Fср - площадь среза пальца шарнира, которая равна

,

где (41)

d - диаметр пальца (см. рис.32)

-допускаемое напряжение на срез

=120 Н/мм2-для стали 20Х

Определим усилие, действующее на палец шарнира.

Вертикальную составляющую определим по формуле:

,

где (42)

Для дальнейших расчетов принимаем ориентировочно массы составляющих узлов.

Mрамы=350кг-масса рамы механизма,

mдв- масса двигателя привода фрезы (mдв=450кг)

Массу фрезы определим ориентировочно по формуле

,

dф- диаметр барабана фрезерного рабочего органа (dф=0,3м),

В- ширина барабана фрезерного рабочего органа (В=0,7м),

- толщина стенки барабана фрезы ,

- плотность стали

mп- масса двух подшипниковых узлов в сборе (принимаем mп=100кг)

Масса фрезы:

Тогда

Горизонтальная составляющая:

Ргор=W1ф=3600Н

Общее результирующее усилие, действующее на палец шарнира найдем из формулы:

(44)

Полученное усилие Ррез=10003,4Н действует на все четыре пальца привода фрезы. Определим усилие, приходящееся на два пальца:

Р=Ррез/2=10003,4/2=5001,7Н. (45)

Тогда диаметр пальца определим по формуле:

(46)

Принимаем диаметр пальца d=30мм.

Проведем расчет толщины проушины.

Толщину проушины определим из условия:

, где (47)

- допускаемые напряжения на смятие,

=280 Н/мм2

b- толщина проушины.

(48)

Принимаем b=20 мм.

Схема для расчета пальца.

Рис.38

5.4 Расчет сварного соединения кронштейна зуба

Определим допускаемое напряжение растяжения основного металла, принимая для Ст3 [7,табл. П3]

(49)

Из уравнения прочности при растяжении

, где (50)

Мизг=Ws=3877,3H

Определим толщину полосы

(51)

принимаем S=10мм

(52)

5.5 Расчет долговечности подшипников

Рис.40

Ws=3877,3 Н- результирующее сопротивление фрезерованию.

Результирующее сопротивление фрезерованию Ws определяем по положению крайнего зуба на барабане фрезы (самый тяжелый расчетный случай).

Определим усилие в ступице барабана фрезы Р2 из уравнения:

(53)

Определим реакцию, возникающую в подшипнике «Д» из уравнения:

(54)

Для выбора подшипников необходимо предварительно определить диаметр выходного конца вала:

 где (55)

-среднее значение допускаемого напряжения.

Принимаем диаметр выходного вала 30мм.

Окончательно принимаем шарикоподшипник радиальный двухрядный сферический ГОСТ 5720-75, номер 1605 с диаметром внутреннего кольца d=25мм, внешнего кольца D=62 мм, шириной В=24 мм и динамической грузоподъемностью С=24000 Н.

Затем определим эквивалентную нагрузку Рэ

Она будет составлять:

, где (56)

R2= 73794Н -радиальная нагрузка на подшипник;

Fa=0- осевая нагрузка на подшипник;

Кб=1,2 коэффициент безопасности;

х=1- для радиального подшипника;

V=1- вращается внутреннее кольцо;

Кт=1- температурный коэффициент (рабочая температура подшипника до 1000С).

Рэ=114308,21,21=5169,8Н

Расчетная долговечность в млн. оборотов L или Lh в часах определяется по динамической грузоподъемности С и величине эквивалентной нагрузки:

(57)

Необходимая долговечность обеспечена.

5.6 Уточненный расчет вала барабана

Перед началом расчета вала следует упростить схему расчета, и вследствие этого мы будем иметь трехступенчатый вал.

Вал барабана фрезы по теоретической схеме имеет длину 2,5 метра, что является экономически и технологически (с точки зрения изготовления с нужной точностью вала такой длины) очень не целесообразно и учитывая то, что основная масса вала не несет нагрузки установим один полувал в месте воздействия нагрузок (см. рис.41)

Рис.41.

Вал, изображенный на рисунке имеет три ступени, но наиболее нагружена только одна ступень. В этой ступени мы проверим его на изгиб и на кручение.

А-А- сечение места посадки подшипника.

Для начала отсчета принимаем, что вал изготовлен из стали 45. Считаем, что нормальные напряжения от изгиба изменяются по симметричному циклу, а касательные от кручения- по нулевому (пульсирующему)[7].

Предел выносливости:

дорожный покрытие фреза техника

В опасных сечениях действуют максимальные изгибающие моменты и крутящий момент Мкр.

Рассмотрим сечение А-А: концентрация напряжений вызвана напрессовкой внутреннего конца подшипника на вал.

- эффективный коэффициент нормальных напряжений, который равен: =1,66 (по рекомендациям [7]).

