Мелиоративные машины - каналокопатели

ВВЕДЕНИЕ

 

Основной отраслью народного хозяйства в Республике Беларусь является сельское хозяйство. Большое внимание для получения больших урожаев уделяется по улучшению земель.  Этим вопросом занимается мелиоративное хозяйство.

Мелиорация земель – важнейшая народно-хозяйственная задача, достижение которой ведет к обеспечению устойчивости высоких урожаев и повышение благосостояния нации.

Основной целью сельскохозяйственной мелиорации является создание оптимальных условий для производства продукции сельского хозяйства и, в первую очередь, продукции растениеводства.

Для повышения продуктивности мелиорированных земель за счет более широкого использования их потенциала в сфере сельскохозяйственного производства, проведения мелиоративных мероприятий и осушения высокоплодородных земель, на основании статьи 9 Закона Республики Беларусь «О мелиорации земель» и в соответствии с Государственной программой сохранения и использования мелиорированных земель на 2011 - 2015 годы.

Для обеспечения проектных норм осушения построен сложный комплекс гидротехнических сооружений, который включает 14 тысяч километров каналов и водоприемников, 338 мостов, 301 шлюз-регулятор, 1112 труб-регуляторов, 4367 труб-переездов. Программой на пятилетку определены следующие мероприятия:

- ремонтно-эксплуатационные работы, предусматривающие ежегодный ремонт и техническое обслуживание мелиоративных систем на площади 230 тысяч гектаров, стоимостью 16 млрд. рублей;

- агромелиоративные работы на ранее осушенных сельхозугодиях, площадью 16,7 тысячи гектаров, стоимость работ составляет 24,2 млрд. рублей; 
      - реконструкция и восстановление осушительных и осушительно-увлажнительных систем. Согласно материалам инвентаризации, мелиоративные системы на площади 57 тысяч гектаров требуют реконструкции. Предусматривается проведение работ на площади 44,6 тысячи гектаров стоимостью 243 млрд. рублей. Реконструкция и восстановление оросительных систем намечена на площади 656 гектаров. Для этих целей направляется 9 млрд. рублей. Реконструкция и восстановление основных сооружений на мелиоративных и водохозяйственных системах обойдется в 15 млрд. рублей.

Современное сельскохозяйственное производство требует осуществления различных мелиоративных мероприятий, одним из которых является устройство открытой осушительной сети.  Двухфрезерные каналокопатели – одни из основных машин для нарезки открытых каналов. Двухфрезерные каналокопателями можно работать на торфяных и минеральных грунтах, с содержащих камней не более 80 мм, а также с включением древесной растительности.

Кроме повышения производительности труда на земляных работах экскаваторы непрерывного действия обеспечивают также улучшение качества выполняемых работ. В частности, при прокладке каналов экскаваторами непрерывного действия полностью ликвидируются ручные доделочные работы. Перечисленные преимущества экскаваторов непрерывного действия обусловливают постоянное увеличение их удельного веса в общем парке землеройных машин. На землеройных машинах непрерывного действия существенно облегчен труд машинистов; они лишь наблюдают за правильностью выполнения рабочих процессов и периодически изменяют режимы работы механизмов.

Наряду с указанными выше преимуществами экскаваторы непрерывного действия имеют недостаток - малую универсальность и большую металлоемкость.

Каждый экскаватор непрерывного действия предназначен для выполнения определенных операций и, его нельзя использовать на других работах, как одноковшовые экскаваторы.

Курсовой проект выполняется на основании задания по курсовому проектированию

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

1 АНАЛИТИЧЕСКИЙ ОБЗОР СУЩЕСТВУЮЩИХ

КОНСТРУКЦИЙ

 

Экскаваторы-каналокопатели предназначены для рытья за один проход каналов полного профиля, нетребующих доработок дна и откосов.

Классификация каналокопателей представлена на рисунке 1.1 [2].

                                   Рисунок 1.1 Классификация каналокопателей

Экскаватор-каналокопатель ЭТР-125А [2] (рисунок 1.2) предназначен для устройства за один проход осушительных каналов глубиной до 1,4 м с заложением откосов 1:1 в торфяных грунтах с наличием погребенной, разложившейся древесины при переустройстве осушительных систем. На вновь осушаемых торфяных грунтах каналокопатель может применяться при условии их предварительной подсушки и при промерзании до 15 см в зимних условиях. В минеральных грунтах первой категории каналокопатель может работать при наличии камней размером не более 80 мм.

