Дипломная работа на тему "Колесный трактор для лесохозяйственных работ"

ГлавнаяТранспорт → Колесный трактор для лесохозяйственных работ




Не нашли то, что вам нужно?
Посмотрите вашу тему в базе готовых дипломных и курсовых работ:

(Результаты откроются в новом окне)

Текст дипломной работы "Колесный трактор для лесохозяйственных работ":


АННОТАЦИЯ

Дипломный проект «Колесный лесохозяйственный трактор для рубок ухода» включает в себя 11 листов формата А1 графической части и 93 стр. пояснительной записки.

В проекте проведен анализ комплекса лесохозяйственных работ и машин, применяемых для лесного хозяйства. Дано обоснование необходимости создания колесного трактора и пути реализации идеи.

В конструктивной части проекта дано описание конструкции трактора и навесного оборудования, в том числе толкателя и защит ного каркаса.

В расчетной части произведен ряд расчетов, в результате которых определена развесовка трактора, мощности двигателя, тяговая характеристика и другие параметры проектируемого трактора. Выполнена проверка прочности элементов захвата.

В эксплуатационной части проекта сформулированы принципы технического обслуживания машин, составлена карта технического обслуживания предлагаемого трактора, и приведены основные отказы гидросистемы трактора и способы их устранения.

Так же в проекте разработаны мероприятия по охране труда. Произведен расчет теплоизоляции кабины, отопления и кондиционера. Уделено внимание пожарной профилактике и охране окружающей среды, а так же работах проводимых М. Ч.С.

ОГЛАВЛЕНИЕ

ВВЕДЕНИЕ

1. Общая часть

1.1 Анализ комплекса лесохозяйственных работ и машин, применяемых для этого

1.2 Обоснование необходимости создания колесного трактора

1.3 Критерии целесообразности создания и модернизации машин

1.4 Предприятия-исполнители создания и модернизации

лесохозяйственных машин эксплуатируемых в ЛПК

2. Конструктивная часть

2.1 Техническая характеристика трактора

2.2 Краткое описание конструкции трактора

Заказать написание дипломной - rosdiplomnaya.com

Специальный банк готовых защищённых на хорошо и отлично дипломных проектов предлагает вам написать любые проекты по желаемой вами теме. Грамотное написание дипломных проектов под заказ в Краснодаре и в других городах России.

2.3 Краткое описание дополнительного оборудования трактора

3. Расчетная часть

3.1 Тяговый расчет

3.1.1 Определение веса трактора

3.1.2 Определение мощности двигателя

3.1.3 Определение потребной мощности двигателя в различных условиях движения

3.1.4 Расчет внешней скоростной характеристики

3.1.5 Расчет тяговой характеристики

3.2 Расчет устойчивости

3.2.1 Определение координат центра тяжести

3.2.2 Определение устойчивости

3.2.3 Определение коэффициента устойчивости

3.2.4 Расчет показателей поперечной устойчивости

3.3 Расчет обзорности

3.4 Расчет на прочность элементов захвата

3.4.1 Расчет диаметра кольца подвески

3.4.2 Расчет каната

3.4.3 Проверка на прочность диаметра трубы рамы

4. Эксплуатационная часть

4.1 Техническое обслуживание машины

4.2 Эксплуатационные неисправности колесного трактора

5. Экономическая часть

5.1 Расчет годовой выработки

5.2 Расчет удельных капитальных вложений

5.3 Расчет удельных эксплуатационных затрат

5.3.1. Основная и дополнительная заработная плата рабочих

5.3.2 Расходы на оплату вспомогательных рабочих

5.3.3 Амортизационные отчисления

5.3.4 Затраты на топливо и горюче смазочные материалы

5.3.5 Затраты на текущий ремонт

5.3.6 Затраты на капитальный ремонт

5.3.7 Затраты на прочие расходы

5.3.8 Удельные эксплуатационные затраты

5.4 Определение показателей экономической эффективности

5.4.1 Годовая экономия

5.4.2 Срок окупаемости

5.4.3 Абсолютная экономическая эффективность

5.4.4 Рост производительности труда

5.4.5 Удельная металлоемкость

5.4.6 Удельная энергоемкость

6. Безопасность жизнедеятельности

6.1 Общее положение

6.2 Обеспечение микроклимата

6.2.1 Выбор теплоизоляции кабины

6.2.2 Расчет отопителя

6.2.3 Расчет кондиционера

6.3 Приборы освещения и защитный каркас

6.4 Пожарная профилактика

6.5 Охрана окружающей среды

6.6 Применение трактора в чрезвычайных ситуациях

Литература

Спецификации

Введение

лесохозяйственный машина трактор

Леса России – национальное богатство народа, им принадлежит большая роль развитии экономики, в улучшении условий окружающей среды.

Являясь источником удовлетворения потребности в древесине, они оказывают благоприятное влияние на климат, водообеспечение наших рек, предохраняют почву от ветровой и водяной эрозии. Леса, как источник обогащения атмосферы кислородом и место отдыха населения, выполняют и оздоровительную функцию.

В комплекс работ по лесному хозяйству входит:

-   подготовка почвы,

-   сбор и обработка лесных семян,

-   выращивание посадочного материала в питомниках,

-   лесовосстановительные работы на вырубках,

-   рубка ухода за лесом,

-   лесоосушительная мелиорация,

-   строительство дорог в лесу и другие работы.

Наиболее специфическими являются операции рубок ухода.

Перед работниками лесного хозяйства стоит задача дальнейшего повышения уровня механизации трудоемких процессов. Для этого надо совершенствовать существующую технику и ускорить создание новых машин.

Основу технического прогресса составляют тракторы. Характерными особенностями работы машинотракторного парка в лесном хозяйстве являются возможность и необходимость использования тракторов в течение всего года, относительно небольшие площади отдельных участков, большая номенклатура тракторных работ, значительный вес транспортных работ и холостых перегонов.

Поэтому во многих специфических условиях серийные сельскохозяйственные трактора эффективно использовать нельзя. Они имею ряд существенных недостатков.

Необходимо создавать специальные универсальные лесохозяйственные трактора, более надежные и приспособленные для работы в лесу.

