Модернизация бульдозера на базе трактора Т-130 с разработкой навесного оборудования для уборки снега

Состав чертежей

1. Электрическая схема стабилизации угла наклона роторного снегоочистителя (формат А1)
2. Плакат организационно-экономического обоснования ДП (формат А1)
3. Чертеж сборочный оборудования рабочего роторного снегоочистителя (формат А1)
4. Чертеж оборудования рабочего ковша (формат А1)
5. Общий вид сверху бульдозера (формат А1)
6. Боковой вид бульдозера (формат А1)
7. Плакат схемы гидравлической (формат А1)
8. Карта распределения напряжений (формат А1)

Описание

В первом разделе пояснительной записки дипломной работы описано назначение и классификация бульдозеров. Рассмотрены операции, которые выполняются бульдозером. Приведены схемы основные выполнения работ бульдозерами. Дано описание установки и наладки органов рабочих бульдозеров. Произведен расчет трактора-Т-130 и производительности бульдозера. Сделаны соответствующие выводы.
В части специальной выполнена разработка органа рабочего трактора. Совершен расчет снегоочистителя роторного и расчет рамы трактора Т-130. Определены усилия в звеньях рамы трактора Т-130 и геометрические характеристики рамы. Рассмотрена организация обслуживания технического тракторов. Описано обслуживание техническое и ремонт машин, и конечно же ежесменное и периодическое обслуживание техническое. Представлены способы ремонта тракторов.

В третьем разделе приведен расчет рамы трактора Т-130 с снегоочистителем роторным в системе проектирования автоматизированного АПМ WINMACHINE.
В четвертом разделе разработана система управления органов рабочих трактора Т-130. Приведена аппаратура системы разрабатываемой. Осуществлена разработка схемы стабилизации автоматической угла наклона роторного снегоочистителя. Рассмотрена схема гидравлическая и ее работа. Сделаны соответствующие выводы.
В разделе охрана труда сделан анализ трудовых условий машиниста. Проведена обзорность площадки рабочей и органов рабочих. Рассмотрена защита машиниста от шума. Рассчитано отопление и охлаждение кабины. Приведены приборы светотехнические. Описана техника безопасности при работе тракторов и безопасность пожарная. Представлена охрана труда при обслуживании техническом и ремонте тракторов. Сделаны соответствующие выводы.

В части экономической дана оценка целесообразности технической конструкции изделия. Осуществлен подбор перечня показателей, оценки уровня технического конструкций. Оценена весомость (значимость) показателя. Рассчитан комплексный показатель уровня технического и качества конструкции. Совершены следующие расчеты: трудоемкости ОКР, затрат временных и стоимостных на проектирование изделия, прогнозирования себестоимости изделия, затрат на материалы основные, затрат на комплектующие покупные, затрат на заработную плату рабочих производственных, полной себестоимости изделия, прогнозируемой цени изделия, уровня вложений капитальных в НИОКР и освоение производства. Оценен эффект от изготовления и применения изделия. Составление сводных показатели оценки целесообразности проекта экономической.

В части графической дипломного проекта представлены следующие чертежи: электрической схемы стабилизации угла наклона роторного снегоочистителя, организационно-экономического обоснования ДП, оборудования рабочего роторного снегоочистителя, оборудования рабочего ковша, вида общего сверху бульдозера, вида общего с боку бульдозера, схемы гидравлической, карты распределения напряжений.

Ознакомительный фрагмент из дипломной работы:

Доклад к диплому:

