3
ОРГАНИЗАЦИЯ ПЕРЕВОЗОЧНЫХ УСЛУГ И БЕЗОПАСНОСТЬ ТРАНСПОРТНОГО ПРОЦЕССА. МАШИНЫ ДЛЯ СТРОИТЕЛЬСТВА И СОДЕРЖАНИЯ ЗИМНИХ ДО...
34 downloads
89 Views
263KB Size
Report
This content was uploaded by our users and we assume good faith they have the permission to share this book. If you own the copyright to this book and it is wrongfully on our website, we offer a simple DMCA procedure to remove your content from our site. Start by pressing the button below!
Report copyright / DMCA form
3
ОРГАНИЗАЦИЯ ПЕРЕВОЗОЧНЫХ УСЛУГ И БЕЗОПАСНОСТЬ ТРАНСПОРТНОГО ПРОЦЕССА. МАШИНЫ ДЛЯ СТРОИТЕЛЬСТВА И СОДЕРЖАНИЯ ЗИМНИХ ДОРОГ. СПРАВОЧНЫЕ МАТЕРИАЛЫ.
Методические указания и задания по проведению практических занятий со студентами специальностей 1504 и 19.06 всех форм обучения
САНКТ-ПЕТЕРБУРГ 2008
4
Федеральное агентство по образованию Российской Федерации
Санкт-Петербургская государственная лесотехническая академия им.С.М.Кирова
ОРГАНИЗАЦИЯ ПЕРЕВОЗОЧНЫХ УСЛУГ И БЕЗОПАСНОСТЬ ТРАНСПОРТНОГО ПРОЦЕССА МАШИНЫ ДЛЯ СТРОИТЕЛЬСТВА И СОДЕРЖАНИЯ ЗИМНИХ ДОРОГ Методические указания и задания по проведению практических занятий со студентами специальностей 15.04 и 19.06 всех форм обучения
САНКТ-ПЕТЕРБУРГ 2008
5
Рассмотрены и рекомендованы к изданию методической комиссией лесомеханического факультета Санкт-Петербургской государственной лесотехнической академии им.С.М.Кирова
Составитель кандидат технических наук, доцент А.В.Дмитриев
О т в. р е д а к т о р кандидат технических наук, доцент А.В.Чураков
Рецензенты доктор технических наук, профессор Ю.А.Добрынин, кафедра лесных гусеничных и колесных машин Санкт-Петербургской государственной лесотехнической академии им.С.М.Кирова
В методических рекомендациях представлены конструкции и технические характеристики отечественных машин для строительства и содержания зимних дорог. Используя эти материалы как справочные, студентам предлагается провести анализ данного вида техники.
3
Введение
Ввиду больших объемов лесозаготовок, проводимых в зимнее время и климатических условий большинства лесозаготовительных районов, проблема строительства и содержания зимних лесовозных дорог весьма актуальна. В нашей стране накоплен значительный опыт и созданы разные типы машин для строительства и содержания зимних дорог – водополивочные машины, снегоочистители, комбинированные машины и т.д. Конструкции и принципы работы некоторых из них представлены в настоящем издании. Для более полного изучения данной проблемы можно воспользоваться предлагаемым кратким библиографическим списком. В процессе внеаудиторной работы студентов над изучением дисциплины «Организация перевозочных услуг и безопасность транспортных процессов» им предлагается провести анализ доступной научно-технической информации и предоставить на кафедру Лесных гусеничных и колесных машин сведения об аналогичной рассмотренной отечественной и зарубежной техники (с указанием источника информации).