1.  Общая часть

1.1 Анализ комплекса лесохозяйственных работ и машин, применяемых для этого

В настоящее время уровень механизации работ по лесовосстановлению в целом составляет:

- по подготовке почвы – 93%

- по посадке и посеву лесных культур – 50%

- по уходу за лесными культурами – 59%

На вырубках эти показания уровня механизации работ значительно ниже (до 30%).

Наиболее эффективно задача механизации лесокультурных работ может быть решена путем использования лесохозяйственных тракторов в агрегате с лесозаготовительными машинами и трелевочными тракторами. Для этого на Онежском и Алтайском тракторных заводах разработаны универсальные, гидроуправляемые навесные системы СУН-3 и СЛН-4 к тракторам ТЛТ - 100А, ТДТ-100, ТТ-4м, ЛХТ-100А для навешивания на лесохозяйственные машины.

Для создания и выращивания культур хвойных пород до перевода их в лесопромышленную площадь применяются следующие машины:

а) расчистка полос от порубочных остатков, валежника и пней:

- машина МРП-2 в агрегате с трактором ЛХТ-100А;

- корчеватель КМ-1А с трактором ТЛТ - 100А, КРП-2,5А с трактором ЛХТ-100А, МП-2Б с трактором Т-130, БГ-1.

б) минерализация полос:

- культиватор КДС-1,8с с трактором ЛХТ-100А

- машина фрезерная лесная МЛФ-08

в) посадка лесных культур сенцами и саженцами:

- машина МЛУ-1 с трактором ЛХТ-100А

г) агротехнический уход:

- культиватор КД 11,8 или КЛБ-1,7 с трактором ЛХТ-100А или Беларус-82 д.) лесоводственных уход при осветлении и прочистках:

- механический кусторез-осветлитель КОК-2 с трактором ТЛТ-100, КОН-2,3 РКР-1,5 с трактором Беларус-82, а в рядах кусторезом «Север 3».

е) химический уход:

- агрегат лесной, химический АЛХ-2 с трактором Беларус-82.

Большую роль в системе лесохозяйственного производства играют рубки ухода. Научно - технический поиск в направлении механизации рубок ухода составляет 30% и должен включать следующие мероприятия:

- разработку новых технологий рубок ухода, позволяющих использовать серийно-выпускаемые машины;

- совершенствование серийно-выпускаемых машин с целью сохранения покрова почвы и т. п.

- разработку и внедрение специальных машин и оборудования для рубок ухода в различных направлениях в зависимости от их возраста.

- создание лесного колесного трактора, на базе которого должен быть разработан весь комплекс специализированных машин для рубок ухода.

Рубки ухода имею несколько видов: осветление, прочистка, прореживание, проходимые рубки.

Для механизации различных видов рубок ухода применяются следующие механизмы.

При осветлении уход за молодняком, в большинстве случаев, выполняют с помощью моторизованного инструмента («секор 3н», бензопилы), специальных осветлителей и тракторных кусторезов (КОК 2, КОН 2,3).

При прочистках, как правило, используются трелёвочное приспособление ТПР-1 или навесные приспособления ПТН-0,8, ПТБ-4,5, УТГ-4,8 для безчекерной переливки. Прореживание и проходные рубки проводятся идентичной механизированной технологии, направленную валку деревьев проводят тракторным подтрелевщиком ПДТ-0,3 , а также трелевочной лебедкой ЛТ-400.

1.2 Обоснование необходимости создания колесного трактора

В настоящее время широкое применение сельскохозяйственных колесных тракторов ВТЗ-2048A, ВТЗ-2048A, ЛТЗ-55, Беларус-50, Беларус-80, Беларус-82 показало возможность эффективной работы машины на пневматическом ходу в лесных условиях. Однако, в тоже время, установлено, что компоновка и конструктивное исполнение этих машин в существенной степени ограничивает эффективность их использования в лесном хозяйстве.

Например, в зимний период, в связи с недостаточной проходимостью, коэффициент использования этих тракторов находится в пределах 0,21-0,28. Степень использования колесного трактора в лесном хозяйстве значительно повышается при условии его выполнения в модификациях, удовлетворяющих ряду специальных требований:

- равномерно распределение массы трактора по осям (так у тракторов, применяемых в сельском хозяйстве, 70% массы трактора приходится на заднюю ось, 30% - на переднюю);

- одинаковый (или близкий) диаметр передних и задних колес;

- полный привод ведущих колес с блокировкой;

- повышенная проходимость колесного двигателя;

- защита кабины, дополнительное освещение и ряд других требований.

Проектируемый колесный трактор может быть использован на всех видах лесохозяйственных работ, а именно:

- трелевка деревьев от рубок ухода с применением гидрозахвата или других трелевочных приспособлений;

- посев и уход за лесными культурами;

- выполнение комплекса работ по выращиванию лесного материала в питомниках;

- уничтожение сорняков;

- борьба с вредителями и болезнями леса;

- транспортные, дорожно-ремонтные и другие хозяйственные работы.

Анализ работ по рубкам ухода показал, что механизации этого процесса осуществляется медленно и составляет 30%. Это объясняется отсутствием необходимой энергетической базы.

Все это говорит об универсальном проектируемом тракторе, но, как следует из приведенного выше анализа всего комплекса лесохозяйственных работ, наименьший уровень механизации приходится на рубки ухода; то наиболее целесообразно применение данного трактора именно на рубках ухода в агрегате с трелевочным захватом.

Такой трактор должен быть оборудован следующими приспособлениями, позволяющими его использовать в лесных условиях: защитным каркасом, толкателем, предназначенным для выполнения вспомогательных работ при трелевке, выравнивания деревьев в штабель и подготовка к погрузке на подвижной состав, а также трелевочными приспособлениями.

Наиболее эффективным приспособлением для трелевки деревьев является клещевой гидрозахват в комбинации с лебедкой и щитом для подтрелевки древесины с пасек на волок и для подторцовки комлей деревьев при формировании пачек перед трелевкой.

Такой захват для безчекерной трелевки леса применяется при проведении рубок уход в молодняках.

В настоящее время для тракторов класса 6КН выпускаются захваты УТГ-4,8 и УТБ-0,8 взамен соответственно ПТН-6,8 («муравей) и ПТБ-4,5.