- эффективный коэффициент концентрации касательных напряжений:

=1,2

-масштабный фактор для нормальных напряжений, равный:

=0,76

- масштабный фактор для касательных напряжений, равный:

=0,65

Далее определяем отношение этих коэффициентов:

Момент инерции равен:

, где (58)

d=60-диаметр вала под подшипник.

6. Расчет экономической эффективности

6.1 Выявление конструктивных и эксплуатационных преимуществ новой техники

Разработанная конструкция фрезерного оборудования на базе МТЗ-80 позволяет расширить его эксплуатационные и функциональные возможности, увеличить парк рабочей техники имеющейся у организации занимающейся ремонтом дорожного покрытия, связанными с фрезерованием асфальтобетонного покрытия, а также повысить коэффициент эксплуатации, вследствие снижения простоя техники.

Полагаем, что данная конструкция позволит повысить рентабельность и конкурентоспособность предприятий имеющих относительно небольшие заказы на выполнение работ.

6.2 Выбор базового варианта

В данном проекте производится разработка навесного фрезерного оборудования на базе МТЗ-80. Прототипом для данной разработки послужило фрезерное оборудование, устанавливаемое на тракторе МТЗ-80.

6.3 Расчет капитальных вложений

В объемах капиталовложений учитываются непосредственные капиталовложения и затраты, необходимые для создания и использования техники. Капитальные затраты по базовой и новой технике включают в себя оптовую цену и затраты на доставку техники:

(59)

где оптовая цена техники, руб.

коэффициент, учитывающий затраты на доставку техники.

Оптовая цена базовой техники трактор МТЗ-80 (в ценах от 01.01 2005 г.).

Цена модернизированной машины:

(60)

где стоимость заменяемых сборочных единиц, руб.

стоимость новых сборочных единиц, руб.

Стоимость базовой машины:

(61)

Определим стоимость заменяемых и новых сборочных единиц.

Стоимость заменяемых сборочных единиц (см. табл.1):

(62)

масса заменяемых механизмов и металлоконструкции, кг.

стоимость 1 кг. заменяемых механизмов и металлоконструкции, руб.

Стоимость новых сборочных единиц (см. табл.1):

(63)

 масса заменяемых механизмов и металлоконструкции, кг.

стоимость 1 кг заменяемых механизмов и металлоконструкции, руб.

Стоимость заменяемых сборочных единиц:

(64)

Стоимость новых сборочных единиц:

(65)

Цена модернизированной машины:

(66)

Сводная плановая калькуляция стоимости

	Наименование
	Сварные конструкции	Узлы механизмов
Б.Т.	16.0	_	26.5	530
Н.Т.	16.0	600	26.5	860

Капитальные затраты базовой техники: .

Капитальные затраты новой техники: .

Балансовая стоимость машины ( и ) включают ее оптовую цену и затраты на транспортировку машины к месту назначения.

 (67)

(68)

Экономическое обоснование лимитных цен проверяется сопоставлением их с действующими ценами на базовые модели с учетом изменения технико-экономических параметров.

(69)

где - срок службы базовой и новой машины.

- нормативный коэффициент эффективности.

- годовая эксплуатационная производительность базовой и новой машины

(70)

где - эксплуатационная среднечасовая производительность,

- количество машино-часов работы техники в году

- коэффициент простоя

(71)

где - количество смен в день

- время смены

- количество рабочих дней в году

(72)

где - коэффициент перехода от технической производительности к экспериментальной

- техническая производительность,

Техническая производительность базовой машины:

(73)

где - объем фрезерования

- коэффициент использования по времени

- продолжительность рабочего цикла

Техническая производительность новой машины:

Неравенство выполняется, следовательно, проектирование новой машины экономически целесообразно.

Годовая выработка базовой машины:

(74)

Годовая выработка новой машины:

(75)

Коэффициент изменения производительности:

(76)

Межремонтный цикл: (77)

где - средняя величина до первого капитального ремонта

- коэффициент перевода мото-часов в машино-часы



Количество технических обслуживаний:

(78)

где - периодичность выполнения соответствующего технического обслуживания (принимается из рекомендаций ЦНИИ ОМТ).

;

;

Количество текущих ремонтов:

(79)

где - периодичность выполнения текущего ремонта

- количество капитальных ремонтов за срок службы

(80)

6.4 Расчет эксплуатационных затрат

Эксплуатационные затраты (без отчисления на реновацию) на выполнение технологического процесса.

(81)

Затраты на заработную плату рабочих, занятых управлением машины:

(82)

где - коэффициент, учитывающий премии, дополнительную плату, доплаты и отчисления на социальные страхования.

- часовая тарифная ставка машиниста 4-го разряда.