4
1. Машины для устройства покрытий зимних ледяных дорог
В качестве примера машины для устройства покрытий зимних ледяных дорог рассмотрим водополивочную машину ЛД-21 (рис.1.1). Машина ЛД-21 состоит из следующих основных частей: автомобиль МАЗ-509, оборудованный седельным устройством, цистерны-полуприцепа вместимостью 12 м3, ротационного вакуумного насоса РВН-40/350, систем набора и слива воды, обогрева и управления. Цельносварная цистерна несущей конструкции оборудована в передней части сцепным устройством, а ее задняя часть опирается на одноосную тормозную подрессоренную тележку, созданную на базе прицепа-роспуска. Модернизированная водополивочная машина ЛД-21А разработана на базе седельного тягача КамАЗ-5410. Ее отличительной чертой является, также, теплоизоляция цистерны. С целью предотвращения выливания воды при движении машины на подъем изменено расположение заборного патрубка и заборной трубы. Кроме того, одноосная тележка заменена двухосной тормозной тележкой. Водополивочная машина ДМ-3 с цистерной вместимостью 18 м3 создана на базе автомобиля КрАЗ-255. В этой модели обогрев теплоизолированной цистерны производится при помощи выхлопных газов. Нижнее расположение заборного рукава и установка двух вакуумных насосов значительно сокращает затраты времени на забор воды. Для забора воды из водоема, ее транспортирования до места проведения работ и предварительного перед уплотнением увлажнения грунта разработана машина МП-15. Технические характеристики водополивочных машин представлены в таблице 1.1, в таблице 1.2 приведена техническая характеристика машины МП-15.
5
Рис.1.1. Водополивочная машина ЛД-21. 1- автомобиль МАЗ-509А; 2- вакуум-насос РВН-40/350; 3- газораспределительный клапан; 4- цистерна; 5- заборный шланг; 6- сливное устройство.
6
Таблица 1.1 Техническая характеристика водополивочных машин
Параметры
ВМ-4
ВМ6А
ЛД-21
ЛД21А
ДМ-3
Базовый автомобиль
ЗИЛ-131
МАЗ509 6
МАЗ509А 12
КамАЗ5410 13
КрАЗ255Л 18
7…8
12…15
18
13…15
2,5 РВН40/350
2 2 насоса РВН40/350
Вместимость 4 3 цистерны, м Время набора воды (высота всасывания 8…10 3,5…4 м), мин Время слива воды, мин 6 Способ наполнения – Двигателем за счет разрежения, автомобиля создаваемого Способ обогрева цистерны Ширина разлива, м Масса полная, кг Техническая производительность на поливке при расстоянии подвозки воды 3 км, м3/час
6,5 1,5…2 Вакуумным насосом
-
Выхлопными газами
2…2,5 11 200
2,5…3 14 500
5…5,5 24 200
5…5,5 26 100
5…5,5 37 150
7
11
21,1
25,3
31,6
Таблица 1.2 Техническая характеристика поливочной машины МП-15 Базовый трактор Вместимость цистерны, м3 Ширина поливаемой полосы, м Скорость подачи воды, л/с Рабочая скорость движения, км/час Масса снаряженной машины, кг
К-701 15 16 40 3,5 19 300
7
2. Разбрасыватели сыпучих материалов Для обеспечения безопасности транспортных процессов отечественная промышленность освоила производство нескольких моделей разбрасывателей противогололедных материалов. Технические характеристики разбрасывателей представлены в таблицах 2.1 и 2.2. Таблица 2.1 Техническая характеристика разбрасывателей сыпучих материалов Параметры Тип Базовый автомобиль Ширина посыпаемой полосы, м Вместимость кузова, м3 Плотность посыпки, л/м2 Рабочая скорость, км/час Транспортная скорость, км/час Габаритные размеры, м Масса (с полной нагрузкой), кг
КО-144А
КО-105 Навесной
ГАЗ-53А 9,5 2,2 0,1…0,4 20 50 7,75х2,34х2,24 7 250
ЗИЛ-130АН 9,0 2,7 0,225…0,425 10…18 50 8,45х2,34х2,31 11 000
Универсальный разбрасыватель КО-104А (рис. 2.1) служит для посыпки (распределения) сыпучих материалов, противогололедных реагентов и их смесей.
Рис. 2.1. Универсальный разбрасыватель. 1- базовый автомобиль; 2- скребковый конвейер; 3- привод; 4центробежный разбрасывающий диск; 5- направляющий бункер; 6- кузов.