Для тракторов класса 6КН захват УТГ-4,8 тяжеловат (550 кг) по этому показателю он существенно уступает УБТ-0,8 (190 кг). В то же время захват УБТ-0,8 имеет шарнирную подвеску с одной степенью свободы против трех у УТГ-4,8, что является существенным минусом. При такой подвеске на сам захват и навеску трактора передается крутящий момент, вызываемый колебаниями пачки деревьев, что сказывается на надежности и долговечности, как захвата, так и трактора.

Эксплуатация захвата УБТ-0,8 показала, что захват недостаточно надежно зажимает деревья диаметром до 16 и свыше 32см. В процессе трелевки они частью теряются и, кроме того, при работе с деревьями диаметром свыше 32 см. ломается гребенка.

Испытания захвата УТГ-4,8 , проведенные лесной МИС выявил существенный его недостаток: захват практически не в состоянии формировать пачки леса, а если это удается, то при трелевке часть леса из пачки теряется. Причина – неудачно выбранный зубчатый профиль челюстей.

Известен также макетный образец трелевочного захвата ГУЛ-1,9, разработанный Боярской ЛОС Украинской лесохозяйственной Академией. Но как показали исследования, этот образец имеет ряд существенных недостатков и, практически, неработоспособен.

Из изложенного ясно, что задача создания универсального колесного лесохозяйственного трактора, а также более совершенного трелевочного захвата к нему своевременна и актуальна.

Основные параметры трелевочных захватов для тракторов класса тяги 6-14 кН приведены в таблице 1.1.

Таблица 1.1. Параметры трелевочных захватов.

--------------------------------------------------

Наименование

параметров

| Типы захватов |
---------------------------------------------------------
УБТ – 0,8 | УТГ-4,8 | Разрабат. |
---------------------------------------------------------

Масса, кг:

без лебедки,

без щита и лебедки

| 550 | 235 |
---------------------------------------------------------
190 |
---------------------------------------------------------
170 |
---------------------------------------------------------

Раствор челюстей

захвата, м

| 1,0 | 0,98 | 1,4 |
---------------------------------------------------------

Площадь захвата, м2

| - | - | 0,31 |
---------------------------------------------------------

Число степеней

свободы подвески

| 1 | 3 | 3 |
---------------------------------------------------------
Наличие дополнительного оборудования |
---------------------------------------------------------
Щит | Нет | Есть | Есть |
---------------------------------------------------------
Лебедка | нет | нет | есть |
--------------------------------------------------------- --------------------------------------------------

1.3 Критерии целесообразности создания и модернизации машин

Каждая машина, эксплуатируемая в лесном производстве, предназначена для выполнения определенных конкретных функций. При этом машина должна обладать свойствами, каждое из которых характеризуется определенными показателями качества. В общем, виде для машины показатели качества по группам и с примерами приведены в табл. 1.1. В таблице перечислены основные группы показателей качества и наименования показателей для примера в общем виде для машин массового производства, поставляемых на рынок. Каждый показатель качества может служить критерием модернизации машины.

По истечении некоторого периода эксплуатации машины отчетливо проявляются все ее свойства, оцениваемые определенными показателями качества, достоинствами и недостатками по сравнению с показателями, указанными в нормативно-технической документации, а также по сравнению с аналогичными машинами других изготовителей. Из всей совокупности показателей качества машины выделяются важнейшие, к которым относятся показатели назначения (качества функционирования), безопасности (комфортности), экономичности, надежности (безотказности, ремонтопригодности и долговечности), экологичности и другие. В данном дипломном проекте осуществлена компоновка колесного лесохозяйственного трактора с использованием узлов трактора Т-30 и ряда других унифицированных агрегатов.


--------------------------------------------------
Таблица 1.1. |
---------------------------------------------------------

ПОКАЗАТЕЛИ КАЧЕСТВА МАШИН - КРИТЕРИИ

МОДЕРНИЗАЦИИ

|
---------------------------------------------------------
№ |

Показатели

качества

| Наименование показателей (примеры) |
---------------------------------------------------------
1 | Назначения |

Полнота сбора продукции (потери), производительность, повреждение продукта

приспособленность к условиям работы и др.

|
---------------------------------------------------------
2 | Безопасности | Прочность и надежность изоляции, наличие защитных устройств, время срабатывания защитных устройств, вибрация и др. |
---------------------------------------------------------
3 | Экологичности | Воздействие на окружающую среду, содержание вредных примесей, выбрасываемых в окружающую среду, шум. |
---------------------------------------------------------
4 | Надежности | Безотказность: наработка на отказ, вероятность безотказной работы. Долговечность: ресурс до ремонта. Ремонтопригодность – трудоемкость ТО и ремонта. |
---------------------------------------------------------
5 | Эргономичности | Приспособленность машины к человеку |
---------------------------------------------------------
6 | Технологичности | Трудоемкость изготовления, ремонта, подготовки производства, подготовки изделия к функционированию. |
---------------------------------------------------------
7 |

Транспортабель-

ности

|

Продолжительность и трудоемкость транспортирования, показатель использования

транспортных средств.

|
---------------------------------------------------------
8 |

Стандартизации

и унификация

И

| Показатели повторяемости, унификации. |
---------------------------------------------------------
9 | Патентно-правовые | Патентная защита, чистота, степень обновления. |
---------------------------------------------------------
10 | Эстетичности |

Показатели цветового колорита, соответствие

стилю

|
---------------------------------------------------------
11 | Экономические |

Себестоимость изготовления, содержания и

эксплуатации

|
---------------------------------------------------------
12 | Однородности | В условиях массового (серийного) производства однородность изделий, проб качества продукта |
--------------------------------------------------------- --------------------------------------------------

В данном дипломном проекте осуществлена компоновка колесного лесохозяйственного трактора с использованием узлов трактора Т-30 и ряда других унифицированных агрегатов.

Создаваемая машина должна обладать свойствами, удовлетворяющими требованиям, предъявляемым к лесохозяйственному трактору, каждое из которых характеризуется определенными показателями качества.

Анализ конструкции машины позволяет оценить эти показатели качества.

На рис. 1.1. показано, какие потребительские свойства колесного лесохозяйственного трактора улучшатся в результате предлагаемых конструктивных решений.

1.4 Предприятия-исполнители создания и модернизации лесохозяйственных машин эксплуатируемых в ЛПК

Основными исполнителями создания и модернизации машин, эксплуатируемых в ЛПК, являются:

-   разработчик-изготовитель машины,

-   владелец машины;

-   ремонтно-обслуживающее предприятие.