Амортизационные отчисления:

(83)

где коэффициент амортизационных отчислений;

капитальные затраты базовой и новой техники;

,

,

Затраты на капитальные ремонты:

(84)

где норма отчислений на капитальный ремонт;

капитальные затраты базовой и новой техники;

Затраты на технические обслуживания и текущие ремонты:

(85)

где - затраты на заработную плату ремонтных рабочих

(86)

где - коэффициент, учитывающий премии, доплаты ремонтных рабочих

- часовая тарифная ставка рабочих по ремонту машин

- количество ТО и ТР за межремонтный прцесс

- трудоемкость выполнения ТО и ТР

Затраты на материалы и запасные части:

(87)

где - коэффициент, учитывающий накладные расходы на ремонт

- коэффициент перехода от заработной платы к затратам на ТО и ТР

- коэффициент, учитывающий накладные расходы на заработную плату

;

;

Затраты на топливо для машины:

(88)

где - сумма цен зимнего и летнего топлива

 (89)

где - цена летнего топлива

- цена зимнего топлива

- часовой расход топлива

(90)

где - удельный расход топлива

- мощность

Затраты на масло, смазочные и вспомогательные материалы:

(91)

где коэффициент перехода от годовых затрат на топливо к затратам на смазочные материалы;

(92)

Тогда эксплуатационные затраты равны:

Калькуляция годовых текущих затрат приведена в таблице 2.

Калькуляция годовых текущих затрат

№ п.п	Статьи затрат	Условное обозначение	Затраты, руб.	Удельный вес %
			БТ	НТ	БТ	НТ
1	Заработная плата		38032,3	39070,3	8,53	8,2
2	Амортизационные отчисления		41420,7	43256,1	16,5	18,4
3	Затраты на капитальный ремонт		23805	24855,9	9,5	10,58
4	Затраты на ТО и ТР		11265	12616,7	4,58	4,82
5	Затраты на топливо		118653,7	121494,3	48,7	49,6
6	Затраты на масло, смазочные и вспомогательные материалы		29663,4	30373,5	12,2	11,7
	Общая стоимость годовых текущих затрат		262840,1	271666,8	100	100

6.5 Расчет удельных приведенных затрат

Приведенные затраты:

(93)

где - отчисления на реновацию базовой и новой машины

 (94)

где - нормативный коэффициент эффективности

Тогда приведенные затраты равны

Удельные приведенные затраты:

(95)

Себестоимость годовой выработки:

(96)

где - затраты на реновацию

(97)

6.6 Определение экономической эффективности

Суммарный экономический эффект определяется по формуле:

(98)

где - экономический эффект производства

(99)

где - коэффициент эквивалентности

(100)

где - коэффициент реновации в зависимости от их срока службы

Тогда экономический эффект производства равен:



Экономический эффект в эксплуатации:

(101)

где - удельные капиталовложения

(102)

Тогда

Суммарный экономический эффект равен:

за 10 лет.

Годовой экономический эффект:

(103)

Срок окупаемости машины:

(104)

Результаты расчетов заносим в таблицу 3

Технико-экономические показатели базовой и новой машины

№ п.п.	Технико-экономические показатели	Условное обозначение		Отклонения
			БТ	НТ		%
1	Капитальные затраты		414000	432345	18345	4,2
2	Годовые текущие затраты: 2.1 Заработная плата 2.2 Амортизационные отчисления 2.3 Затраты на капитальный ремонт 2.4 Затраты на ТО и ТР 2.5 Затраты на топливо 2.6 Затраты на масло, смазочные и вспомогательные материалы		262840,1 38032,3 41420,7 23805 11265 118653,7 29663,4	271666,8 39070,3 43256,1 24855,9 12616,7 121494,3 30373,5	-8826,7 1038 1835 1050,9 1351,7 2840,6 710,1	3,2 2,6 4,2 4,2 10,7 2,3 2,3
3	Удельные капитальные затраты		13	6,6	-6,4	-96,9
4	Удельные приведенные затраты		10	5,2	-4,8	-92,3
5	Экономический эффект, руб		1702904,5
6	Срок окупаемости, лет		1,1

В результате проведенных вычислений получили, при одинаковом объеме фрезерования, высокую производительность новой машины и низкие удельные затраты и капиталовложения. Сравнив эти значения с базовым вариантом, определили, что производство этой машины выгодно и целесообразно.

7. Безопасность жизнедеятельности

7.1 Использование дорожной фрезы

Охрана труда.

Охрана труда - система законодательных актов, социально-экономических, гигиенических и лечебно-профилактических мероприятий и средств, обеспечивающих безопасность, сохранение здоровья и работоспособности человека в процессе труда.

Охрана труда базируется на достижениях различных отраслей знаний: гигиена труда, производственная санитария, физиологии и психологии труда, эстетики, экономики, социологии, решает экономические, социальные, инженерно-технические и психофизиологические задачи.

За последнее десятилетие производство нашего государства изменилось коренным образом: техника усложнилась, производство расширилось, возникли новые отрасли промышленности.

