5059

Каток трехвальцовый

Курсовая

Производство и промышленные технологии

Среди дорожно-строительной техники,применяемой на строительстве дорог,важное значение имеют машины для уплотнения оснований и покрытий. Уплотнение является обязательной частью технологического процесса возведения земляного полот...

Русский

2012-12-02

108.41 KB

27 чел.

Введение

Среди дорожно-строительной техники, применяемой на строительстве дорог, важное значение имеют машины для уплотнения оснований и покрытий.

Уплотнение является обязательной частью технологического процесса возведения земляного полотна и устройства покрытий. Оно может достигаться трамбованием, вибрацией и укаткой. В соответствии с этим машины разбиваются на три группы: трамбующие, вибрационные и катки.

Несмотря на то, что в строительстве дорог уплотнение вибрацией находит все большее распространение, укатка, т.е. уплотнение земляных масс и покрытий несколькими проходами катка по одному месту, по-прежнему остается основным способом.

В зависимости от способа передвижения все катки делятся на прицепные и  самоходные. Самоходные катки имеют металлические вальцы или колеса на пневматических шинах.

Моторные катки осуществляют укатку оснований и различных дорожных покрытий: гравийных, щебеночных, мостовых, черных и асфальтобетонных.

Укатка того или иного вида покрытия осуществляется определенным типом катка, который характеризуется общим весом и величиной удельного давления вальцов.

Моторные катки изготавливаются следующих трех типов:

легкие катки – весом 3-5 т с минимальным удельным давлением

20-40 кг/пог.см;

средние катки – весом 6-9 т с минимальным удельным давлением

40-60 кг/пог.см;

тяжелые катки – весом 10-15 т с минимальным удельным давлением

60-80 кг/пог.см;

Легкие катки изготавливаются с двумя или тремя вальцами (двухосные) и предназначены для уплотнения облегченных черных и асфальтобетонных покрытий (тротуаров, парковых дорожек, заводских цехов и т.д.).

Средние катки изготавливаются с двумя или тремя вальцами (двухосные) и предназначены для уплотнения гравийно-щебеночных, черных и асфальтобетонных покрытий.

Тяжелые катки изготавливаются с двумя или тремя вальцами (двухосные или трехосные) и предназначаются для окончательного уплотнения гравийно-щебеночных, черных и асфальтобетонных покрытий.

1. Исходные данные для научного исследования

Разработать каток трехвальцовый;

Масса 12 т;

Уплотняемая среда  -  асфальтобетон.

2. Определение диаметров вальцов

2.1. Определение диаметра ведущего вальца

                                              ,                                                      (1)

где Dвед – диаметр ведущего вальца, см;

q – линейное удельное давление ведущего вальца, кгс/см;

q = 57 кгс/см;

;

Принимаем Dвед = 1,3 м;

2.2. Определение диаметра ведущего вальца

                                             ,                                                   (2)

где Dвед – диаметр ведущего вальца, см;

q – линейное удельное давление ведомого вальца, кгс/см;

q = 35 кгс/см;

;

Принимаем Dвед = 1,0 м;

2.3. Проверка диаметров вальцов


;

                                

, значит выбранные диаметры вальцов подходят

3. Определение мощности привода

                                            ,                                                        (3)

где N – мощность привода, кВт;

Т – окружное усилие на ведущих вальцах катка, кН;

v – рабочая скорость движения катка, км/ч;

𝜂 – КПД передач от двигателя к ведущим вальцам;

𝜂 = 0,7;

3.1. Определение окружного усилия

                                                                                                                   (4)

где ΣW – сумма всех сопротивлений, возникающих при движении катка, кН;

3.2. Определение суммы всех сопротивлений, возникающих при движении катка

                                             ,                                            (5)

W1 – сопротивление перекатывания катка по дороге с учетом преодоления уклонов, кН;

W2 – сопротивление от сил инерции при трогании катка с места, кН;

W3 – дополнительные сопротивления, возникающие при движении катка на криволинейных участках, кН;

;

3.2.1 Определение сопротивления перекатыванию катка по дороге

                                                       ,                                            (6)

Где G – сила тяжести катка, кН

G = mg;

m – масса катка, т;

g = 9,8 м/с2;

f – коэффициент сопротивления перекатыванию;

f = 0,13;

i  - коэффициент уклона;

i=0,06;

3.2.2. Определение сопротивления от сил инерции при трогании катка с места

                                                 ,                                                        (7)

где  m – масса катка, т;

v – скорость движения катка, м/с;

tp – время разгона, с;

tp = 2,2с;

χ = 1,12

3.2.3. Определение дополнительных сопротивлений, возникающих при движении катка на криволинейных участках

                                                        ,                                                  (8)

k1 – коэффициент сопротивления;

k = 0,2;

G1 – сила тяжести катка, приходящаяся на направляющие вальцы, кН;

G1 =0,33G;

.