Разработчик-изготовитель машины принимает решение о создании или конкретном изменении конструкции машины, разрабатывает конструкторскую документацию на изменяемые элементы машины. При необходимости покупает детали, узлы, агрегаты, обеспечивающие повышение качества выпускаемой машины, изготавливает образцы необходимых деталей и испытывает их, внедряет в производство. О принятом решении информирует ремонтные предприятия, дилеров, покупателей и владельцев машин документом под названием "Рекомендации по созданию и модернизации машины. Предложения разработчика-изготовителя". В документе изложены обоснование, условия и эффективность модернизации, технология модернизации, комплект деталей (узлов, агрегатов), цена заменяемых деталей, трудоемкость работ и т. д.

Владелец машины может выполнить работу по модернизации принадлежащей ему машины своими силами и средствами, силами водителя или звена мастеров-наладчиков (ремонтников) своего ремонтного подразделения или исполнителя услуг. Он оплачивает модернизацию и пользуется ее эффектом.

Ремонтно-обслуживающее предприятие участвует в выполнении сложных и ответственных работ по созданию и модернизации на условиях подряда при наличии соответствующего сертификата и лицензии на право выполнения работ.

Схема взаимодействия и взаимосвязей участников модернизации представлена на рис.1.2.

Рисунок убран из работы и доступен только в оригинальном файле.

Рис. 1.2. Схема связей изготовителя, ремонтно-обслуживающих предприятий и потребителей машины.

2.  Конструктивная часть

2.1 Техническая характеристика трактора

-   Тяговый класс 0,6 кН

-   Мощность двигателя 22,08 кВт

-   Скорость движения, км/час:

Передний ход 0,58…26,4

Задний ход 0,58…26,4

-   Габаритные размеры, мм:

Длина 4220

Ширина 1575

Высота 2570

-   Масса трактора, кН

Собственная 25,8

-   Грузоподъемность навесной системы (на оси подвеса), кН 10

-   Емкость бака гидросистемы, л 17

-   Параметры вала отбора мощности, об/мин:

независимый или I 571

или II 1095

-   Продольная база трактора, м 1,76

-   Дорожный просвет, м 0,36

-   Колея колес, мм 1300

2.2 Краткое описание конструкции трактора

Проектируемый трактор представляет собой тягово-транспортную машину полурамной конструкции с передним расположением двигателя, с четырьмя ведущими колесами, с шинами низкого давления. Диаметр передних колес 950 мм, (8,3-20),а задних 1250 (12,4-28). Для повышения проходимости трактора на колеса могут устанавливаться резинометаллические гусеницы.

Двухцилиндровый дизельный двигатель воздушного охлаждения д-120 мощностью 22,08кВт (30л. с.) при 2000 об/мин коленчатого вала крепится к передней полураме.

Передний ведущий мост крепится к полураме с помощью двух подшипников скольжения, что дает возможность ему качаться относительно полурамы на угол 200. Это позволяет трактору при движении отслеживать рельеф дороги и иметь постоянный контакт с почвой. Передний ведущий мост включается и выключается автоматически при буксовании задних колес более 6 %. Для этого в переднем мосту есть дифференциал в виде обгонной муфты двойного действия храпового шипа, и состоит из корпуса, шлицевой обоймы, крышки и ведомого зубчатого колеса.

Кабина трактора крепится к корпусам силовой передачи, состоящей из корпусов сцепления, редуктора и главной передачи с раздаточной коробкой. Коробка передач позволяет соответственно с главной передачи получить 12 ступеней с реверсом на все передачи.

Привод к ВОМ осуществляется с помощью пары прямозубых шестерен; причем ведущая шестерня расположена на конус переднего вала. Включение ВОМ на длительную работу производится зубчатой муфтой ВОМ двухскоростной n1=571 об/мин, n2=1095 об/мин при номинальных оборотах двигателя.

К корпусу главной передачи с 2-х сторон крепятся рукава, в которых размещаются дисковые тормоза. К рукавам присоединяются корпуса бортовых передач, представляющие собой одноступенчатые редукторы с прямозубыми шестернями, а также планерные редукторы.

К главной передаче крепится раздаточная коробка, состоящая из пары цилиндрических и конических шестерен. Привод раздаточной коробки осуществляется от ведомой шестерни главной передачи. Раздаточная коробка имеет повышающее передаточное отношение Рисунок убран из работы и доступен только в оригинальном файле.=0,638.

Передача крутящего момента от раздаточной коробки к переднему ведущему мосту осуществляется с помощью вала. К корпусным деталям заднего моста крепится навесная система.

На тракторе установлена трехточечная навесная система, приспособленная для навески машин и оборудования, агрегатируемых с трактором. Для агротирования с рядом лесохозяйственных машин используется двухточечная система. Основными местами для размещения необходимого технологического оборудования являются корпуса главной передачи.

2.3 Краткое описание дополнительного оборудования трактора

Толкатель изготовлен в виде сварной конструкции из листового и профильного проката и состоит из отвала и двух толкающих брусьев, жестко соединенных с отвалом. Для предотвращения попадания за отвал хлыстов деревьев на верхней кромке, кроме отвала, имеются упоры, увеличивающие рабочую зону отвала по высоте. Толкатель крепится к боковым полкам передней полурамы трактора при помощи быстросхемных кронштейнов.

Подъем и опускание отвала производится с помощью гидроцилиндров, установленных спереди на полураме трактора.

Основные параметры отвала:

- ширина отвала – 1500 мм;

- высота без выпусков - 480 мм;

- масса - 170 кг.

Защитный каркас изготовлен в виде сварной конструкции из труб диаметром 34мм и состоит из верхней рамы, вертикальных скоб и защитной сетки на заднем стекле кабины.

Верхняя рама съемная и крепится к верхнему поясу каркаса кабины трактора. По ширине она не выступает за габаритные размеры трактора. Углы рамы имеют закругления. Вертикальные скобы крепятся сваркой верхними концами к углам верхней рамы кабины, нижними разъемными соединениями – к передней полураме трактора.

Защитная сетка установлена на раму заднего окна трактора и крепится болтами к ней.

Для освещения зоны работы в темное время суток сверху под кабиной по периметру установлено 12 фар. Сзади трактора установлен клещевой захват для трелевки пачек. Он снабжен лебедкой для вытаскивания деревьев и щитом. Привод лебедки и клещевого захвата гидравлический, от гидросистемы трактора. При необходимости клещевой захват может быть заменен на другое технологическое оборудование.