Забота об охране труда находилась в центре внимания у проектировщиков новой техники с давних времен. Происходило это потому, что забота о том, чтобы изобретаемый предмет работал с наибольшим удобством для человека и с наименьшей опасностью для его здоровья, являлось одной из главнейших задач проектировщика.

В процессе трудовой деятельности возникает закономерный для организма физиологический процесс - утомление. Физическая работа даже при незначительных мускульных затратах, но в условиях опасных для здоровья и жизни, характеризуется возрастанием нервного напряжения, что всегда - приводит к быстрому утомлению. Пребывание в производственных условиях, где безопасность труда не гарантирована, приводит к быстрому утомлению всего организма. Вследствие этого относительно быстро снижается внимание и работоспособность человека.

Широкое внедрение в технологические процессы получили электрическая энергия, вибрация, емкости под высоким давлением и т.д. Возрастает энергетическая мощность оборудования и машин, усилия и скорости рабочих органов.

Следует отметить противоречие влияния научно-технического прогресса на условия и охрану труда Научно-технический прогресс позволяет освободить человека от физической нагрузки перекладывая ее на машину, но одновременно в связи с применением различных видов энергии, химических ускорителей, синтетических материалов а также машин и оборудования с повышенными скоростями и большой мощностью возникают вредные опасные производственные факторы, которые ранее не были известны и отрицательно действующие на организм человека. Поэтому проблемные вопросы охраны труда не снижаются, а приобретают актуальное значение и должны решаться одновременно с другими вопросами научно-технического прогресса.

Анализ вредных и опасных производственных факторов при эксплуатации дорожной фрезы.

В условиях работы ремонтера вредные и опасные производственные факторы во много раз усиливаются, создавая потенциально опасные условия труда. Обеспечение здоровья, санитарно-гигиенических условий труда людей и внедрение современной техники безопасности труда, сокращающее до минимума производственный травматизм и профессиональные заболевания - главная задача современной промышленности.

Воздействие вредных и опасных производственных факторов на организм человека приводит к ухудшению здоровья и потери работоспособности.

Вредный производственный фактор - производственный фактор, воздействие которого на работающего в определенных условиях приводит к заболеванию или снижению работоспособности.

К вредным производственным факторам относят:

- неблагоприятные метеорологические факторы ;

- пыль;

- шум;

- вибрация;

- промышленные яды и газы;

К опасным производственным факторам относятся : недостаточная устойчивость, движущиеся детали, элементы механизмов и машин в целом, недопустимая температура поверхностей машин, оборудования и воздуха в рабочей зоне; недопустимый уровень шума, электромагнитных полей, недостаточная освещенность рабочей зоны.

При оптимальном микроклимате в кабине, производительность труда и комфортность увеличивается, снижается заболевание рабочих. Существует несколько видов освещения: естественное, искусственное и совмещенное.

Правильное освещение также влияет на состояние организма, оно стимулирует протекание процессов нервной системы и деятельности, повышает работоспособность. При недостаточном освещении человек работает менее продуктивно, быстро устает, растет вероятность ошибочных действий, что может привести к травматизму. Поэтому освещение рабочих мест и помещений должно удовлетворять следующим условиям :

-- уровень освещенности рабочей поверхности должен соответствовать гигиеническим нормам для данного вида работы;

-- должны быть обеспечены равномерность и устойчивость уровня, освещенности кабины, отсутствие резких контрастов между освещенностью рабочей поверхности и окружающего пространства;

-- в поле зрения не должно создаваться блеска источниками света и другими предметами;

-- искусственный свет, используемый для освещения по своему спектральному составу должен приближаться к естественному.

Технологический процесс при эксплуатации дорожного ремонтера. сопровождается выделением пыли, ядовитых газов, паров и других, вредных веществ. Попадание этих веществ в организм человека может вызвать отравление, болезни дыхательных путей, слизистой оболочки .

Наибольшую опасность представляет пыль, которая находится во взвешенном состоянии и легко проникаете легкие.

Выделяются многочисленные продукты сгорания: оксид углерода, оксид азота и другие. Многие соединения могут вызывать различные заболевания.

Для очистки воздуха для водителя от пыли, вредных веществ в кабине оператора применяют фильтрующие элементы воздуха, пылеулавливатели, кондиционеры.

Шум, возникающий при работе дорожной фрезы может воздействовать раздражающе на органы слуха, а также не благоприятно воздействует на сердечно-сосудистую и нервную системы.

В соответствии с нормами ГОСТ 12.1.029-80 защита от шума обеспечивается звукоизоляцией кабины, которая выполнена из резины, войлока, картона, кожзаменителя и из материалов - шумопоглатителей.

Значительно снижает производительность труда и вибрация. Она увеличивает утомляемость оператора и может приводить к профессиональному заболеванию - виброзаболеванию.