8
Таблица 2.2 Техническая характеристика пескоразбрасывателя ДМ-12 Базовый автомобиль Мощность двигателя, кВт Вместимость кузова, м3: противогололедные материалы теплоизоляционные материалы
МАЗ-509 МАЗ-509А 132
КамАЗ-5410
ЗИЛ-130Б2-76
154
110
3,5 5,5
3,5 5,5
3,5 5,5
Скорость движения, км/час: рабочая транспортная Масса оборудования, кг: без съемных бортов со съемными бортами Полезная нагрузка, кг
10…25 45 1 650 1 775
противогололедные материалы теплоизоляционные материалы
5 600 1 400
Полная масса, кг работа с противогололедными материалами работа с теплоизоляционными материалами
14 750
14 050
11 110
10 675
9 975
7 035
Габаритные размеры, м Производительность при подвозке 16 км, тыс.м2/смена
7,05х2,6х2,8
6,18х2,5х2,83
5,28х2,36х2,4
3,2
Важно отметить, что после монтажа специального оборудования его можно использовать и в качестве самосвала. Разбрасыватель КО-104А снабжен цельносварным кузовом с наклонными боковыми и передними стенками и съемным задним бортом. Для предотвращения попадания в кузов камней сверху он закрыт двускатной решеткой. Управляемая из кабины шиберная заслонка регулирует количество подаваемого скребковым конвейером сыпучего материала. Разбрасывающий диск диаметром 0,7 м установлен на валу гидромотора. С специального пульта осуществляется дроссельное управление гидромоторами приводов конвейера и разбрасывающего диска. На базе автомобиля ЗИЛ-130АН разработан пескоразбрасыватель КО105 с комплектом снегоочистительного оборудования. Эта модель снабжена плужным и щеточным снегоочистителем и бункером вместимостью 2,7 м3, что позволяет осуществлять очистку свежевыпавшего снега с рабочей скоростью до 15 км/час. При этом ширина
9
захвата щеткой – 2,3 м, а отвалом – 2,5 м. Скорость посыпки – 18 км/час при захвате полосы шириной 9 м и плотности посыпки 0,225…0,425 кг/м2. Для навешивания на автомобили МАЗ-509, МАЗ-509А, КамАЗ-5410 и ЗИЛ-130Б2-76 разработано оборудование пескоразбрасывателя ДМ-12, предназначенное не только для посыпки лесовозных дорог противогололедными материалами в зимний период, но и для распределения по дорогам мелкофракционных теплоизоляционных материалов с целью продления срока эксплуатации дорог в весенний период. Пескоразбрасыватель ДМ-12 состоит из кузова, двух прутковых транспортеров с приводом, стационарных распределителей, дозирующего устройства, электрооборудования, системы обогрева и пневмосистемы. Петрозаводский РМЗ специально для автомобиля МАЗ-509 изготавливает пескоразбрасывательное оборудование устанавливаемое на самосвальный кузов. В этой модели привод пескоразбрасывающего устройства осуществляется от раздаточной коробки автомобиля (фланца привода лебедки) через карданную передачу, причем вращение карданного вала преобразуется в возвратно-поступательное движение скребков, подающих песок из кузова на дорогу. 3. Машины для разрушения льда и уплотнения снега В отдельный класс машин для содержания зимних лесовозных дорог можно выделить машины для разрушения льда и снега. Рассмотрим в качестве примера такой машины противогололедный каток ДМ-13. Его техническая характеристика представлена в таблице 5. Назначение катка ДМ-13 – создание местных неровностей на скользких участках как на гравийных и грунтовых, так и на ледяных дорогах. В состав катка входят две полурамы, соединенные между собой шарнирами и имеющими возможность относительного перемещения в вертикальной плоскости. Два пустотелых барабана катка снабжены остроконечными шипами конической формы. Таблица 3.1 Техническая характеристика противогололедного катка ДМ-13 Ширина обрабатываемой полосы, м Диаметр барабанов, м Глубина разрушаемого слоя льда (снега), м Рабочая скорость, км/час Масса катка, кг без балласта с балластом