Тема диплома: Дипломное проектирование бульдозера с разработкой оборудования рабочего для уборки снега в местах труднодоступных.
В зимний период времени при расчистке дорог, особенно проселочных, требуется повышенная проходимость транспортных средств. Применяемые бульдозеры и автогрейдеры в силу специфики применяемого отвального оборудования перемещают снег к обочинам дороги, уменьшая ширину проезжей части и, как следствие, уменьшая пропускную способность дороги. Результатом этого являются заторы и повышенная аварийность.
В связи с этим, целью работы является разработка сменного навесного оборудования на базе трактора Т-130 для уборки свежевыпавшего и слежавшегося снега. В соответствие с целью работы в задачи исследования входит:
1) Разработка и расчет элементов роторного снегоочистителя;
2) Обеспечение безопасности при эксплуатации рабочего оборудования;
3) Обоснование экономической эффективности проекта.
В конструкторской части были произведены разработка и расчет роторного
снегоочистителя, была определена техническая производительность роторного снегоочистителя и рассчитана рама трактора Т-130.
В системе автоматизированного проектирования АПМ WINMACHINE был
произведен прочностной расчет рамы трактора Т-130. Были определены нагрузки на узлы; эквивалентные напряжения в раме трактора; графически показаны распределение напряжений по поперечному сечению оси и карта напряжений.
Была произведена разработка схемы автоматической стабилизации угла наклона
роторного снегоочистителя. Эта система позволяет роторному снегоочистителю сохранять постоянным угол горизонтального наклона.
Гидравлическая схема трактора претерпела некоторые изменения. В нее был включен дополнительный гидравлический двигатель, который приводит в движение ротор очистителя.
В разделе “Охрана труда” были рассмотрены важные аспекты относительно безопасности при работе с тракторами, просчитан безопасный уровень шума, описаны правила безопасности при техническом обслуживании и ремонте тракторов; приняты меры по уменьшению пожароопасности.
При работе над дипломом была доказана экономическая целесообразность применения роторного снегоочистителя на базе трактора Т-130. Была рассчитана себестоимость изделия, затраты на основные и комплектующие материалы, заработная плата рабочих и выведены единовременные затраты, текущие издержки и рассчитана прибыль от реализации. Чистая прибыль на каждую единицу изделия составляет почти полтора миллиона рублей. Срок окупаемости проекта равен 2.2 года.
Были получены следующие данные:
1) Мощность двигателя – 134,6 кВт;
Скорость подъема роторного снегоочистителя – 0,2 м/с;
Средняя скорость перемещения:
– транспортная – 12,5 км/ч;
– рабочая – 0,5 м/с;
Масса машины – 19,200 т;
Масса оборудования – 395кг.
2) Таким образом, мощность, затрачиваемая на шнеко-роторный снего¬очиститель:
N=16кВт
3) Техническая производительность (т/ч) роторного снегоочистителя:

В данной работе спроектирован роторный снегоочиститель на базе трактора Т – 130 со следующими техническими параметрами:
 мощность двигателя 134,6 кВт;
 производительность роторного снегоочистителя 450т/ч.
С точки зрения производственной безопасности спроектированный трактор удовлетворяет санитарно-техническим нормам по шумоизоляции, освещенности и обзорности рабочей площадки, запыленности внутри кабины оператора, а также трактор оборудован отопительной и охладительной системами.
Все выше перечисленные факторы положительно влияют на состояние оператора, что способствует увеличению производительности, улучшению качества работ, а также меньшей утомляемости оператора.
Экономическое обоснование выявило перспективность производства роторного снегоочистителя на базе трактора Т – 130. Спроектированная машина по ряду технических показателей превосходит существующие аналоги.

Расчет снегоочистителя роторного

Расчет роторного снегоочистителя содержит определение рациональных параметров процессов взаимодействия питателя и метательного аппарата со снегом, кинематический, энергетиче­ский и прочностной расчет рабочего органа элементов его кон­струкции и системы управления, определение нагрузок на оси колесной машины, илу гусеничное ходовое Устройство, тягово-динамические расчеты определение баланса мощности, расчеты дальности метания снега, продольной и поперечной вертикальной устойчивости машины, определение производительности. При проектировании снегоочистителей должны быть учтены требования, предъявляемые к машинам, предназначенным для эксплуа­тации в районах с холодным климатом.

При работе наиболее распространенных шнёкороторных и фрезерно-роторных снегоочистителей в процессе поступательного перемещения машины перед рабочим органом образуется снежный забой, в котором правая и левая половины шнеков или фрезы вырезают серповидные стружки снега. Достаточно высокая частота вращения питателя обеспечивает распределение снега под действием, центробежных сил по окружности вращения шнека или фрезы и одновременное перемещение снега в осевом направлении к середине рабочего органа, для чего правая и левая половины питателя имеют противоположное направление винтовых лопастей. В средней части корпуса рабочего органа образовано окно, через которое снег забрасывается винтовыми лопастями в метательный аппарат, получая в момент схода винтовых лопастей ускорение в радиальном, тангенциальном и осевом направлениях относительно питателя.