Защитой от вибрации служит виброизоляция - сидение, которое смягчает толчки и удары. Плохие последствия могут быть при не внимательном отношение к этому фактору.

Еще худшие последствия может иметь халатное отношение к электробезопасности труда. При прохождении электрического тока на;

организм человека или воздействие электрической дуги возникают электротравмы, которые по признаку поражения делятся на электрические удары и травмы. В первом случае поражается весь организм и особенно его внутренние органы. Во втором случае происходит местное поражение кожи, мышц и других частей тела. Особенно опасен для человека электрический удар, при котором нарушается сердечная, дыхательная и мозговая деятельность.

Действие электрического тока на организм человека может быть химическим, приводящим к разложению крови, и тепловым, вызывающим ожог участков тела. Возможны также металлизация кожи, биологическое воздействие, при котором нарушается электрический процесс (биоток).

Степень опасности воздействия тока на организм зависит от величины тока, длительности его воздействия, рода и частоты его, электрической сопротивляемости тела человека, а также от напряжения и схемы включения тела человека в электрическую сеть.

Техника безопасности при эксплуатации дорожной фрезы.

К управлению трактором допускаются лица, которым исполнилось 18 лет, изучившие правила техники безопасности, устройство и управление дорожной фрезы, прошедшие специальную подготовку и инструктаж по технике безопасности и сдавшие экзамены на допуск к самостоятельной работе.

Перед началом работы проверяется рабочее оборудование - надежность крепления сборочных единиц.

Перед подключением оборудования к сети проверяется нейтральное положение рычагов управления.

Перед любым действием рабочих органов необходимо убедится в том, что при этом не пострадают люди.

Во время движения и работы запрещается:

-садиться на трактор и сходить с него;

-зависать на подножках;

-допускать к управлению дорожной фрезы посторонних лиц и лиц , не имеющих ни допуска к работе, ни допуска к управлению;

- работать на неисправном оборудовании

- проводить осмотр рабочих органов при включенных агрегатах;

- появление на рабочем месте в нетрезвом состоянии; - курение на рабочем месте.

Правильно спроектированный процесс работы дорожной фрезы предотвратит вредное воздействие выделяющихся при работе ядовитых испарении и пыли.

Защита человеческого от воздействия вредных веществ, выделяющихся в ходе технологических процессов, осуществляется следующими способами: удаление вредных веществ из рабочей зоны или герметизация ее, применение вентиляционных систем, в частности местных отсосов или полостей с избыточным давлением воздуха, а также расположением в отдельном помещении оборудования, выделяющего вредные вещества.

Такие отсосы предусматривают у мест наибольшего выделения вредных паров, газов или излишней теплоты. Для улавливания вредных выделений, если не представляется возможным расположение над ними вытяжных зонтов, применяют бортовые отсосы.

При проектировании местных отсосов рассчитывают объем удаляемого воздуха от рабочей зоны оборудования, в которой образуются вредные выделения. С этим объемом воздуха удаляются вредные вещества.

Расчет ведут в зависимости от оборудования и вида вредных выделений

Объем удаляемого воздуха из вытяжного шкафа при упрощенных расчетах будет вычисляться по формуле:

(105)

V- объем удаляемого воздуха;

А- площадь проемов и не плотности укрытия ;

v- скорость воздуха в рабочем проеме .

7.2 Безопасность жизнедеятельности при спасательных и других неотложных работах (СиДНР)

Спасательные и другие неотложные работы.

Спасательные и другие неотложные работы производятся с целью обеспечения быстрого спасения людей и предупреждения катастрофических последствий аварий и повреждений.

Спасательные работы - это работы в очагах поражения, зонах стихийных бедствий по отысканию пострадавших людей и оказания им первой медицинской помощи.

К спасательным работам относятся:

1. Разведка маршрутов выдвижения и участков работ.

2. Локализация и тушение пожаров на маршрутах выдвижения и участках работ.

3. Розыск пострадавших и извлечение их из поврежденных горящих зданий, загазованных, задымленных, затопленных помещений и завалов.

4. Вскрытие разрушенных, поврежденных и заваленных защитных сооружений и спасение находящихся там людей.

5. Подача воздуха в заваленные защитные сооружения с поврежденной фильтро-изоляционной системой.

6. Оказание первой медицинской помощи и первой врачебной помощи пораженным людям и эвакуация их в лечебные учреждения.

7. Вывод, вывоз населения из опасных мест в безопасные районы.

8. Санитарная обработка людей, ветеринарная обработка сельскохозяйственных животных, дезактивация, дегазация техники, средств защиты и одежды, обеззараживание территорий и сооружений, продовольствия, пищевого сырья, воды.

Неотложные работы - работы в очагах поражениях и зонах стихийных, бедствий по локализации и ликвидации аварий, угрожающих жизни людей, - затрудняющих их спасение или усугубляющих последствия применения оружия массового поражения.