2х0,95 0,8 0,01…0,023 до 15 850 1 670
10
Каток оборудован дышлом с двумя амортизаторами и четырьмя лыжами, попарно закрепленными на полурамах. Снегуплотняющая машина СУМ-280 (ширина захвата 280 см) выполняется в прицепном варианте к тракторам типа Т-130 и состоит из трех основных узлов: 1- Фрезы; 2- Теплового узла, включающего два реактивных самолетных двигателя; 3- Виброуплотнительной платформы. Рабочая скорость машины СУМ-280 – 1,5 км/час. 4.Машины для строительства зимних дорог На базе трактора К-703, который можно рассматривать как трелевочнотранспортную модификацию трактора К-700, разработана машина для строительства и содержания зимних дорог ДМ-15. Машина выпускается в навесном варианте и состоит из следующих основных узлов: 1- универсальный отвал со съемными уширителями; 2- толкающая рама; 3- рыхлитель; 4- кронштейны связи толкающей рамы с базовым трактором; 5- гидросистема. Техническая характеристика машины ДМ-15 представлена в таблице 4.1. Толкающая рама машины выполнена по классической схеме, состоит из толкающих брусьев и поперечной балки и проходит внутри (между колесами трактора) и крепится к задней полураме трактора. Рама, через универсальный шарнир, соединена с отвалом, углы которого в плане, поперечный перекос и угол резания меняются и жестко фиксируются тремя гидроцилиндрами. Управление этими гидроцилиндрами и гидроцилиндрами подъема и опускания осуществляется из кабины трактора. На поперечной балке установлен однозубый рыхлитель, работающий при движении базового трактора вперед и управляемый гидроцилиндром из кабины. Также на базе трактора К-703 создана лесодорожная машина ЛД-30 (рис.4.1), имеющая многоцелевое назначение. Отметим, что она способна очищать лесовозные дороги от снега, возможно ее использование на грейдировании и планировке (конструкции и характеристики машин для выполнения этих операций рассмотрены в других изданиях кафедры Лесных гусеничных и колесных машин). В машине ЛД-30 стрела, толкающая рама с отвалом универсального бульдозера и рыхлитель установлены шарнирно на задней полураме трактора, причем толкающая рама на двух цилиндрах для подъема и опускания отвала подвешена на стреле.
11
Таблица 4.1 Техническая характеристика машины ДМ-15 Базовый трактор Мощность двигателя, кВт Размеры отвала без уширителей, м длина (по ножам) высота (по хорде) Размеры уширителей отвала (ширина по ножам), м левого правого Диапазон углов установки отвала, град в плане поперечного перекоса резания Наибольшее опускание отвала ниже опорной поверхности, м Наибольший подъем над опорной поверхностью, м Наибольшая глубина рыхления, м Максимальная скорость на очистке дорог от снега, км/час Максимальная высота убираемого слоя снега, м Производительность при снегоочистке, км/час Габаритные размеры, м длина ширина (по отвалу без уширителей) высота Масса навесного оборудования, кг Эксплуатационная масса, кг
К-703 158 3,75 1,43 0,57 0,69 0…55 25-0-25 50…70 0,54 1,2 0,8 20 1,0 9,4 8,2 4,515 3,75 4 800 17 200
При помощи шарнира и двух гидроцилиндров к стреле машины присоединена рукоять, свободный конец которой снабжен колесом. Такая конструкция дает возможность поворачивать рукоять с колесом относительно стрелы в вертикальной плоскости. Очевидно, что в зафиксированном и развернутом положении стрела и рукоять образуют раму грейдера ( перевод рабочего колеса в рабочее положение занимает 10 с). Для удобства управление колесом в горизонтальной плоскости сблокировано с механизмом поворота полурам трактора рулевым колесом. В машине ЛД-30 предусмотрена возможность поворота стрелы с рукоятью и опорным колесом в горизонтальной плоскости относительно продольной оси машины. Техническая характеристика машины представлена в таблице 4.2.