3.  Расчетная часть

3.1 Тяговый расчет

Целью тягового расчета является определение тягово-сцепных, скоростных и экономических качеств трактора при прямолинейном поступательном движении.

При проведении тягового расчета определяют массу проектируемого трактора и мощность двигателя, характеристику последнего, диапазоны скоростей трактора и соответствующие передаточные числа. В заключение тягового расчета строят тяговые характеристики трактора, оценивающие тягово-сцепных качества трактора.

Обычно тяговый расчет тракторов выполняется в следующем порядке:

а) определяются необходимый вес машины при заданной силе тяги на крюке или весе деревьев;

б) определяют мощность двигателя Рисунок убран из работы и доступен только в оригинальном файле.и производят выбор двигателя;

в) устанавливают диапазоны изменения передаточных чисел трансмиссии и разбивают его между передачами;

г) строят тяговые и динамические характеристики.

3.1.1 Определение веса трактора

Необходимый вес трактора определяется из условия сцепления с грунтом:

Рисунок убран из работы и доступен только в оригинальном файле.,

где: Рисунок убран из работы и доступен только в оригинальном файле.- коэффициент, учитывающий, какая доля веса трактора с приходящимся на него полезным грузом, нагружает ведущие колеса; в заданных условиях Рисунок убран из работы и доступен только в оригинальном файле.=1,0

Рисунок убран из работы и доступен только в оригинальном файле. - коэффициент, показывающий, какая часть переводимого груза размещается на тракторе, увеличивает его сцепной вес; Рисунок убран из работы и доступен только в оригинальном файле.=0,3

Рисунок убран из работы и доступен только в оригинальном файле. - максимальный вес пачки; Рисунок убран из работы и доступен только в оригинальном файле.=10 кН

Рисунок убран из работы и доступен только в оригинальном файле. - коэффициент сопротивления волочению деревьев; Рисунок убран из работы и доступен только в оригинальном файле.=0,6

Рисунок убран из работы и доступен только в оригинальном файле. - коэффициент сопротивления качению трактора; Рисунок убран из работы и доступен только в оригинальном файле.=0,13

φ- коэффициент сцепления; φ = 0,5

Все коэффициенты даны для летней лесосеки.

Преобразуя выражение, получим:

Рисунок убран из работы и доступен только в оригинальном файле.Рисунок убран из работы и доступен только в оригинальном файле.Рисунок убран из работы и доступен только в оригинальном файле.Рисунок убран из работы и доступен только в оригинальном файле.

где: Рисунок убран из работы и доступен только в оригинальном файле. - угол подъема пачки; Рисунок убран из работы и доступен только в оригинальном файле.=50

Подставляя значения в выражение, получим:

Рисунок убран из работы и доступен только в оригинальном файле. Рисунок убран из работы и доступен только в оригинальном файле. Рисунок убран из работы и доступен только в оригинальном файле. кН.

Из полученного результата видно, что вес трактора должен быть не менее 16,5кн. Принимаем для расчета вес трактора равным 25,5 кН. Это фактический вес, полученный в дальнейших расчетах.

Тогда необходимая для передвижения порожнего трактора сила тяги будет равна:

Рисунок убран из работы и доступен только в оригинальном файле. ,

где: Рисунок убран из работы и доступен только в оригинальном файле. - суммарный коэффициент сопротивления движению

Рисунок убран из работы и доступен только в оригинальном файле.

Рисунок убран из работы и доступен только в оригинальном файле. кH. Рисунок убран из работы и доступен только в оригинальном файле.

3.1.2 Определение мощности двигателя

Мощность двигателя определяется по формуле:

Рисунок убран из работы и доступен только в оригинальном файле.Рисунок убран из работы и доступен только в оригинальном файле.

где: Рисунок убран из работы и доступен только в оригинальном файле. - сила тяги, кН

Рисунок убран из работы и доступен только в оригинальном файле. - рабочая скорость движения трактора, Рисунок убран из работы и доступен только в оригинальном файле.=5 км/час

Рисунок убран из работы и доступен только в оригинальном файле. - К. П.Д. трансмиссии, Рисунок убран из работы и доступен только в оригинальном файле.=0,83.

Рисунок убран из работы и доступен только в оригинальном файле.Рисунок убран из работы и доступен только в оригинальном файле.= 9,4 квт.

Из приведенного расчета видно, что мощность двигателя, установленного на трактор должна быть не менее 9,4 кВт

Принимаем дизельный двигатель Д-120 со следующей технической характеристикой:

- мощность полная - 22,08 кВт (30 л. с.)

- частота вращения коленчатого вала - 2000 об/мин

- число цилиндров - 2

(рядное вертикальное расположение)

- диаметр и ход поршня - 105, 120 мм

- рабочий объем - 2,08 л

- степень сжатия - 16,5

Свободная мощность (12,68 кВт) необходима для перемещения полезной нагрузки и для обеспечения поворота трактора.

3.1.3 Определение потребной мощности двигателя в различных условиях движения

а) В тяжелых дорожных условиях на I передаче.

Максимальная сила тяги на I передаче Рисунок убран из работы и доступен только в оригинальном файле.кН

Касательная сила тяги должна быть не менее всех сил сопротивления и не должна превышать силу сцепления с грунтом, т. е.

Рисунок убран из работы и доступен только в оригинальном файле.;

Рисунок убран из работы и доступен только в оригинальном файле.,

где: Рисунок убран из работы и доступен только в оригинальном файле. - сцепной вес трактора с грузом

Рисунок убран из работы и доступен только в оригинальном файле.кН

φ- коэффициент сцепления; φ =0,46

Коэффициент суммарного сопротивления движению:

Рисунок убран из работы и доступен только в оригинальном файле.

при Рисунок убран из работы и доступен только в оригинальном файле.=0,2

Рисунок убран из работы и доступен только в оригинальном файле.;

Рисунок убран из работы и доступен только в оригинальном файле. =Рисунок убран из работы и доступен только в оригинальном файле. кН;

Рисунок убран из работы и доступен только в оригинальном файле.Рисунок убран из работы и доступен только в оригинальном файле. кН;

Рисунок убран из работы и доступен только в оригинальном файле.Рисунок убран из работы и доступен только в оригинальном файле. кН;

13,3кН<36,2кН>8,51+4,2=12,71 кН.