В метательном аппарате снег поступает на лопасти ротора, транспортируется ими по неподвижному цилиндрическому кожуху в виде призмы волочения перед каждой лопастью с одновременным перемещением вдоль лопастей в радиальном направлении и выбрасывается из метателя под действием центробежных  сил через направляющий патрубок. В первую очередь покидают лопасти метателя в тангенциальном направлении при достижении направляющего патрубка фрагменты снега, находящиеся у поверхности кожуха, со скоростью, равной окружной скорости ротора. Затем происходит сход с лопастей более удаленных от края фрагментов снега с абсолютной скоростью (м/с), равной геометрической сумме окружной скорости ротора и радиальной скорости, приобретенной этими фрагментами к моменту схода с лопасти:

Максимальная дальность транспортирования снега метателем ограничена аэродинамическим сопротивлением и составляет в среднем не более 50…60 м независимо от максимальной частоты вращения лопастного ротора.

При работе роторно-лопастного метательного аппарата на фрагмент снега, движущийся вдоль лопасти и одновременно вращающийся вместе с ротором, действуют сила инерции Рин, противоположная направлению движения, радиально направленная центробежная сила Р_ц, перпендикулярная направлению движения кориолисова сила Р_н и силы трения фрагмента о лопасть, определяемые действием составляющих сил Р_ц и Р_к, нормальных к поверхности лопасти (рис.2.4, а). Действием силы тяжести фрагмента снега G_ф и силы трения, обусловленной силой тяжести, можно пренебречь. Тогда уравнение равновесия фрагмента снега при движении вдоль лопасти будет

где β – текущий угол между лопастью и радиусом вращения, проходящим через фрагмент снега на лопасти; δ – угол трения снега по металлу.

Рис.2.4. Схемы взаимодействия со снегом:

а – роторно-лопастного метателя; б – шнекового и фрезерного питателей;

1– ступица ротора; 2 – лопасть; 3 – неподвижный кожух;

4 – выбросной патрубок; 5 – призма волочения снега перед лопастью

Одним из основных геометрических параметров метательного аппарата является угол φ_р разгрузки ротора, характеризующий угол поворота лопасти и необходимый для полного схода с лопасти снега, и является центральным углом, на который опирается выбросной направляющий патрубок. Для наименее благоприятных условий угол разгрузки ротора (рад) ;

где а_υ – коэффициент, учитывающий влияние трения снега о лопасть, приближенно а_υ = 0,8 … 0,95.

Радиус R вращения ротора определяется технической производительностью снегоочистителя и окружной скоростью ротора и_р, которая в свою очередь выбирается в зависимости от дальности отбрасывания снега (м):

где П_тех – техническая производительность машины, т/ч; ρ_сн – плотность снега, кг/м³; К_н – коэффициент наполнения ротора снегом, зависящий от скорости υ_p и физико-механических свойств снега, при υ_р = 13,5…20 м/с и   ρ_сн = 300…500 кг/м; К_н = 0,25…0,5 (большее значение К_н соответствует меньшей скорости υ_p); υ_р – окружная  скорость  ротора,  м/с,  b_p – ширина лопасти рoтора, м; К₁ – коэффициент, зависящий от угла внешнего трения снега, К₁ = 2,2…2,5

Длина (м) лопасти ротора

Ширина (м) лопасти ротора

где К_в – коэффициент ширины ротора,   К_в = 0,325…0,375.

Число лопастей ротора выбирают из соотношения (2π/φ_р)<л_л<12. Наиболее распространены на практике лопастные роторы снегоочистителей, у которых шесть – восемь лопастей.

Частота вращения ротора (об/мин)

Теоретическая производительность метателя (м³/с)

Массовая производительность метателя связана с технической производительностью снегоочистителя соотношением:

Дальность отбрасывания снега ротором является важнейшим показателем работы снегоочистителя влияющим на технологическую производительность машины. отбрасываться за пределы полосы аэродрома является важным параметром, в ряде случаев существенно применения машины и ее эксплуатационность, учитывающую число параллельных проходов оптимальном варианте снег должен сразу очищаемой дороги или взлетно-посадочные полосы для дорожных poторных снегоочистителей с дальностью отбрасывания снега l < 25…30 м    и Θ = 46° используют упрощенную.