12
Таблица 4.2 Техническая характеристика лесодорожной машины ЛД-30 Базовая машина Мощность двигателя, кВт Управление рабочими органами Высота отвала, м Длина отвала, м Подъем отвала над рабочей поверхностью, м Опускание отвала ниже опорной поверхности, м Угол установки отвала в плане, град Угол поперечного перекоса отвала, град Угол резания, град Число зубьев рыхлителя Максимальное заглубление зуба, м База грейдирования, м Угол въезда, град Габаритные размеры в режиме автогрейдера, м Масса навесного оборудования, кг Масса общая, кг
К-703 147 Гидравлическое 1,4 3,86 1,2 0,65 0-55 До 28 51-70 1 0,8 6,2 30 11,8Х4,6Х3,5 8 000 21 000
Толкающая рама бульдозера соединена с отвалом при помощи смещенной вправо относительно продольной оси машины шарнирнокрестовой муфты и трех гидроцилиндров. Причем один гидроцилиндр служит для изменения угла установки отвала в плане, второй - для установки угла поперечного перекоса отвала в обе стороны в пределах 16-0-280, а с помощью третьего гидроцилиндра устанавливают требуемый угол резания. Оснащенный сменными наконечниками однозубый рыхлитель и гидроцилиндр подъема/опускания зуба размещены на поперечной балке толкающей рамы. Для удобства управления машиной ее органы управления перенесены с передней на заднюю панель кабины трактора. Машина ЛД-30 выступает в качестве автогрейдера, когда опорное колесо опущено на грунт. Работа в режиме бульдозера возможна при поднятом и закрепленном на стреле опорном колесе.
13
Рис.4.1. Лесодорожная машина ЛД-30. 1 – опорное колесо; 2 – отвал; 3 - рыхлительный зуб; 4 – гидроцилиндр; 5 – толкающая рама; 6 – стрела; 7 рукоять.
14
5. Снегопогрузочные машины Снегопогрузочные машины (снегопогрузчики) – самоходные машины непрерывного действия, осуществляющие забор снега из валов и куч с дальнейшей погрузкой его в транспортные средства. Рабочее оборудование снегопогрузчиков (рис.5.1) включает питатель, предназначенный для забора снега и транспортер с гибким тяговым элементом. Конструктивно питатели можно разделить на лаповые и фрезерные.
Рис.5.1. Рабочее оборудование снегопогрузчиков. а – с лаповым питателем; б – с фрезерным питателем; 1 – лапа; 2 – П-образный паз; 3 – направляющий палец; 4 – диск; 5 – конвейер; 6 – фреза; 7 – кожух фрезы; 8 – вал снега. Монтаж снегопогрузочных машин можно провести на специальные шасси, изготовленные из узлов и агрегатов автомобилей. Кроме того, снегопогрузчики монтируются на специально измененные шасси серийно выпускаемой техники. Снегопогрузочное оборудование и привод ведущих колес базовой машины имеют, как правило, один источник энергии. Управление положением снегопогрузочного оборудования осуществляется при помощи гидросистемы. Производительность снегопогрузчика (м3/час) может быть определена по формуле: П = 3600*В*h*v; (5.1) где: В – ширина захватываемого вала снега, м; h - высота срезаемого объема снега, м; v – рабочая скорость машины, м/с.
15
6.
Газоструйные снегоочистители
Снегоочистители этого типа предназначены, в основном, для удаления снега, снежно-ледяных накатов и гололеда. Принцип их действия основан на использовании кинетической энергии газовой струи. В зависимости от способа агрегатирования их делят на самоходные и прицепные. В зависимости от конструктивного исполнения рабочего органа газоструйные снегоочистители можно разделить на три основных группы: вентиляторные, компрессорные и газотурбинные. В настоящее время наибольшее распространение получили газотурбинные снегоочистители, которые можно разделить на тепловые и ветровые. Для удаления гололеда и снежно-ледяных образований предназначены тепловые газотурбинные снегоочистители, оборудованные газотурбинными двигателями с щелевыми соплами, расположенными в непосредственной близости от обрабатываемых покрытий. В качестве источника формирования газового потока с высокими показателями тепловой и кинетической энергии возможно использование выработавших свой летный ресурс авиационные газотурбинные двигатели. К основным характеристикам выходного сопла газоструйных снегоочистителей относят угол наклона сопла к горизонтальной плоскости, высоту сопла над покрытием и его геометрическую форму. Максимальных значений скорости газа во внутреннем пограничном слое струи достигают при угле наклона сопла 150, его высоте над покрытием – в пределах трех диаметров сопла, при этом сопло должно иметь форму круга. Достижимая скорость истечения газов – 460 м/с при температуре 500 С0. Особое внимание надо уделять выбору базового шасси для газоструйных снегоочистителей вследствие их большого воздействия на них. Тяговое усилие, необходимое для передвижения газотурбинного снегоочистителя Т складывается из трех составляющих: Т = Т1 + Т2 + Т3;
(6.1)
где: Т1 – усилие на передвижение машины; Т2 -усилие на преодоление реактивной тяги газотурбинного двигателя; Т3 - усилие, идущее на преодоление инерционности струи в направлении движения машины.