Экскаватор-каналокопатель навешивается на трактор Т-130МБГ-3, оборудованный гидросистемой и механизмом задней навески, в котором верхняя тяга заменена гидроцилиндром. Навесное оборудование включает рабочий орган, трансмиссию, раму, ходоуменшитель 18, гидросистему, фиксирующее устройство, механизмы управления 4 и уширитель 24 гусениц. Рабочий орган состоит из двухотвального клина 12 и симметрично расположенных по его бокам под углом 45° к горизонту двух дисковых фрез 13 и 21.

Рисунок 1.2 –Экскаватор-каналокопатель ЭТР-125А 1 - противовес, 2-рама противовеса, 3-трактор, 4-механизм управления, 5-гидроцилиндр, 6-фиксирующее устройство, 7,9-муфты, 8,20-конические редукторы, 10-рыхлители, 11-планетарный редуктор, 12-двухотвальный клин, 13,21-дисковые фрезы, 14-рама, 15-пальцы-шарниры, 16-раздаточная коробка, 17-карданная передача, 18-ходоуменшитель, 19-гидросистема, 22-лопатка, 23-режущий нож, 24-гусеница уширенная.

 

Фрезы получают вращение от вала отбора мощности трактора через трансмиссию, состоящую из промежуточного вала ходоуменшителя18, карданной передачи 17, раздаточной коробки 16, муфт 7, 9, конических редукторов 8, 20 и планетарных редукторов 11. Все основные сборочные единицы рабочего органа в трансмиссии крепятся к раме 14, являющейся главным несущим элементом.

Рама 14 присоединяется к нижним тягам тракторной навески и к гидроцилиндру 5 с помощью трех пальцев-шарниров 15.

Достоинство конструкции отсутствие кавальеров; недостатком данной – необходимость применения базового трактора с двигателем высокой мощности.

Кинематическая схема каналокопателя показана на рис. 1.3

 

 

Рисунок. 1.3 –Кинематическая схема экскаватора ЭТР-125А

1-двигатель, 2-сцепление, 3-каробка  передач трактора, 4-задний мост, 5-движитель, 6-ходоуменшитель, 7-карданная  передача, 8-раздаточный редуктор, 9-карданная  муфта, 10, 14-конические редукторы, 11-планетарный  редуктор, 12-фреза, 13-предохранительная  муфта.

 

Экскаватор - каналокопатель ЭТР-173 (рисунок 1.4) —самоходная машина, предназначенная для устройства за один проход осушительных каналов глубиной до 1,7 м с заложением откосов 1:1. Основными сборочными единицами являются самоходное шасси 1, рабочий орган 4, рама навески 5, гидравлическая система 2, вспомогательное оборудование и механизмы управления.

В каналокопателе ЭТР-173 применен объемный гидропривод всех механизмов, включая механизмы рабочего и транспортного перемещения машины. В передней части специального базового шасси, вынесенной вперед для уравновешивания рабочего органа, расположена силовая станция, включающая двигатель ЯМЗ-238Г, раздаточный редуктор и насосную станцию. Гусеничный движитель 6 машины многоопорный, жесткого типа.

Рисунок 1.4 – Общий вид экскаватора-каналокопателя ЭТР-173

 

 

 

Рисунок. 1.5–Кинематическая схема трансмиссии экскаватора-каналокопателя ЭТР-173

а – правый привод гусеничного движителя; б – редуктор привода насосов; в – правый привод фрезы; г – левый привод гусеничного движителя; д – левый привод фрезы.

 

Силовой агрегат состоит из двигателя 1 (рисунок 1.5) со сцеплением, системами охлаждения, предпускового подогрева и топливной системой. В состав силовой передачи входят также редуктор II привода насосов, коробка передач III привода фрезы с планетарным редуктором IV, коробка передач VI с планетарным редуктором V привода ведущей звездочки 6 гусеничного хода.