К этим работам относятся:

1. Прокладка колонных путей, устройство проездов, проходов в завалах и на пораженных участках.

2. Локализация аварий на газовых, энергетических, водопроводных, канализационных и технологических сетях в целях создания условий для проведения спасательных работ.

3. Укрепление или обрушение конструкций, угрожающих обвалом и препятствующих движению и ведению спасательных работ.

4. Ремонт и временное восстановление поврежденных линий связи и коммунально-энергетических сетей в целях обеспечения спасательных работ.

5. Ремонт поврежденных защитных сооружений для защиты от возможных повторных ядерных ударов противника.

Особенности проведения СиДНР.

СиДНР могут проводиться в сложной обстановке, в условиях полной и сильных разрушений, сплошных завалов, пожаров, заражения атмосферы и местности и возможного затопления. Машина будет работать практически круглосуточно в две и более смен и поэтому для бесперебойной работы к машине предъявляются следующие требования:

1. Износоустойчивость. Это прежде всего относится к рабочему оборудованию, трущимся парам, системам управления. Они должны быть устойчивы к износу.

2. Универсальность. Машина должна по возможности выполнять как можно больше объема работ за меньшее количество времени.

3. Большой моторесурс. Машина работает круглосуточно в условиях запыленности воздуха, при высоких температурах, что вредно сказывается на двигательной установке, машинисте и машине в целом. Поэтому машина должна быть устойчивой к вредным воздействиям и надежной в работе.

4. Простота управления, т. к. работы по спасению людей и разборке завалов надо производить как можно быстрее, то машинист не должен испытывать трудности с управлением, терять время и утомляться .

5. Возможность работы в любых условиях. Это работа при радиоактивном излучении, химическом заражении, сильном ветре и т.п.

Виды работ, выполняемые дорожной фрезой.

Проектируемая дорожная фреза представляет собой дорожную машину, способную производить разрушение асфальтобетона.

Проектируемая дорожная фреза на базе трактора МТЗ-80 может выполнять следующие виды работ:

1. Ремонт колонных путей. Учитывая тот факт, что дороги являются жизненно важными артериями государства, то существует необходимость постоянного поддержания их в рабочем состоянии. Особое внимание уделяется дорогам с твердым асфальтобетонным покрытием , так как, их пропускная способность в несколько раз выше, чем у грунтовых дорог, что является важнейшим фактором , играющим большую , а порой и решающую роль в чрезвычайных ситуациях при проведении СиДНР.

Наличие дорог позволяет мобильно и в короткие сроки осуществить эвакуацию населения из очагов поражения и зон стихийных бедствий. Осуществлению этих задач в значительной степени будет способствовать проектируемый дорожный ремонтер.

2. Обеззараживание поверхности дорожного покрытия . Данный вид работ может проводиться следующими способами :

а) Удалением зараженного покрытия. Данная машина способна производить только фрезерование дорожного полотна на глубину 50 мм при ширине фрезерования 700 мм со скоростью 6 м /мин с вывозом зараженного материала дорожного покрытия, например, в могильник. Отличительной чертой данной машины является и то, что фрезерный рабочий орган с нее можно снять и установить на другое базовое шасси и использовать для удаления зараженного грунта.

Особенности работ машиниста при проведении СиДНР.

При проведении СиДНР комплекс работает в самых неблагоприятных условиях (загазованность, радиоактивная пыль и т. п.), что требует специальных средств защиты машиниста.

Кабина оператора проектируемой машины не обладает специальными средствами защиты и не рассчитана на работу в экстремальных условиях. Но если оборудовать машину защитой, то она успешно может использоваться в СиДНР при ликвидации радиоактивного и химического заражения.

Во-первых, кабину необходимо сделать полностью герметичной, чтобы внутрь не проникали газы и пыль. Во-вторых, в кабину необходимо подавать очищенный и обезвреженный воздух. Для этого на воздухозаборник (патрубок) устанавливается фильтрующее устройство (можно фильтр из марли эффективно защищает от радиоактивной пыли). Для защиты от газов машинист должен пользоваться средствами индивидуальной защиты (СИЗ), в частности,- противогазом, т. к. в процессе работы машинист может выйти из кабины, то необходимы также средства защиты кожного покрова. Они бывают изолирующие (защитный костюм Л-1, защитный комбинезон, резиновые сапоги, перчатки и подшлемник) и фильтрующие (комплект фильтрующей одежды ЗФО-58, состоящий из хлопчатобумажного комбинезона, мужского нательного белья, хлопчатобумажного подшлемника и двух пар хлопчатобумажных портянок). Комбинезон можно для лучшей защиты пропитать мыльным или масляным раствором.