Рис.2.5. Зависимости дальности отбрасывания снега от окружной скорости ротора.

Наиболее универсальной является формула, полученная на основе анализа внешней баллистики дисперсного тела, отброшенного под углом к горизонту при действии аэродинамического сопротивления:

где R_ф – среднестатистический радиус фрагмента снега, для наиболее вероятных условий работы снегоочистителя при р_сн = 250…450 кг/м; R_ф = =0,0154…0,035 м (большим значениям р_сн соответствует меньшие значения радиуса R_ф);.

Следует отметить, что скорость  выброса снега из метательного аппарата снегоочистителя не всегда тождественна окружной скорости ротора. метательный аппарат. Снижение скорости выброса υ сравнению со скоростью υ_р особенно за­метно у снегоочистителей совмещенного действия и в этом случае может составлять 50% вследствие резкого поворота отбрасываемого потока снега в направляющем аппарата (рис.2.5).

На дальность отбрасывания снега существенно влияет ветер. Отбрасывать снег следует преимущественна по направлению ветра, отбрасывать снег против ветра можно только при его скорости не более 5 м/с, иначе использование роторных снего­очистителей неэффективно. Дальность отбрасывания (м) с учетов скорости ветра определяется эмпирической зависимостью:

где v_в – скорость ветра, м/с.

Увеличение дальности отбрасывания при использовании попутного поддува воздуха в метательном аппарате для снижения аэродинамического сопротивления на начальном участке траектории полета, снега также можно определить по эмпирической зависимости

где v_под – скорость воздушного потока при попутном поддува, v_под = 100 м/с.

При работе шнекового и фрезерного питателя вырезаемые из забоя фрагменты снега формируют перед наружным краем винтовой лопасти спиралевидную призму волочения. Винтовая лопасть отделяет от забоя стружку снега толщиной h (см. рис. б). В горизонтальной плоскости скорость резания снега определяется геометрической суммой поступательной скорости снегоочистителя о_м и осевой скорости перемещения снега винтовой лопастью v_ш Угол подъема нагруженного края винтовой лопасти питателя:

Мощность (кВт) привода лопастного ротора метательного аппарата:

где П_тех – техническая производительность снегоочистителя, т/ч; К₁ – относительная длина лопасти, К₁ = R/r.

Мощность (кВт), затрачиваемая на преодоление сил трения снега о неподвижный кожух:

Силу трения винтовой лопасти о поверхность снежного массива принимают равной нулю.

Мощность (кВт) привода шнекового питателя:

где а – эмпирический коэффициент, возрастающий с увеличением плотности снега, при р_сн = 350…450 кг/м³ , a = 0,0147…0,0257 кВт* ч/т; N₀ – потери мощности, обратно пропорциональные частоте вращения шнека, при п_п = 300-500 об/мин (5…8,33 об/с-1) N₀ = 5,l…3,3 кВт.

Мощность привода лопастного ротора (кВт)

Техническая производительность (т/ч) роторного снегоочистителя:

где Н – толщина снежного покрова, м.

Ширину захвата рабочего органа роторного снегоочистителя принимают больше ширины базовой машины на 0,15 … 0,2 м в каждую сторону.

КПД снегоочистителей позволяет оценить эффективность выполнения рабочими органами операций отделения снега от массива, транспортирования его к лопастному ротору и сообщения снегу кинетической энергии.

Внутренний КПД:

где N_дв – мощность двигателя привода рабочих органов или установочная мощность двигателя базовой машины, кВт;  – КПД трансмиссии привода рабочих органов,   η_тр = 0,9.

Внутренний КПД позволяет оценить потери энергии внутри рабочего органа между приводом и направляющим патрубком метательного аппарата. Для современных снегоочистителей с одним двигателем на базе гусеничных тракторов η₁ = 0,5…0,6, на базе автомобилей, η₁ = 0,65…0,75, для критерием оценки общей эффективности рабочих органов, включая операцию отбрасывания снега, является внешний КПД

l – действительная средняя дальность отбрасывания снега ротором, м.