Как видно из приведенного расчета сила тяги Рисунок убран из работы и доступен только в оригинальном файле. на первой передаче при max подаче топлива гораздо выше суммарных сил сопротивления, но с другой стороны, она превышает силу сцепления трактора с грунтом. Это значит, что тракторист во время движения должен выбирать такой режим работы двигателя, который обеспечивает передвижение трактора в реальных дорожных условиях без буксования ведущих колес.

б) при движении по шоссе с транспортной скоростью без нагрузки при Рисунок убран из работы и доступен только в оригинальном файле.=0,015 Рисунок убран из работы и доступен только в оригинальном файле.=0,7.

Рисунок убран из работы и доступен только в оригинальном файле.;

Рисунок убран из работы и доступен только в оригинальном файле.кН;

Рисунок убран из работы и доступен только в оригинальном файле.кН.

Рисунок убран из работы и доступен только в оригинальном файле. на XII передаче при скорости движения 26,4 км/час равна 2,9кН, что обеспечивает условия движения

Рисунок убран из работы и доступен только в оригинальном файле.>Рисунок убран из работы и доступен только в оригинальном файле.

Рисунок убран из работы и доступен только в оригинальном файле.Рисунок убран из работы и доступен только в оригинальном файле.= 22 кВт

Потребная мощность двигателя будет равна Рисунок убран из работы и доступен только в оригинальном файле.=22 кВт.

Для обеспечения движения трактора в различных дорожных условиях принимаем двенадцитиступенчатую трансмиссию от трактора Т-30А.

Кинематическая схема и параметры трансмиссии приведены в графической части проекта.

3.1.4 Расчет внешней скоростной характеристики

Для расчета внешней скоростной характеристики производим расчет следующих параметров:

А) Радиус динамического колеса

Рисунок убран из работы и доступен только в оригинальном файле.Рисунок убран из работы и доступен только в оригинальном файле.)Рисунок убран из работы и доступен только в оригинальном файле.; м

где: Рисунок убран из работы и доступен только в оригинальном файле. - ширина шины в дюймах;

Рисунок убран из работы и доступен только в оригинальном файле. - диаметр обода в дюймах;

Рисунок убран из работы и доступен только в оригинальном файле. - коэффициент деформации шины Рисунок убран из работы и доступен только в оригинальном файле.=0,95.

Рисунок убран из работы и доступен только в оригинальном файле.12,4+Рисунок убран из работы и доступен только в оригинальном файле.)Рисунок убран из работы и доступен только в оригинальном файле.м.

б) Фактор обтекаемости

Рисунок убран из работы и доступен только в оригинальном файле.;

где: Рисунок убран из работы и доступен только в оригинальном файле. - коэффициент обтекаемости; Рисунок убран из работы и доступен только в оригинальном файле.Рисунок убран из работы и доступен только в оригинальном файле.

Рисунок убран из работы и доступен только в оригинальном файле. - лобовая площадь трактора; Рисунок убран из работы и доступен только в оригинальном файле.=3м2 .

Рисунок убран из работы и доступен только в оригинальном файле.

3.1.5 Расчет тяговой характеристики

Расчет ведем по следующим зависимостям:

а) Силу тяги на крюке (Рисунок убран из работы и доступен только в оригинальном файле.) для каждого значения силы тяги Рисунок убран из работы и доступен только в оригинальном файле. по формуле:

Рисунок убран из работы и доступен только в оригинальном файле.;

где: Рисунок убран из работы и доступен только в оригинальном файле.- сила тяги на крюке;

Рисунок убран из работы и доступен только в оригинальном файле. - вес трактора 25,8 кН;

Рисунок убран из работы и доступен только в оригинальном файле.=0,1;

б) Коэффициент буксования Рисунок убран из работы и доступен только в оригинальном файле. по формуле:

Рисунок убран из работы и доступен только в оригинальном файле.

где: Рисунок убран из работы и доступен только в оригинальном файле. - вертикальная нагрузка на ведущие колеса, Рисунок убран из работы и доступен только в оригинальном файле.

Рисунок убран из работы и доступен только в оригинальном файле.=0,7

в) Тяговую мощность на крюке по формуле:

Рисунок убран из работы и доступен только в оригинальном файле.Рисунок убран из работы и доступен только в оригинальном файле.;

где: Рисунок убран из работы и доступен только в оригинальном файле. - действительная скорости движения трактора (км/час)

Рисунок убран из работы и доступен только в оригинальном файле.=0,596Рисунок убран из работы и доступен только в оригинальном файле. , кВт

г) Действительная скорость движения трактора по формуле:

Рисунок убран из работы и доступен только в оригинальном файле.,

где: Рисунок убран из работы и доступен только в оригинальном файле. - теоретическая скорость движения трактора.

Результаты расчетов сведены в таблицу 3.3.

Таблица 3.1. Параметры трактора при движении на IV-XII передачах.

--------------------------------------------------

Параметы

Передача

|

Рисунок убран из работы и доступен только в оригинальном файле.;

кН

|

Рисунок убран из работы и доступен только в оригинальном файле.;

кН

|

Рисунок убран из работы и доступен только в оригинальном файле.;

км/час

|

Рисунок убран из работы и доступен только в оригинальном файле.

|

Рисунок убран из работы и доступен только в оригинальном файле.;

км/час

|

Рисунок убран из работы и доступен только в оригинальном файле.;

кВт

|
---------------------------------------------------------
1 | 2 | 3 | 4 | 5 | 6 | 7 |
---------------------------------------------------------
IV |