Для защиты от радиации по полу кабины можно установить защитные экраны из свинца, которые ослабят воздействие у-излучения на машиниста. Так как работа происходит и в ночное время и в условиях запыленности нужно установить дополнительные источники света на кабине для обзорности поля работ и в кабине для освещения приборов.

Работа производится в зоне с повышенной температурой, от горящих , конструкций, и поэтому можно установить "кондиционер большой мощности с увеличенным расходом воздуха. После работы техники в зараженной местности необходимо провести частичную специальную обработку. Ее проводят следующими способами: смывание вредных веществ струей воды под давлением, обработкой техники специальными растворами, протирание зараженной техники ветошью, смоченной в бензине, керосине, дизельном топливе. При одновременном заражении техники радиоактивными и отравляющими веществами сначала проводится дегазация, а затем дезактивация (если степень заражения больше 200 мГр/час).

Рабочим, занятым управлением ремонтером, рекомендуется проводить частичную дезактивацию и дегазацию, т.е. удалять радиоактивные и обезвреживать отравляющие вещества, оказавшиеся на органах управления машиной, в самой кабине, на ручках дверей и т.п.

Приборы безопасности и сигнализации.

При работе трактора в ночное время в ночное время требуется навешивать дополнительные приборы освещения, так как сам он не в состоянии обеспечивать требуемое освещение.

При повороте трактора, рабочий персонал должен быть осведомлён об этом манёвре. Для получения необходимого сигнала экскаватор должен снабжаться звуковой сигнализацией.

Учитывая множество приборов безопасности, необходимо также учесть приборы для заднего обзора трактора. К таким приборам можно отнести зеркала приближающего - увеличивающего действия.

Устойчивость машины.

Продольная устойчивость обеспечивается тогда, когда подъем или уклон его не превышает предельных углов и (рис.43,44), при которых заторможенный трактор не опрокинется.

Расчетная схема для определения продольной устойчивости на подъеме.



Рис.43

При подъеме трактор может опрокинуться вокруг т.0 (рис.43).Трактор будет находится в состоянии устойчивости в том случае, пока будет соблюдаться следующее условие:

(106)

где - вес машины,

- высота центра тяжести,

- расстояние от задней оси до вертикали, проходящей через центр тяжести,

- угол подъема,

Определим максимально допустимый угол подъема по формуле:

(107)

Таким образом трактор будет находится в состоянии устойчивости при подъеме, если угол подъема не превышает 10.

Проверим условие опрокидывания:

Условие опрокидывания выполняется.

На спуске трактор может опрокинуться вокруг т.О1 (рис.44)

Расчетная схема для определения продольной устойчивости на спуске.

Трактор будет находится в состоянии устойчивости в том случае, пока будет соблюдаться следующее условие:

(108)

- расстояние от передней оси до вертикали, проходящей через центр тяжести,

Определим угол наклона:

(109)

Трактор будет находится в состоянии устойчивости при спуске, если угол наклона не превышает 57.

Проверим условие устойчивости при спуске:

Условие устойчивости выполняется.

Поперечная устойчивость трактора характеризуется предельным углом (рис.45) при движении поперек уклона:

Расчетная схема для определения поперечной

устойчивости машины.

Рис.45

При движении поперек уклона трактор может опрокинуться вокруг т.О2.

Определим угол бокового наклона дороги:

(110)

где - угол бокового наклона дороги,

-ширина колеи трактора,

Трактор будет находится в состоянии устойчивости при движении поперек уклона, если угол бокового наклона не превышает 28.

Проверим условие устойчивости при поперечном наклоне:

-условие устойчивости выполняется.

Вывод.

Проектируемая машина благодаря своей конструктивной особенности, позволяющей фрезеровать верхний слой асфальтобетона, шириной разрушаемой полосы 700 мм и толщиной разрушаемого слоя 50 мм. При этом данное оборудование позволяет получить на выходе мелкую фракцию, которую не нужно дробить, то есть она готова к переработке старого асфальтобетона. Это делает наиболее устойчивым применение дорожной фрезы для аварийных работ в экстремальных ситуациях.

8. Экологическая безопасность

8.1 Требования экологической безопасности при эксплуатации разработанного оборудования

В настоящее время большое влияние уделяется экологической безопасности, а именно уменьшению содержания токсичных веществ в отработанных газах, снижению уровня вибрации и шума от работающих механизмов, уменьшению вредного воздействия на почву движителем. Проблемы охраны окружающей среды требуют участия в ее разработке специалистов различных отраслей знаний. Задачи и конструктивные программные действия по охране и улучшению окружающей среды становятся неотъемлемой частью различных видов проектных работ, начиная от генеральной схемы расселения в масштабе страны, региона и кончая проектами детальной планировки отдельных элементов города, что требует от проектировщика глубокого знания взаимосвязей между проектируемыми объектами, их функционально пространственной структурой и складывающейся экологической ситуацией на территории этих объектов. Проектируемое оборудование установлено на базовой машине - тракторе МТЗ-80, привод которой осуществляется от дизельного двигателя, являющегося источником вредных выбросов и шума, что отрицательно сказывается на состоянии окружающей среды.