При малой дальности отбрасывания наибольшее влияние на величину оказывают потери энергии на резание снега и транспортирование его к метательному аппарату. При большом значении  определяющее влияние оказывает аэродинамическое сопротивление. Для средней дальности отбрасывания снега внешний КПД современных роторных снегоочистителей = 0,33…0,43. Внешний КПД позволяет в первом приближении обосновать выбор рационального режима работы снегоочистителя – скорости машины (м/с):

Уменьшение дальности отбрасывания снега до пределов, допускаемых технологическими условиями работы снегоочистителя, позволяет при той же мощности двигателя существенно повысить его производительность и снизить удельную энергоемкость. 

2.4 Усилия в звеньях рамы трактора Т-130

Определим неизвестные по следующей последовательности. Из рассмотрения равновесия всей системы в целом относительно оси у можно записать уравнение:

P_zL₁+ P_xh – P_ynsinaL₂ – Р_улsinаL₂ = 0,

Учитывая, что цилиндры связаны между собой гидравлически и такая связь обеспечивает равенство усилий, воспринимаемых каждым из цилиндров, можно записать:

где  L₁ – расстояние от оси хвостовой части рамы до точки приложения

результирующей сил сопротивления, м;

      h – расстояние от земли до оси шаровой пяты, м;

      L₂ – расстояние от хвостовой части рамы до оси крепления

гидроцилиндров подъема, м.

Из уравнения моментов относительно оси х:

P_zb₁+ P_yh – R_azb₃ – P_ysina · b₂ – P_ysina ·b₄ = 0,

 Найдем

где    b₁ – расстояние от оси продольного толкающего бруса до

точки приложения результирующей сил сопротивления, м;

         b₂ – расстояние от оси продольного толкающего бруса до

точки крепления гидроцилиндра подъема роторного снегоочистителя, м;

         b₃ –  расстояние между осями продольных толкающих брусьев, м;

         b₄ – расстояние от оси продольного толкающего бруса до точки крепления

второго (противоположного) гидроцилиндра подъема роторного снегоочистителя, м.Из уравнения моментов относительно оси  x₁  имеем:

P_z(b₃ – b₁) – P_yh – P_czb₃ – P_ysinα(b₃ – b₄) – P_ysinα(b₃ – b₂) = 0,

Составив уравнения моментов сначала относительно оси х, затем относительно оси  z,  определим реакции  R_ах  и  R_сx  в опоре  А:

P_yL₁ – Р_уb₁ + R_аxb₃ – P_ycos а ·b₂ – P_ycos a · b₄ = 0,

Откуда

И в опоре  С:

P_yL₁+ Р_x(bз – bi)+ P_ycosa(b₃ – b₄)+ P_ycosa(b₃ – b₂) – R_cxb₃,

Рассмотрим равновесие системы «роторный снегоочиститель с подкосами». Проведем ось O₁ – О₂ через точки крепления подкосов и составим уравнение относительно этой оси (рис.1):

P₂L₁ + P_xcosθ · h + P_ysinθ · h – R_ozL₂ = 0,

Откуда

Аналогично из суммы моментов относительно оси  x₁ – x₁:

P_z(b₃ – b₁) – P_yh – 0,5 R_ozb₃ – R_dzb₃ = 0,

Получим:

А относительно  х – x:

P_zb₁ – P_yh – 0,5 R_ozb₃ – R_bzb₃ = 0,

Откуда

Учтя сказанное ранее о работе подкосов в горизонтальной плоскости, расчетную схему роторного снегоочистителя с подкосами в этой плоскости представим в виде схемы, приведенной на рис.2.6.

Усилие в подкосе найдем из уравнения моментов относительно шарнира О:

Р_у(1₃ – l₁) + Р_x(bз /2 – b₁) P_nnb₅ = 0,

 Откуда

Составляющие реакции в шарнире О определяем из проекции действующих усилий на оси  х  и  у:

R_ox = P_x – P_nncosφ,

R_ox = 180 – 20 · cos9° = 160кH;

R_oy = P_y + P_nnsinφ,

R_oy = 115 + 20sin 9^o = 120 кН.

Таким образом, неизвестными остались боковая реакция в опоре С и усилия в шарнирах, крепящих подкосы к роторному снегоочистителю (рис.2.7).

R_cy = P_y = 115 кН.

Для определения усилий в шарнирах крепления подкосов к роторному снегоочистителю рассмотрим их равновесие в плоскости подкосов. Считая, что один из шарниров будет играть роль одиночного опорного стержня, их схемы можно представить (рис. 2.8).

