики с Двигателями Внутреннего Сгорания или ДВС: бывают дизельные, газовые/бензиновые или газобензиновые - и электрические погрузчики (электропогрузчики).

По числу опорных колес электрические погрузчики бывают трехопорные и четырехопорные. Выпуск трех - и четырехопорных электропогрузчиков обусловлен с функциональным назначением и спецификой применения такой техники.

По принципу действия различают погрузчики цикличного и непрерывного действия. К первым относятся одноковшовые и вилочные погрузчики, а ко вторым - многоковшовые погрузчики.

По назначению погрузочно-разгрузочные машины разделяют на погрузчики для штучных грузов - вилочные погрузчики и для сыпучих и мелкокусковых материалов - одно - и многоковшовые погрузчики.

По роду погружаемых грузов погрузчики делят на погрузчики для штучных грузов (подхватывающие или вилочные) и для сыпучих грузов (зачерпывающие). Зачерпывающие погрузчики делят на одноковшовые и многоковшовые непрерывного действия. Одноковшовые погрузчики являются универсальными и могут применяться в различных условиях. Многоковшовые применяются на базисных складах, в дорожном строительстве и там, где рабочий процесс должен быть непрерывным.

В зависимости от ходового оборудования погрузчики могут быть гусеничные и колесные. Погрузчики на гусеничном ходу имеют высокую проходимость и развивают большое напорное усилие. Колесные погрузчики отличаются большей маневренностью и высокими транспортными скоростями, не разрушают поверхности дорог и площадок складов.

Вилочные погрузчики

Вилочные погрузчики применяют для погрузочно-разгрузочных работ. У вилочных погрузчиков основным видом рабочего оборудования являются вилы, которые служат для погрузки и разгрузки штучных грузов. Эти погрузчики имеют различное сменное оборудование. При оборудовании ковшами или грейферами они выполняют погрузку и разгрузку сыпучих и мелкокусковых материалов, а при оборудовании стрелами их применяют для подъема грузов на небольшую высоту и иногда для монтажа строительных конструкций. Автопогрузчики изготовляют с использованием узлов серийных автомобилей и оснащают, как и одноковшовые погрузчики, комплектом сменных рабочих органов. Однако основной вид рабочего оборудования - вилочный захват, который можно подвести под штучный груз, установленный на подкладках.

Все органы автопогрузчика (рис. 1 а) смонтированы на ходовой раме, которая опирается на передние ведущие двухскатные колеса 2 и задние управляемые односкатные колеса 6. В передней части рамы смонтирован грузоподъемник 3 с рабочим органом, а в задней - противовес 5. Последний обеспечивает собственную и грузовую устойчивость движущегося погрузчика. Грузоподъемник (рис. 1 б) включает в себя основную раму 9, которая шарнирно прикреплена к раме машины и может отклоняться от вертикали с помощью двух гидроцилиндров № на угол до 3° вперед и до 12° назад, чем обеспечивается захват грУ³⁴ при загрузке и его устойчивое положение при транспортировании. Внутри основной рамы на катках с помощью гидроцилиндра 11 перемещается выдвижная рама 12, по которой на роликах перемещается грузовая каретка 13 с прикрепленными к ней вилами 1. Каретка подвешена на двух грузовых цепях 7, которые огибают звездочки 8 на выдвижной раме и закрепляются другим концом на основной раме.

Рис. 1а. Автопогрузчик: а - конструктивная схема; 6 - схема грузоподъемника; 1 - вилы; 2,6 - ведущие и управляемые колеса; 3 - грузоподъемник; 4 - двигатель; 5 - противовес; 7 - цепи; 8 - звездочки; 9 - основная рама; 10, 11 - гидроцилиндры; 12 - выдвижная рама; 13 - грузовая каретка

Такая конструкция образует двухкратный полиспаст для выигрыша в скорости, то есть грузовая каретка движется в 2 раза быстрее, чем шток гидроцилиндра. Такие погрузчики выпускают с грузоподъемностью 2...10 т и высотой подъема до 4...6 м. Максимальная скорость перемещения автопогрузчика с грузом 6...15 км/ч, без него - до 45 км/ч.