Насосной станцией обеспечивается гидравлический привод всех агрегатов и механизмов силовой передачи каналокопателя. Она включает:

1) два насоса-мотора 21 (рисунок 1.5) модели 210.32.13.21 с подачей 240 л/мин, которые питают гидромоторы 13 привода гусеничного хода в транспортном режиме или гидромоторы 33 привода фрезы в рабочем режиме;

2) насос 24 модели 207.20.19.1 подачей до 84 л/мин, который питает гидромоторы 13 привода гусениц хода в рабочем режиме. Это позволяет получить скорости передвижения в делах 0,006...0,16 м/с. Регулирование подачи насоса осуществляется вручную или автоматически. Переключение управления насосом 24 с ручного автоматический режим производится с помощью золотника, установление кабине. Верхнее положение рукоятки золотника соответствует ручному, а  нижнее — автоматическому управлению скоростью передвижения машины;

3) насосы 25 (рисунок 1.5) модели 5Г12-24А. Одним из них (с подачей 64 л/мин) создается избыточное давление во всасывающих магистралью насосов и компенсируются утечки через дренажи; вторым (с подачей 6,4 л/мин) — с помощью ручного управления изменяется подача насоса 24;

4) насос 23 модели 210.16.12.01 с подачей 44 л/мин питает гидроцилиндры подъема и гидроцилиндр поворота рабочего органа;

5) насосом 22 модели Г12-33 с подачей обеспечивается принудительное смазывание зубчатых колес редуктора привода насосов и охлаждение масла.

Гидросистема каналокопателя ЭТР - 173 предназначена для обеспечения  боты приводов рабочего и транспортного передвижения машины, рабочего органа, установочных перемещений рабочего органа, вентилятора обдува теплообменника, переключения скоростей бортовых редукторов, механизма включения стояночных тормозов, ручного и автоматического регулирования скорости передвижения машины в рабочем режиме в зависимости от загрузки фрез рабочего органа.

Привод передвижения машины привод рабочего органа представляет гидропередачи по замкнутым схемам общей магистралью низкого давления и общей подпиткой.

Рабочий орган 4 (рисунок 1.5) двух фрезерного каналокопателя по конструкции аналогичен рабочему органу каналокопателя ЭТР-125А и представляет собой двухотвальный зачистной нож с двумя фрезами диаметром 3000 мм. Фрезы расположены под углом 45° к горизонту и предназначены для резания грунта, выноса и разбрасывания его по обе стороны от прокладываемого канала.

Навешивается рабочий орган на самоходные шасси 1 с помощью навесной системы, предназначенной для установки рабочего органа в рабочее и транспортное положение и для регулировки глубины канала. Она состоит из рамы навески 5 и гидравлического механизма (гидроцилиндров подъема 2 и разворота 3 рабочего органа).

Управление каналокопателем осуществляется из кабины самоходного шасси.

 

 

 

 

 

 

 

2 ВЫБОР И ОПИСАНИЕ КОНСТРУКЦИИ

ПРОЕКТИРУЕМОЙ МАШИНЫ

 

По исходным данным курсового проекта: производительность 250 м3/ч; глубина канала 1,4 м; канал параболический y=0,7; грунт 1-й категории (торф с древесными включениями); привод фрез от BOM. По техническим характеристикам экскаваторов-каналокопателей принимаем в качестве аналога конструкцию двухфрезерного каналокопателя  ЭТР-153, принимаем базовый тягач ДТ-75Б.

За основу проектируемого каналокопателя взят двухфрезерный каналокопатель ЭТР-153 (рис 2.1). Каналокопатель предназначен  для устройства  за один проход  осушительных каналов параболического сечения (y=0,7 x2), глубиной до 1,4 м в торфяных  грунтах с наличием погребенной  древесины  при  переустройстве  осушительных систем. Экскаватор – каналокопатель  навешивается на трактор  Т-130 МБГ -3 , оборудованный  гидросистемой  и механизмом  задней навески, в которой вместо верхней тяги гидроцилиндр. Навесное оборудование состоит из рабочего органа, привода, рамы 6, ходоуменьшителя 2, гидросистемы, фиксирующего  устройства, механизма управления 4 и уширителя 24 гусениц.  Рабочий орган состоит из двухотвального клина и симметрично расположенных по его бокам к горизонту двух дисковых фрез 8.  Фрезы получают вращение от вала отбора мощности трактора  через трансмиссию, состоящую из промежуточного вала  ходоуменьшителя 2, карданной передачи  4, раздаточной коробки, муфт, конических редукторов 7 планетарных редукторов 11. При переезде каналокопателя на значительное расстояние,  его рабочий орган фиксируется  в транспортное положение устройством 6. Фрезы 8 предназначены для разбрасывания обрушенного и вырезанного грунта  за пределы канала, а также для резания пней  и древесины, находящихся  в грунте.