Решение схем дает:

R_E = R_F = R_BZl / h;

R_FL = R_BZ;

R_K = R_DZl / h;

R_M = (R_DZl – P_nnh) / h;

R_MZ = R_DZ;

где

l = BF = DM,

        h = FE = MK.

R_E = – R_F = – 23 · 2,1 / 0,715 = – 68 кН;

R_F = – R_E= – 68 кН;

R_FZ = R_BZ = – 2З кН;

R_K = – 36 · 2,1 / 0.715 = – 106 кН;

R_M = (36 · 2,1 + 20 · 0,715) / 0,715 = – 126 кН;

R_MZ = R_DZ = – 36 кН.

Следует отметить, что для отдельных расчетных положений составляющие нагрузок на роторный снегоочиститель могут менять свое направление.

Строим эпюры изгибающих моментов в вертикальной и боковой плоскостях

Определим изгибающие моменты от усилий, показанных на рис.2.9. На рис. 2.9, б построена эпюра изгибающих моментов в вертикальной плоскости, значения изгибающих моментов указанны ниже.

М_B = 72 кНм;  M_N = 74 кНм;  М_D = 123 кНм;  М_O = 183 кНм;

М_{N 1} = 114 кНм;  M_S = 107 кНм;  M_S1 = 147 кНм.

На рис.2.9,в построена эпюра изгибающих моментов в боковой плоскости, значения изгибающих моментов указанны ниже.

M_S = 38 кНм;  М_O = 33 кНм;  M_S1 = – 58 кНм;  M_N1 = –176 кНм;

M_D = –166 кНм.

N_A = 43 кН;  N_O =73 кН;  N_C = 318 кН.

2.6 Геометрические характеристик рамы

Как видно из построенных эпюр, наибольшие нагрузки возникают в месте крепления подкосов к раме и у вершины рамы.

Сечения имеют следующие характеристики:

F_I-I = 2,84 · 10^-2 м²;  F_2-2 = 2,4 · 10^-2 м²;

Момент инерции относительно оси  х – х:

J_{x—x 1-1} = 2,78 · 10^-4 м⁴;   J_{x—x 2-2} = 2,6 · 10^-4 м⁴;

Момент инерции относительно оси  z – z:

J_{z—z 1-1} = 2,76 · 10^-4 м⁴;   J_{z—z 2-2} = 1,96 · 10^-4 м⁴;

Моменты сопротивления:

W_{x—x 1-1} = 2,1 · 10^-3 м³;   W_{x—x 2-2} = 1,8 · 10^-3 м³;   W_{z—z 1-1} = 1,9 · 10^-3 м³;

W_{z—z 2-2} = 1,6 · 10^-3 м³.

Материал брусьев – сталь 09Г2С с пределом текучести  σ_m = 320 Мпа. Коэффициент запаса прочности: п = 1,4. Определим максимальное напряжение в сечениях  1 – 1  и  2 – 2  по формулам:

σ_max = σ_N + σ_Z + σ_X;

где  σ_N = N / F;

σ_Z = M_Z / W_Z;

σ_X = W_X / W_X,

где  N, M_X, M_Z – сжимающие усилия и изгибающие моменты 1 – 1 и 2 – 2.

Определяем запас прочности по пределу текучести в сечении 2—2, как наиболее нагруженном:                         n = σ_T / σ_2-2 = 220 / 127 = 1,6 > 1,4.

Полученный запас прочности допустим в расчете при продольном напряжении роторного снегоочистителя трактора.

Принятое сечение брусьев удовлетворяет условиям прочности.

Сталь не склонна к тепловой хрупкости и не разупрочняется в результате длительного старения.

Ударная вязкость после старения при повышенных температурах также снижается незначительно…………………….

…………………….РАСЧЕТ РАМЫ ТРАКТОРА Т-130 С СНЕГООЧИСТИТЕЛЕМ РОТОРНЫМ В СИСТЕМЕ ПРОЕКТИРОВАНИЯ АВТОМАТИЗИРОВАННОГО АПМ WINMACHINE

Рис.3.1. Модель рамы трактора.

Рама (рис.3.1) выполнена из cтали 09Г2С, имеющей следующие характеристики: плотность 7800 кг/кб.м; модуль Юнга 210000 МПа; коэф. Пуассона 0.300; предел текучести – 320 МПа.