Техническая производительность (м³/ч) одноковшовых погрузчиков при работе с сыпучими материалами:

П_T = 3600qК_н/ (t_цK_p)

где q - вместимость ковша, м³;

K_н - коэффициент наполнения ковша;

t_ц - время цикла, с;

K_р - коэффициент разрыхления материала.

При работе со штучными грузами техническая производительность (т/ч)

П_т= 3600 GK_г/t_ц,,

где G - грузоподъемность погрузчика, т;

К_{г -} коэффициент использования по грузоподъемности.

Время цикла включает в себя:

время на наполнение ковша;

время на отъезд от забоя; время на подъезд к транспорту или отвалу;

время разгрузки и время обратного хода.

Вилочные погрузчики работают на площадках с твердым покрытием. В соответствии с этим их в основном применяют на складах и в качестве внутризаводского транспорта. Они выполняются на базе автомобилей, поэтому их называют также автопогрузчиками. В качестве привода используют двигатели внутреннего сгорания и электродвигатели, обычно работающие от аккумуляторов. Автопогрузчики выпускают грузоподъемностью 3-5 т, с высотой подъема груза до 6 м. Скорость подъема груза 3 - 50 м/мин, скорость перемещения без груза до 40 км/ч, с грузом - до 20 км/ч.

Рис 1б. Грузоподъёмник вилочного погрузчика

Рабочее оборудование подвешивается на грузоподъемник (рис. 1б). Он состоит из основной (неподвижной) / и выдвижной (2) рам. К выдвижной раме подвешивается каретка (4), к которой прикрепляется рабочее оборудование. Рама с кареткой поднимается при помощи гидроцилиндра (3) одностороннего действия, установленного на основной раме. При подъеме подвижной рамы одновременно по этой раме перемещается каретка. Это осуществляется благодаря тому, что каретка подвешена на двух цепях (5), один конец которых переброшен через блоки, закрепленные на верхней траверсе подвижной рамы, а второй конец закреплен на основной раме.

Основная рама грузоподъемника смонтирована на раме погрузчика шарнирно и вместе с кареткой может наклоняться в вертикальной плоскости на угол 3-4^е вперед и 12-15^и назад, что осуществляется с помощью двух гидроцилиндров 6.

Вилочные погрузчики выполняют передним и боковым расположением грузоподъемника. В первом случае погрузчики называются фронтальными, во втором - боковыми. Боковые погрузчики применяют для работ с длинномерными грузами (трубы, сваи).

Одноковшовые погрузчики

Одноковшовый универсальный строительный погрузчик монтируют на базе гусеничных тракторов и колесных тягачей. Он предназначен для механизации погрузочных и строительно-монтажных работ при помощи сменного рабочего оборудования. Главным типом рабочего оборудования является ковш: кроме него погрузчики имеют и другие виды навесного оборудования.

Одноковшовые погрузчики классифицируют по грузоподъемности на легкие - до 2 т, средние - до 4 т, тяжелые - до 10 т и сверхтяжелые - более 10 т. По тину базовой машины погрузчики подразделяют на колесные и гусеничные.

Погрузочное оборудование имеет три модификации: фронтальное, перекидное, полуповоротное. Фронтальным оборудованием можно разгружать материал только со стороны его разработки, полуповоротное обеспечивает и боковую разгрузку. Перекидной тип погрузочного оборудования позволяет вести разгрузку назад.

В настоящее время более распространены строительные фронтальные погрузчики с объемным гидроприводом рабочего оборудования.

Материалы зачерпываются двумя способами: раздельным и совмещенным. При раздельном способе передняя кромка ковша перемещается в глубь штабеля на глубину врезания l_пр, которая больше глубины ковша l_к. Затем ковш поворачивается на угол а₃ и поднимается для разгрузки. Совмещенный способ заключается в том, что ковш внедряется в штабель материала на величину, равную приблизительно 0,3 глубины ковша, после чего он поворачивается на угол откоса штабеля; одновременно продолжается перемещение погрузчика и подъем ковша. Движения, сообщаемые ковшу, должны быть такими, чтобы траектория движения режущей кромки была близка к параллельной к откосу штабеля, чтобы сохранялась постоянная толщина снимаемого слоя материала.

