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

26040. Общая структура триггеров 13.24 KB
  Информационные сигналы поступают на входы A и В ЛУ и преобразуются в сигналы поступающие на внутренние входы S и R ЯП. Управляющие сигналы на асинхронный триггер воздействуют непосредственно с началом своего появления на их входах а в синхронных только с приходом сигнала на входе C.
26041. Простые триггеры 20.11 KB
  Схема простейшего триггера построенного на инверторах В этой схеме может быть только два состояния на выходе Q присутствует логическая единица и на выходе Q присутствует логический ноль. Если логическая единица присутствует на выходе Q то на инверсном выходе будет присутствовать логический ноль который после очередного инвертирования подтверждает уровень логической единицы на выходе Q. И наоборот если на выходе Q присутствует логический ноль то на инверсном выходе будет присутствовать логическая единица.
26042. JK-триггеры 14.14 KB
  Подобно RSтриггеру в JKтриггере входы J и K это входы установки выхода Q триггера в состояние 1 или 0. Однако в отличие от RSтриггера в JKтриггере наличие J=K=1 приводит к переходу выхода Q триггера в противоположное состояние. Условие функционирования JKтриггера описывается функцией: Рисунок 51 JKтриггеры: а асинхронные; б тактируемые фронтом. Триггер JKтипа называют универсальным потому что на его основе с помощью несложных коммутационных преобразований можно получить RS и Ттриггеры а если между входами J и K включить...
26043. D-триггеры 13.79 KB
  Характеристическое уравнение триггера: Qn1=Dn. Оно означает что логический сигнал Qn1 повторяет значение сигнала установленное на входе триггера в предшествующий момент времени. Благодаря включению элемента D1 на входы RSтриггера поступают разнополярные сигналы Рисунок 47а поэтому запрещённое состояние входных сигналов исключено но время задержки распространения сигнала элемента D1 должно быть меньше чем у элементов D2 и D3 tзд. В приведённой выше схеме Dтриггера вследствие задержки распространения сигналов сигнал на выходе Q...
26044. Счётные триггеры 18.55 KB
  Функционирование триггера определяется уравнением: Из уравнения следует что Ттриггер каждый раз изменяет своё состояние на противоположное с приходом на счётный вход Т очередного тактирующего импульса длительностью tи. Этому способствует наличие перекрёстных обратных связей с выходов триггера на входы элементов D1 и D2. Для надёжной работы триггера с целью сохранения информации о предыдущем состоянии триггера в момент его переключения в схему вводят элементы задержки имеющие время задержки tз tи. Сигнал на этом входе разрешает при V=1...
26045. Сумматоры, их схемы 98.69 KB
  Сумматоры их схемы В цифровой вычислительной технике используются одноразрядные суммирующие схемы с двумя и тремя входами причём первые называются полусумматорами а вторые полными одноразрядными сумматорами. приведена таблица истинности полусумматора на основании которой составлена его структурная формула в виде СДНФ Основными параметрами характеризующими качественные показатели логических схем являются быстродействие и количество элементов определяющее сложность схемы. Быстродействие определяется суммарным временем задержки сигнала...
26046. Программированные логические матрицы(ПЛЦ) 14.64 KB
  Программированные логические матрицыПЛЦ Основная идея работы ПЛМ заключается в реализации логической функции представленной в СДНФ дизъюнктивной нормальной форме. В схеме ПЛМ приведенной на рисунке 1 ранг терма ограничен количеством входов и равен четырем количество термов тоже равно четырем. В реально выпускавшихся микросхемах программируемых логических матриц ПЛМ количество входов было равно шестнадцати максимальный ранг минтерма 16 количество термов равно 32 и количество выходов микросхемы 8. Следует отметить что полная...
26047. Большие интегральные схемы(БИС) запоминающихся устройств(ЗУ). Организация БИС ЗУ 15.67 KB
  Большие интегральные схемы БИС запоминающихся устройств ЗУ. Организация БИС ЗУ Большая интегральная схема БИС интегральная схема ИС с высокой степенью интеграции число элементов в ней достигает 10000 используется в электронной аппаратуре как функционально законченный узел устройств вычислительной техники автоматики измерительной техники и др. По количеству элементов все интегральные схемы условно делят на следующие категории...
26048. Двоичные счётчики 15.41 KB
  Двоичные счётчики Счетчик представляет собой устройство состояние которого определяется числом поступивших на его вход импульсов. Счетчики используют для подсчета числа импульсов и фиксации этого числа в заданном коде деления частоты следования импульсов формирования последовательностей импульсов и кодов управления цифровыми блоками. Двоичный n разрядный счетчик содержит n каскадносоединенных ячеек в качестве которых используют счетные Ттриггеры При поступлении входных импульсов по их спаду происходит последовательное изменение...