16
7. Комбинированные машины Комбинированная машина КО-823 на шасси КамАЗ-53215 предназначена для удаления плотно слежавшегося снега и обледенения с дорожного полотна, отбрасывания снега на расстояние до 7 метров, сметания снега, равномерной и качественной посыпки дорожного полотна инертными материалами, профилирования грейдером дорожного полотна или обочин, разравнивания гравия и других материалов при производстве ремонтных работ, перевозки и разгрузки самосвальным способом различных сыпучих материалов, мойки и поливки дорожных покрытий, увлажнения воздушного пространства над проезжей частью дороги для снижения запыленности и загазованности. Возможна любая комплектация сменного оборудования. Техническая характеристика комбинированной машины КО-823 представлена в таблице 7.1 Таблица 7.1 Техническая характеристика машины КО-823 Модель шасси
КАМАЗ-53215
Масса машины полная, кг
20500
Ширина рабочей зоны, м плуга обычного плуга грейдерного щетки самосвально - распределяющего оборудования при мойке при поливке
2,5 2,93 2,5 4-9 8,5 20,0
Рабочая скорость машины, м/сек (км/час), при работе: обычным плугом грейдерным плугом: - в летний период - в зимний период при мойке при поливке
11,1(40) 8,3(30) 11,1(40) 2,8(10)-5,6(20)2, 2,8(10)-5,6(20) 5,6(20)-8,3(30)
Масса воды, загружаемой в цистерну, кг
11000
Масса загружаемых сыпучих материалов в кузов, кг самосвально- распределяющего оборудования распределяющего оборудования
10150 10800
17
8. Задания для самостоятельной работы - по данным таблицы 1.1 построить и проанализировать графики зависимостей производительности, времени набора воды и массы от вместимости цистерны; - по данным таблицы 2.2 построить и проанализировать графики зависимостей полной массы машин при работе с различными материалами от мощности двигателя; - используя выражение 5.1 построить и проанализировать графики зависимостей производительности от В, h и v. Принять следующие диапазоны изменения переменных: В = 0,5…3,5 м; h = 0,05…0,4 м; v = 1…5 м/с; - провести анализ доступной научно-технической информации и предоставить на кафедру Лесных гусеничных и колесных машин сведения об аналогичной рассмотренной отечественной и зарубежной техники (с указанием источника информации).
18
Библиографический список 1. Дороги и транспорт лесной промышленности/ Под.ред. И.И.Леоновича.-Мн.:Выш.школа,1979.-416 с. 2. Машины и оборудование лесозаготовок. Справочник/ Е.И.Миронов, Д.Б.Рохленко и др.- М.: Лесн.пром-сть, 1985.-320 с. 3. Дорожные машины: В 2-х частях. Ч.II. Машины для устройства дорожных покрытий. /К.А.Артемьев, Т.В.Алексеева и др. – М.: Машиностроение, 1982.-396 с.
19
СОДЕРЖАНИЕ Введение……………………………………………………………………3 1. Машины для устройства покрытий зимних ледяных ………….......4 2. Разбрасыватели сыпучих материалов………………..………...…… 7 3. Машины для разрушения льда и уплотнения снега………………...9 4. Машины для строительства зимних дорог………………….....….10 5. Снегопогрузочные машины………………………………………....14 6. Газоструйные снегоочистители…………………………………….15 7. Комбинированные машины…………………………………………16 8. Задания для самостоятельной работы……………….…………..…17 Библиографический список………….…………………………………18