3.3. Определение рабочей скорости движения

где U – передаточное отношение;

z1 – число зубьев ведущего зубчатого колеса;

z2 – число зубьев ведомого зубчатого колеса;

n1 – частота вращения ведущей звездочки, с-1;

n2 – частота вращения ведомой звездочки, с-1;

nдв. = 22,5 с-1;

n4 = nдв. = 22,5 с-1;

n20 = n22.=15 с-1;

n7 = n5=5 с-1;

n17 = n8 =2,47 с-1;

n16 = n10=0,7 с-1;

где v – рабочая скорость движения катка, м/с;

D – диаметр ведущего вальца, м;

4. Обзор конструкций катков

Катки имеют следующие основные механизмы и приспособления: вальцы, скребки, смачивающая система, рулевое управление, механическая трансмиссия, дифференциал, бортовая передача.

Вальцы катков выполняют цельнолитыми из чугуна или стали, а также сварными, состоящими из обода, дисков и ступицы. Для снижения расхода металла вальцы часто изготавливают полыми, а увеличение их массы обеспечивается заполнением полостей водой или песком.

Передний направляющий валец, как правило, выполняют разрезным, состоящим из двух одинаковых частей. Это позволяет при поворотах каждой части вращаться со своей скоростью, что уменьшает сдвиги уплотняемого материала, улучшает ровность его поверхности и уменьшает сопротивление повороту.

Подвеска переднего вальца выполнена так, что валец может наклоняться в вертикальной плоскости на угол до 30…35о при наездах одной стороной на препятствия и неровности покрытия.

Ведущие вальцы трехвальцовых двухосных катков по диаметру в 1,3..1,6 раза больше направляющего вальца. Они воспринимают не менее 2/3 силы тяжести катка. Большой диаметр ведущих вальцов улучшает качество укатки и дает возможность легко преодолевать встречающиеся сопротивления. Задние вальцы располагаются так, что они перекрывают след переднего вальца примерно на 100 мм с каждой стороны. Привод ведущих вальцов осуществляется обычно от зубчатых передач.

Скребки представляют собой стальные пластины, которые пружинами с большими с большим или меньшим усилием в зависимости от их регулирования прижимаются к поверхности вальцов.

Смачивающая система состоит из одного или двух баков, из которых смачивающая жидкость (вода или эмульсия) через краны, трубопроводы и шланги поступает к трубкам с отверстиями, равномерно распределяющими жидкость по рабочим поверхностям вальцов. Управление подачей смачивающей жидкости производится с рабочего места моториста.

Рулевое управление катков выполняют механическим с ручным приводом или гидравлическим. Выбор привода зависит от сил сопротивления повороту направляющих вальцов. Если эти силы, приведенные к рулевому штурвалу или рычагу, превышают 50…80 Н, то привод управления следует механизировать или выполнять гидравлическим.

Механическая трансмиссия катков состоит из муфты сцепления, компенсационной муфты, реверса, коробки передач. В трехвальцовых двухосных катках в трансмиссию встраивается дифференциал и муфта блокировки. Как правило, муфты сцепления катков – однодисковые сухие постоянно замкнутого типа, поставляемых вместе с двигателем. Компенсационные муфты представляют собой эластичные или цепные муфты, состоящие из двух звездочек (каждая из них жестко прикреплена к своему валу), с надетой них втулочно-роликовой цепью.

Реверсивный механизм (реверс) является неотъемлемой частью катка. Он служит для быстрого (1…1,5 с) и плавного изменения направления движения

катка. Плавность начала движения катка в любом направлении необходима для устранения пробуксовки ведущих вальцов, что необходимо для получения ровной поверхности уплотняемого материала.