17,9

17,4

16,8

|

15,3

14,8

14,2

|

4,2

4,4

4,6

|

0,89

0,74

0,64

|

0,5

1,14

1,6

|

2,12

4,5

6,3

|
---------------------------------------------------------
V |

15,7

15,9

16,1

16,1

16,1

16,0

15,8

15,6

15,2

14,8

14,3

|

13,1

13,3

13,5

13,5

13,5

13,4

13,2

13,0

12,6

12,2

11,7

|

2,8

3,1

3,4

3,6

3,9

4,1

4,4

4,7

4,9

5,2

5,4

|

0,51

0,53

0,55

0,55

0,55

0,54

0,52

0,52

0,46

0,43

0,35

|

1,3

1,4

1,5

1,6

1,7

1,9

2,1

2,3

2,6

3,0

3,5

|

4,7

5,2

5,6

6,0

7,0

7,7

7,9

8,3

9,1

10,2

11,3

|
---------------------------------------------------------
VI |

12,5

12,7

12,8

12,9

12,8

12,8

12,6

12,4

12,2

11,8

11,4

|

9,9

10,1

10,2

10,3

10,2

10,2

10,0

9,8

9,6

9,2

8,8

|

3,6

3,9

4,2

4,5

4,9

5,2

5,5

5,8

6,2

6,5

6,8

|

0,28

0,29

0,3

0,3

0,3

0,3

0,28

0,33

0,26

0,24

0,22

|

2,6

2,8

2,9

3,1

3,4

3,6

4,0

4,2

4,6

4,9

5,3

|

7,1

7,8

8,2

8,9

9,6

10,1

11,1

11,4

12,2

12,5

12,9

|
---------------------------------------------------------

VII

VII

|

11,1

11,3

11,4

11,4

11,4

11,2

11,1

10,8

10,5

10,2

|

8,0

8,7

8,8

8,8

8,8

8,6

8,5

8,2

7,9

7,6

|

4,0

4,4

4,7

5,5

5,8

6,2

6,6

6,9

7,3

7,7

|

0,21

0,22

0,23

0,23

0,23

0,22

0,21

0,2

0,19

0,18

|

3,2

3,4

3,6

4,2

4,5

4,8

5,2

5,5

5,9

6,3

|

7,5

8,2

8,8

10,2

10,9

11,4

12,2

12,5

12,9

13,2

|
---------------------------------------------------------
VIII |

9,3

9,5

9,6

9,6

9,6

9,5

9,4

9,3

9,1

8,8

8,5

|

6,7

6,9

7,0

7,0

7,0

6,9

6,8

6,7

6,5

6,2

5,9

|

4,8

5,2

5,7

6,1

6,5

7,0

7,4

7,8

8,3

8,7

9,1

|

0,14

0,15

0,15

0,15

0,15

0,15

0,15

0,14

0,14

0,13

0,12

|

4,1

4,4

4,6

5,2

5,5

5,9

6,3

6,7

7,1

7,6

8,0

|

7,6

8,4

9,3

10,1

10,6

11,3

11,8

12,5

12,8

13,0

13,1

|
---------------------------------------------------------
IX |

7,5

7,6

7,7

7,7

7,7

7,6

7,5

7,3

7,1

6,9

|

4,9

5,0

5,1

5,1

5,1

5,0

4,9

4,7

4,5

4,3

|

5,9

6,5

7,0

7,6

8,1

9,2

9,7

10,2

10,8

11,3

|

0,09

0,093

0,096

0,096

0,093

0,09

0,085

0,081

0,081

0,076

|

5,4

5,9

6,3

6,9

7,3

8,3

8,8

9,3

9,9

10,4

|

7,4

8,2

8,9

9,8

10,3

11,5

11,9

12,1

12,3

12,4

|
---------------------------------------------------------
X |

6,3

6,3

6,4

6,4

6,4

6,4

6,3

6,2

6,1

5,9

5,7

|

3,7

3,7

3,8

3,8

3,8

3,8

3,7

3,6

3,5

3,3

3,1

|

7,1

7,8

8,4

9,1

9,7

10,4

11,0

11,7

12,3

13,0

13,6

|

0,063

0,063

0,065

0,065

0,065

0,065

0,063

0,061

0,059

0,055

0,051

|

6,7

7,3

7,9

8,5

9,1

9,7

10,3

11,0

11,6

12,3

12,9

|

6,8

7,5

7,7

9,0

9,6

10,2

10,6

11,0

11,3

11,3

11,1

|
---------------------------------------------------------
XI |

4,5

4,5

4,6

4,6

4,6

4,5

4,6

4,4

4,3

4,2

4,1

|

1,9

1,9

2,0

2,0

2,0

1,9

1,9

1,8

1,7

1,6

1,5

|

10,0

10,9

11,9

12,8

13,7

14,6

15,5

16,4

17,3

18,2

19,1

|

0,03

0,03

0,033

0,033

0,033

0,03

0,03

0,03

0,029

0,028

0,026

|

9,7

10,6

11,5

12,4

13,2

14,2

15,0

15,9

16,8

17,7

18,6

|

5,1

5,6

6,4

6,9

7,3

7,4

7,9

8,0

7,9

7,8

7,7

|
---------------------------------------------------------
XII |

3,1

3,1

3,1

3,2

3,2

3,1

3,1

3,1

3,0

2,9

2,8

|

0,53

0,53

0,53

0,63

0,63

0,53

0,53

0,53

0,43

0,33

0,23

|

14,5

15,8

17,2

18,5

19,8

21,1

22,5

23,5

25,1

26,4

27,7

|

0,015

0,015

0,015

0,016

0,016

0,015

0,015

0,015

0,014

0,013

0,012

|

14,3

15,6

16,9

18,2

19,5

20,8

22,2

23,4

24,7

26,0

27,3

|

2,1

2,3

2,5

3,2

3,4

3,1

3,4

3,4

3,0

2,4

1,7

|
--------------------------------------------------------- --------------------------------------------------

Как видно из таблицы движения трактора при максимальной подаче топлива в заданных условиях обеспечивается на IV-XII передачах колеса начинают буксовать и движение прекращается. Это свидетельствует о том, что тракторист должен выбирать такой режим работы двигателя, который обеспечивает движение в различных условиях дороги без буксования.

По данным таблицы строятся тяговые характеристики в координатах:

по оси абсцисс - Рисунок убран из работы и доступен только в оригинальном файле.

по оси ординат - Рисунок убран из работы и доступен только в оригинальном файле.; Рисунок убран из работы и доступен только в оригинальном файле., Рисунок убран из работы и доступен только в оригинальном файле.

3.2 Расчет устойчивости

3.2.1 Определение координат центра тяжести

Определение координат центра тяжести машины является важнейшей ступенью при ее проектировании. Его положение определяет равномерность или неравномерность расположения агрегатов, установленных на основе машины. От положения центра тяжести зависит и распределение нагрузки по осям, а равномерное распределение нагрузки в свою очередь будет влиять на проходимость машины. Так же положение центра тяжести будет определять устойчивость машины.

