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

20172. Методы, связанные с командой READ 57.5 KB
  В Visual FoxPro форма выводится на экран методом Show а для обновления данных нужно использовать метод Refresh следующим образом: Form1. Поля записываются только при перемещении показателя текущей записи 2Optimistic записи блокируются только при попытке записи данных. Другими словами представления позволяют пользователям сосредоточить внимание и возможно логически реструктурировать только ту часть базы данных которая их интересует и игнорировать остальные данные. Для скрытых данных обеспечивается автоматическая защита.
20173. ИССЛЕДОВАНИЕ СВОЙСТВ ПАРАМЕТРИЧЕСКИХ СТАБИЛИЗАТОРОВ ПЕРЕМЕННОГО НАПРЯЖЕНИЯ 326.23 KB
  Снять зависимость напряжения на выходе дросселя насыщения от величины тока в обмотке подмагничивания при = const. S7 тумблер подключения обмотки переменного напряжения к источнику. Поскольку сердечники ФРС имеют различную степень насыщенности магнитопровода то изменение напряжения сети U1 в обмотке W1 мало влияет на величину магнитного потока в стержне с меньшим сечением и соответственно на величину наводимого напряжения вторичной обмотки W2.
20174. МНОГОФАЗНЫЕ СХЕМЫ ВЫПРЯМЛЕНИЯ 321.5 KB
  Определение процентного изменения напряжения на сопротивление нагрузки. Снятие осциллограмм напряжения выпрямительных схем работающих на различные виды нагрузки. Так как фазные напряжения Uа Uв Uс сдвинуты друг относительно друга на 120 то вентили работают поочередно каждый в течение 1 3 периода. Основные соотношения характеризующие работу схемы на активную нагрузку: При работе выпрямителя на активно индуктивную нагрузку отношения напряжений остаются практически теми же что и при чисто активной нагрузке появляется только падение...
20175. ИССЛЕДОВАНИЕ СГЛАЖИВАЮЩИХ ФИЛЬТРОВ ВЫПРМИТЕЛЯ 147.5 KB
  Экспериментальное определение коэффициента пульсации на входе и выходе фильтров и коэффициентов фильтрации фильтров различного типа. Краткие сведения о сглаживающих фильтрах. Данная лабораторная работа посвящена знакомству с пассивными фильтрами типа LC. В сглаживающих фильтрах применяются специальные катушки индуктивности магнитопроводы которых имеют воздушный немагнитный зазор.
20176. Аналоговый электронный вольтметр 824.5 KB
  Измерение переменного напряжения. ОБЩИЕ СВЕДЕНИЯ Измерение напряжения и силы тока наиболее распространенный вид измерений. В различных областях науки и техники эти измерения осуществляются в широком диапазоне частот от постоянного тока и инфранизких частот сотые доли герца до сверхвысоких частот 1 ГГц и более и в большом диапазоне измеряемых значений напряжения и тока соответственно от нановольт до сотен киловольт и от 1016 до десятков и сотен ампер при большом многообразии форм измеряемого напряжения и тока. Измерение постоянных...
20177. ИЗМЕРЕНИЕ ЧАСТОТЫ И ИНТЕРВАЛОВ ВРЕМЕНИ 486 KB
  Измерение частоты периода и других временных параметров электрических сигналов является одной из важнейших задач в радиотехнике и телекоммуникационных системах. Аппаратура для частотновременных измерений образует единый комплекс приборов обеспечивающий возможность проведения измерений с непосредственной их привязкой к Государственному эталону частоты и времени. Основными измерительными приборами и средствами данных измерений являются: осциллографы; приемники сигналов эталонных частот и компараторы; преобразователи частоты сигналов;...
20178. Средства измерения. Аналоговые электромеханические приборы 1011 KB
  [2] Метод непосредственной оценки при измерении электрического тока. Метод непосредственной оценки при измерении электрического тока. Перед измерением тока нужно иметь представление: о его частоте форме ожидаемом значении требуемой точности измерения и сопротивлении цепи в которой производится измерение. Для измерения тока применяют метод непосредственной оценки.
20180. Электродинамические приборы 391.5 KB
  15 Если через катушки пропустить переменные синусоидальные токи и то подвижная часть прибора будет реагировать на среднее значение вращающего момента где I1 и I2 – действующие значения тока;  фазовый сдвиг между ними. Значит уравнение 15 для переменного тока примет вид: 16 Из формул 15 и 16 ясно что показания приборов электродинамической системы пропорциональны произведению токов протекающих по катушкам; градуировка шкалы на постоянном токе справедлива и для переменных токов. Выпускаются амперметры электродинамической...