В настоящее время на катках применяют в основном реверсивные механизмы с двумя дисковыми фрикционными муфтами с коническими или цилиндрическими шестернями. Реверсивный механизм может быть установлен как перед коробкой передач, так и после нее. В первом случае муфты реверсивного механизма передают крутящий момент, равный моменту

развиваемому двигателем. В этом случае можно исключить муфту сцепления из кинематики катка. Однако при таком расположении реверса шестерни коробки передач хуже защищены от перегрузок и работают при знакопеременной нагрузке. Управление реверсивным механизмом производится одним рычагом, имеющим три положения: нейтральное, включение правой муфты, включение левой муфты. Реверсивный механизм современных катков обычно размещен в одном картере с коробкой передач. Число ступеней коробки передач в катках с механической трансмиссией составляет две-три. Первые две используют для рабочих движений, а третью – для транспортных перемещений катка.

Дифференциал устанавливают на трехвальцовых двухосных катках для обеспечения разных скоростей вращения ведущих вальцов при поворотах катка. Дифференциал снабжен муфтой блокировки, которая выключает его, связывая левый и правый валы ведущих вальцов в одно целое. Это необходимо в тех случаях, когда один из ведущих вальцов встречает какое-либо препятствие или чрезмерно «проваливается» в укатываемое покрытие. При этом менее нагруженный валец начинает вращаться с большей скоростью и не может развивать необходимого тягового усилия.

Бортовая передача предназначена для передачи крутящего момента непосредственно на ведущие вальцы катка. Наибольшее распространение в катках с задними ведущими вальцами получили передачи с цилиндрическими шестернями. В катках со всеми ведущими вальцами часто используют цепные и ременные бортовые передачи. При конструировании желательно размещать бортовую передачу в соответствии с габаритными размерами рамы катка. При выполнении этого условия, возможно, уплотнять материалы непосредственно у ограждений, столбов, деревьев и стен зданий и сооружений. Выступающие части бортовой передачи должны защищаться прочными кожухами.

 

5. Описание работы трансмиссии катка

Рис. 1 Кинематическая схема моторного катка:

1 – кардан; 2 – двигатель; 3 – компенсационная муфта; 4 – шестерня коническая ведущая; 5 – шестерня цилиндрическая ведомая; 6 и 12 – шестерни третьей передачи; 7 и 8 – шестерни первой передачи; 9 – тормоз; 10 – шестерня бортовой передачи; 11 – шестерня ведущих вальцов; 13 – шестерня коническая дифференциала; 14 – сателлит дифференциала; 15 – рулевое колесо; 16 и 17 шестерни цилиндрические дифференциала; 18 и 19 – шестерни первой передачи; 20 – шестерня реверсивного механизма; 21 – муфта фрикционная реверсивного механизма; 22 – шестерня коническая ведомая; 23 – вал рулевого механизма; 24 и 25 – шестерни рулевого механизма; 26 – червяк однозаходный; 27 – червячное колесо 

При работе двигателя 2 вращение от коленчатого вала через муфту сцепления и цепную компенсационную муфту 3 передается ведущей конической шестерне 4, которая соединяется с ведомыми коническими шестернями 22 реверсивного механизма. С помощью реверсивного механизма осуществляется изменение направление движения катка. На валу реверсивного механизма жестко закреплена цилиндрическая шестерня 20, зацепляющаяся с шестерней 5 ведомого вала коробки передач. На ведомом валу также жестко закреплены шестерни 6, 7 и 19, которые, зацепляясь соответственно с шестернями 12, 8 и 18 промежуточного вала коробки передач, дают необходимые передаточные числа. Далее вращение промежуточного вала передается полуосями бортовой передачи через шестерню 17, находящуюся в постоянном зацеплении с цилиндрической шестерней дифференциала 16. На полуосях закреплены шестерни дифференциала и цилиндрические шестерни 10 бортовой передачи, которые передают вращение шестерням 11 ведущих вальцов катка.

СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ

  1.  М.П.Левин Моторные катки. М.: Автотрансиздат, 1960 – 215 с.
  2.  К.А.Артемьев, Т.В.Алексеева и др. Дорожные машины ч.2 – М.: Машиностроение, 1982 – 396 с.
  3.  И.П.Бородачев Справочник конструктора дорожных машин.М.: Машиностроение, 1973 г. 504с.
  4.  Абрамов Н.Н. Курсовое и дипломное проектирование по дорожно-строительным машинам. М.: Высшая школа, 1972 – 119с.