При раздельном способе требуются более значительные усилия для внедрения ковша в материал, а также в начальный момент поворота ковша. Коэффициент наполнения k" в тяжелых материалах обычно составляет 0,4-0,6. Однако при раздельном способе управлять машиной проще, чем при совмещенном, поэтому его можно рекомендовать для погрузки легких сыпучих материалов, в которых можно обеспечить k_н =1,0-1,2.

В гидравлическую схему фронтального погрузчика входит шестеренчатый насос, который подаёт масло через распределитель к гидроцилиндрам. Обычно погрузчик оборудуют гидроцилиндрами опускания и подъёма стрелы и управления рабочим органом.

В современных конструкциях погрузчиков имеются приводы как на передние, так и на задние оси.

Ковш погрузчика подвешивают на специальной рычажной системе, управление которой осуществляется через гидроцилиндры.

Одноковшовые погрузчики применяют для погрузки-разгрузки, перемещения и складирования сыпучих и мелкокусковых материалов, а также для разработки и погрузки в автотранспорт (или отсыпки в отвал) неслежавшихся грунтов I и II категорий и естественного грунта III категории.

Одноковшовые фронтальные погрузчики на пневмоколесном ходу используют также при производстве земляных работ вместо экскаваторов, особенно на открытых горных разработках. Это стало возможным благодаря ряду преимуществ погрузчиков по сравнению с одноковшовыми экскаваторами: большая вместимость ковша при малой собственной массе (в 6...8 раз меньше массы экскаватора при равной вместимости ковша); высокая скорость передвижения, значительно превышающая скорость перемещения экскаватора; высокая маневренность, позволяющая проводить работы в стесненных условиях, недоступных экскаватору; может транспортировать грунт на небольшие расстояния со скоростью, соответствующей автомобилю-самосвалу.

Колесные погрузчики имеют массу 0,3...85 т, вместимость ковша 0,05...35 м³ и более, мощность 6...500 кВт и более. Их производительность в 2,5...3,0 раза выше, чем у одноковшовых экскаваторов такой же массы. У погрузчиков в 2...3 раза меньше высота копания, чем у одноковшовых экскаваторов, и очень маленький радиус действия, требующий подъезда почти вплотную к забою.

Существующие типы одноковшовых погрузчиков отличаются разнообразием конструктивного исполнения и имеют общее для большинства машин - наличие в передней части ковша. Последний поворачивается вокруг своей оси на угол 50° и поднимается на высоту до 4 м. Сочетание этих движений при одновременном движении машины позволяет наполнять ковш, транспортировать груз и выгружать его на заданной высоте.

Главный параметр одноковшовых погрузчиков - грузоподъемность. По этому параметру они разделяются на сверхлегкие (малогабаритные, до 0,5 т), легкие (0,6...2,0 т), средние (2,0...4,0 т), тяжелые (4,0..., 10,0 т) и большегрузные.

По типу ходового устройства они могут быть пневмоколесными и гусеничными. Первые имеют большие транспортные скорости, не разрушают поверхности дорог и площадок складов. Вторые позволяют развивать в 1,2...1,5 раза большее, чем у колесных, усилие при внедрении в грунт силой тяги, а также обладают большой маневренностью вследствие возможности разворота на месте, что сокращает продолжительность цикла на 8...25% и повышает производительность на 20...30%. В качестве базовых машин для погрузчиков применяют специальные пневмоколесные шасси, промышленные тракторы погрузочных модификаций или тракторы общего назначения обеспечивает разгрузку ковша со стороны разрабатываемого материала. Он состоит из пневмоколесного трактора с шарнирно сочлененной рамой и ковша 1, укрепленного на стреле 4 и управляемого рычажными механизмами 2,3 с помощью гидроцилиндров 5 двухстороннего действия. Стрелу поднимают и опускают двумя гидроцилиндрами 6. Рычажная система обеспечивает постоянное положение заполненного ковша при его подъеме, что исключает потери загруженного материала.