Рис.3.2. Расчетная схема рамы трактора.

Нагрузки на узлы конечно-элементной модели, согласно расчетной схеме, указаны в таблице 3.1.

Таблица 3.1. Нагрузки на узлы.

N	Тип	Номер узла	Проекции			Модуль
			на x	на y	на z
0	сила , Н	1	160000.00	120000.00	-114000.00	230208.60
1	сила , Н	7	0.00	0.00	-23000.00	23000.00
2	сила , Н	8	-20000.00	0.00	-23000.00	30479.50

Поперечное сечение рамы трактора (рис.3.2) имеет следующие параметры:

Площадь   29788.51     кв.мм

Центр масс: X=    138.460 Y=    -66.180    мм

Момент инерции

относит. оси X   267153716.35    мм⁴

относит. оси Y   313252277.69    мм⁴

полярный  580405994.03    мм⁴

Угол наклона главных центральных осей   -0.00    град

Рис.3.2. Поперечное сечение рамы трактора в носовой части.

Результаты расчетов на статическую прочность приведены в таблицах 2-4. Общая масса конструкции 1577.06 кг. Эпюра максимального изгибающего момента в плоскости XY [Нxм] показана на рис.4: М_МАХ=51,2 кНхм.  Эпюра максимального изгибающего момента в плоскости XZ [Нxм] показана на рис.5: М_МАХ=250 кНхм. Максимальное перемещение 10.36 мм (рис.6). Максимальное напряжение 119.6 МПа. Распределение полей напряжений в опасном сечении оси показано на рис.8.

Таблица 3.3. Перемещения узлов.

N	Линейное перемещение [мм]			Угловое перемещение [Град]
	x	y	z	x	y	z
0	0	10.3	0	0	0.00484	0
1	-0.206	9.96	-1.42	0.00012	-0.103	0.0109
2	-0.0111	10.1	0.54	-0.0126	-0.00301	0.00639
3	-0.0814	10.1	0	-0.0164	-0.0578	0
4	0	0	0	0	0.0148	0
5	0.0882	9.62	0.483	0.00382	-0.00982	-0.123
6	-0.72	10.3	0	0.0114	-0.0611	0
7	-0.00556	10.3	0.231	-0.00629	0.0132	0.00319
8	0.0807	9.01	0.513	0.00352	-0.00452	-0.156

Рис.3.4. Эпюра изгибающего момента в плоскости XY.

Рис.3.5. Эпюра изгибающего момента в плоскости XZ.

Рис.3.6. Карта перемещений, мм (масштабный коэффициент х30).

Рис.3.7. Карта напряжений, МПа.

Таблица 3.8. Эквивалентное напряжение в раме трактора.

N	Название	Узлы	Экв. напряжение
0	Rod 9	1,3	34.7
1	Rod 14	3,2	32.4
2	Rod 15	4,8	120
3	Rod 16	6,5	83.7
4	Rod 17	1,6	68.7
5	Rod 20	0,7	6.33
6	Rod 21	7,2	17.1
7	Rod 22	8,5	87.3

Таблица 3.9. Реакции в опорах.

N	Узел	Сила [Н]			Момент [Н*м]
		x	y	z	x	y	z
1	0	20478.2304	0.0000	6995.60	2122.4919	-0.0000	-2160.6102
2	3	0.0000	-0.0000	83175.5	0.0000	0.0000	-35228.583
3	4	-160478	-120000	-1435.5	-642.1238	0.0000	245643.723
4	6	0.0000	0.0000	97526.3	0.0000	-0.0000	12838.7625

Запас прочности по пределу текучести:

n_T = [σ_Т] / σ_MAX ,

где [σ_Т] –предел текучести, для стали Ст3пс [σ_Т] = 245 МПа;

n_T = 245 / 120 = 2,04 > [n_T] = 1,4.

Условие прочности выполняется.

Рис.3.108. Распределение напряжений по поперечному сечению оси.

 Вывод

В данной части дипломного проекта был произведен расчет рамы трактора Т-130 с роторным снегоочистителем в системе  автоматизированного проектирования АПМ WinMachine. Были определены нагрузки на узлы; эквивалентные напряжения в раме трактора; графически показаны распределение напряжений по поперечному сечению оси и  карта напряжений.