 

А также другие работы, которые могут Вас заинтересовать

54671. АКТУАЛЬНІСТЬ ДОСВІДУ 394.5 KB
  Глибінні засади освітніх реформ в Україні пов’язані із зміною освітньої парадигми з принципово новим цілепокладанням у педагогічному процесі із визнанням результатом навчання не ЗУНів а компетентності учнів і це суттєво впливає на цілі та зміст навчання організаційні форми методи та засоби. Зміст та методика викладання будьякого навчального предмету мають певні специфічні риси стосовно формування компетентностей учнів. додаток 4 Основні ідеї педагогічного досвіду полягають в наступному: підготувати учнів з...
54672. КАК ПОМОЧЬ СЛАБОУСПЕВАЮЩЕМУ УЧЕНИКУ 173 KB
  Задание 1. Посмотри вокруг операция абстрагирования Ученику предлагается посмотреть вокруг себя и увидеть как можно больше предметов одной и той же формы одного цвета из одного материала; предметов названия которых начинаются из одной и той же буквы Задание 2. Задание 1. Задание 1.
54673. Как помочь учиться учащимся 107.5 KB
  Для сильных учащихся подбираю задания требующие самостоятельности творческого поиска высокого уровня обобщения и систематизации изучаемого. Для слабых – задания повышающие активность в процессе восприятия осмысления нового материала задания оказывающие школьникам оперативную помощь в процессе первичного закрепления материала обучающие приемам рациональной умственной деятельности. Я объясняю новый материал второй раз и самостоятельные задания получают учащиеся средней группы. В конце урока я проверяю задания которые выполняли учащиеся...
54674. Опора і рух 149 KB
  Тіло згниває а кістки не стлівають. Під час розкопок при добуванні будівельних матеріалів піску вапняку мармуру люди знаходили кістки за ними визначали геологічний вік людини і починали їх вивчати. Історія вивчення скелета Повідомлення учня Давньогрецький вчений – філософ Демокріт сам збирав кістки на цвинтарі щоб вивчати скелет. А відомий римський лікар Клавдій Гален примушував своїх учнів приносити кістки мерців.
54675. Порушення функцій скелета та їхня профілактика 48.5 KB
  Мета уроку: розглянути вікові особливості опорнорухової системи показати причини що негативно й позитивно впливають на опорнорухову систему ознайомити учнів з наслідками порушень гігієни опорнорухової системи навчити дотримуватись правильної постави як запоруки здоров’я та довголіття закріпити знання про опорнорухову систему виховувати естетичну насолоду від споглядання правильної постави як складової зовнішньої краси Обладнання та...
54676. Година спілкування 42 KB
  Виховувати почуття патріотизму поваги до ветеранів;поважне ставлення до історичної пам’яті свого народу своїх рідних;моральну культуру учнів розвивати здатність відчувати співпереживати вміння слухати оточуючих. Обладнання: фотографії дідусів учасників Великої Вітчизняної війнифотографії пам’ятників нашого міста малюнки дітей. Не щезне в пам’ятілюдській як в ті страшні 19411945 роки воїни захищали рідну землю. Це свято не затьмариться в віках В цей день нестимуть люди квіти Ну обміліє пам’ятіріка В серцях нащадків буде жити.
54677. Органи чуття людини. Узагальнення 13.22 MB
  Мета: Узагальнити знання учнів про будову та функції сенсорних систем. Встановити особливості будови та функцій органів чуття людини, та їх пристосовування для дії в певних умовах. Сформувати усвідомлення цілісності організму людини. Навчити дітей самостійно обирати інформацію, коментувати її, створюючи презентації у програмі M.P.P.
54678. Предмет органической химии. Особенности органических соединений. Источники органических веществ. Значение органических веществ 309.5 KB
  Именно этому акту органическая химия обязана своим названием Органические соединения органические вещества класс химических соединений в состав которых входит углерод за исключением карбидов угольной кислоты карбонатов оксидов углерода и цианидов Соединения углерода выделенные из живых организмов назвали органическими веществами....
54679. Организация питания в походах и путешествиях 45.5 KB
  Турист в водных походах тратит приблизительно 60 ккал день на кг собственного веса или 3500 ккал день а при нормальных ежедневных нагрузках 25003000 Ккал день. Такой вид питания часто необходимо предусматривать в транспорте утром с поезда сошли а потом ещё часов 56 на автотранспорте до реки добираться надо в день стапеля Стапелем называется процесс сборки сплавных средств. Часто проходит в населённом пункте где нет возможности развести костёр в последний день прохождения населённый пункт в близи ж д станции во время ожидания...