Для определения центра тяжести машины необходимо знать ряд весовых и линейных параметров, а так же определиться с общей компоновкой машины.

Центр тяжести машины определяется по трем осям X, Y,Z. По оси Y положение центра тяжести можно определить примерно, так как особой роли в данном случае этот параметр не играет.

Из схемы общей компоновки видно, что основные агрегаты расположены на продольной оси трактора, следовательно, исходя из этого, видно, что центр тяжести машины будет находиться на продольной оси машины с незначительным отклонением в ту или иную сторону, по оси X и Z определяем расчетным путем.

При определении центра тяжести за базу отсчета линейных размеров по оси X принимаем ось заднего ведущего моста, и по оси Z опорную поверхность.

Весовые и линейные параметры сведем в таблицу 3.2.

Центр тяжести по оси X определяем по следующей формуле:

Рисунок убран из работы и доступен только в оригинальном файле. ; Н

где: Рисунок убран из работы и доступен только в оригинальном файле. - сумма произведений от Рисунок убран из работы и доступен только в оригинальном файле.-х масс трактора.

Таблица 3.2. Весовые и линейные параметры узлов трактора.

--------------------------------------------------

Параметры и его

размеры

Наименование

узла

|

Вес,

Н

|

Расстояние

относительно оси

заднего ведущего

колеса, М

|

Расстояние от опорной

поверхности, М

|
---------------------------------------------------------

Рисунок убран из работы и доступен только в оригинальном файле.

|

Рисунок убран из работы и доступен только в оригинальном файле.

|

Рисунок убран из работы и доступен только в оригинальном файле.

|
---------------------------------------------------------

Толкатель

Двигатель

Передний ведущий мост

Кабина

Редуктор, КПП, главная

передача

Захват с лебедкой

Среднестатистическая

трелюемая пачка комлем

|

1667

2590

5025

6464

7700

2305

4905

|

2,67

1,83

1,62

0,96

0,4

-1,12

-1,7

|

0,87

1,12

0,5

1,43

0,8

1,2

0,72

|
---------------------------------------------------------

Трактор без оборудования

Трактор с оборудованием

Трактор с

оборудованием и грузом

|

21779

25751

30656

|

-

-

-

|

-

-

-

|
--------------------------------------------------------- --------------------------------------------------

Сначала определяем положение центра тяжести порожнего трактора

Рисунок убран из работы и доступен только в оригинальном файле.

=Рисунок убран из работы и доступен только в оригинальном файле.

Рисунок убран из работы и доступен только в оригинальном файле.м

Далее определяем положение центра тяжести трактора с трелюемой пачкой:

Рисунок убран из работы и доступен только в оригинальном файле. =

Рисунок убран из работы и доступен только в оригинальном файле.

Рисунок убран из работы и доступен только в оригинальном файле.0,52 м

Из расчетов видно, что положение центра тяжести по оси X будет варьироваться в районе межосевого расстояния, т. е. нагрузка распределена по осям относительно равномерно.

Центр тяжести по оси Z определяем по аналогичной формуле:

Рисунок убран из работы и доступен только в оригинальном файле.

где: Рисунок убран из работы и доступен только в оригинальном файле. - сумма произведений Рисунок убран из работы и доступен только в оригинальном файле.-х масс трактора на соответствующие расстояния до опорной поверхности.

Рисунок убран из работы и доступен только в оригинальном файле. - сумма Рисунок убран из работы и доступен только в оригинальном файле.-х масс трактора.

Сначала определяем координату центра тяжести порожнего трактора:

Рисунок убран из работы и доступен только в оригинальном файле.

Рисунок убран из работы и доступен только в оригинальном файле.Рисунок убран из работы и доступен только в оригинальном файле.

Рисунок убран из работы и доступен только в оригинальном файле.

А затем определяем координату центра тяжести для груженого трактора:

Рисунок убран из работы и доступен только в оригинальном файле.

Рисунок убран из работы и доступен только в оригинальном файле.

Рисунок убран из работы и доступен только в оригинальном файле.

Определяем центр тяжести трактора без навесного оборудования (захват и толкатель)

Рисунок убран из работы и доступен только в оригинальном файле. =

Рисунок убран из работы и доступен только в оригинальном файле.Рисунок убран из работы и доступен только в оригинальном файле.

Рисунок убран из работы и доступен только в оригинальном файле.

Рисунок убран из работы и доступен только в оригинальном файле.Рисунок убран из работы и доступен только в оригинальном файле.

3.2.2 Определение устойчивости

Устойчивость машины определяет ее способность противостоять действию сил, вызывающих опрокидывание и сползание. Она является одни из основных качеств машины, определяющее совершенство ее конструкции, безопасность, а в ряде случаев и производительность машины.

Принято различать динамическую и статическую устойчивость; каждая, в свою очередь, подразделяется на продольную и поперечную.

Устойчивость машины под действием сил собственного веса определяет ее собственную устойчивость. Устойчивость машины с учетом ее веса груза определяет его грузовую или рабочую устойчивость.

В расчете предлагается определить грузовую устойчивость. Сначала будем определять коэффициент устойчивости при отрыве захваченной пачки от земли. Далее будем определять коэффициент устойчивости при трелевке деревьев при коэффициенте распределения пачки, равном 0,5 и угле наклона пути 100.

Опрокидывание машины происходит относительно воображаемых неподвижны

Здесь опубликована для ознакомления часть дипломной работы "Колесный трактор для лесохозяйственных работ". Эта работа найдена в открытых источниках Интернет. А это значит, что если попытаться её защитить, то она 100% не пройдёт проверку российских ВУЗов на плагиат и её не примет ваш руководитель дипломной работы!
Если у вас нет возможности самостоятельно написать дипломную - закажите её написание опытному автору»


Просмотров: 729

Другие дипломные работы по специальности "Транспорт":

Организация мероприятий по повышению безопасности движения в городе Йошкар-Ола

Смотреть работу >>

Эффективность деятельности современного транспортного предприятия

Смотреть работу >>

Ремонт и техническое обслуживание ходовой части ГАЗ-3102

Смотреть работу >>

Анализ эффективности использования основных производственных фондов ОАО "Северный порт" и разработка предложений по её повышению

Смотреть работу >>

Разработка оборудования для дозировки балласта

Смотреть работу >>