8.2 Требования охраны окружающей среды

1. Уровень шума и вибраций электродвигателя (двигателя внутреннего сгорания) не должен превышать санитарных норм (85 дБ, по

ГОСТ 12.1.003-83) - «Допустимый уровень шума и вибраций в технологических установках и транспортных средствах». Допустимый уровень шума и вибраций не должен превышать уровней приведенных в таблице 1.

Таблица 1.

Типы транспортных средств	Уровни звука, дБ.
	Уровень шума	Уровень вибраций
Легковые и грузопассажирские автомобили Автобусы с полной массой свыше 3500кг и двигателем кВт. менее 150 кВт 150 и более кВт Автобусы и грузовые транспортные средства с полной массой, двигателем кВт не более 2000 кВт свыше 2000 кВт но не более 3500 кВт Грузовые транспортные средства с полной массой свыше 3500 кг и двигателем мощностью, кВт менее 75 кВт 75 и более, но не менее 150	77 80 83 78 79 81 83	79 73 67 85 82 91 97

Примечание:

Эквивалентные и максимальные уровни звука для шума, создаваемого автомобильным, строительно-дорожным, железнодорожным транспортом в 2 м от ограждающей конструкции первого ряда жилых и общественных зданий, обращенных в сторону магистральных улиц, принимается на 10 дБ выше приведенных данных в таблице 1.

При разработке средств защиты от шума и вибраций, прежде всего следует выяснить вид данного шума, поскольку необходимое снижение шума можно достигнуть только при правильном выборе средств защиты. Различают два вида шума - воздушный и структурный.

Воздушный шум распространяется в воздухе от источника возникновения до места наблюдения. Структурный шум излучается поверхностями колеблющихся конструкций стен, перекрытий перегородок, зданий в звуковом диапазоне частот 20-2000 Гц.

В нашем случае вибрации и шум передаются от двигателя внутреннего сгорания ДВС к конструкции машины. Воздушный шум попадает в кабину оператора машины через перекрытия, воздуховоды, а также через проемы, щели и т.п. Вибрации передаются основанию машины, трубопроводам насосных и воздуховодам вентиляторных установок, вызывая возникновение структурного шума.

2. Конструкция агрегата должна исключать при его работе просачивание жидкостей и паров, пропуск воздуха и образовавшихся газов в кабину машиниста и рабочую зону.

3.Параметры выбросов вредных веществ в отработавших газах не должны превышать следующих значений:

СО - 21 г/кВтч;

СН - 1,8 г/кВтч;

NO - 6,8 г/кВтч.

Твёрдые частицы 0,14 г/кВтч.

Очистка отработавших газов двигателя внутреннего сгорания должна производиться с помощью каталитического нейтрализатора, что способствует совершенствованию экологического состояния окружающей среды.

4. Неметаллические материалы, входящие в конструкцию дизеля и агрегата не должны выделять токсичные вещества и распространять неприятный запах.

5. Параметры дымности отработавших газов не должны превышать допустимых значений по ГОСТ 24.08-86 - «Допустимые санитарные нормы дымности отработавших газов строительно - дорожных и коммунальных машин».

Эффективность использования лома и отходов металла зависит от их качества. Загрязнение и засорение металлоотходов приводят к большим потерям при переработке, поэтому сбор, хранение и сдача их регламентируются специальными стандартами: ГОСТ 2787--75 «Лом и отходы черных металлов. Шихтовые. Классификация и технические требования»; ГОСТ 1639--78 «Лом и отходы цветных металлов и сплавов. Общие требования» и др.

Основные операции первичной обработки металлоотходов - сортировка, разделка и механическая обработка. Сортировка заключается в разделении лома и отходов по видам металлов. Разделка лома состоит в удалении неметаллических включений. Механическая обработка включает рубку, резку, пакетирование и брикетирование на прессах.

Пакетирование отходов организуется на предприятиях, на которых образуется 50 т и более высечки и обрезков в месяц. Каждая партия должна сопровождаться удостоверением о взрывобезопасности и безвредности. Стружку перерабатывают на пакетирующих прессах, стружкодробижах, брикетировочных прессах. Брикетированию (окускование механическим уплотнением на прессах, под молотком и других механизмах) подвергается сухая и неокисленная стружка одного вида, не содержащая посторонних примесей с длиной элемента до 40 мм для стальной и 20 мм для чугунной стружки. Прессование вьюнообразной стружки целесообразно приводить в отожженном состоянии, так как при этом отпадает необходимость выполнения таких подготовительных операций, как дробление, обезжиривание, отбор обтирочных материалов и мелких кусков металла.

На предприятиях, где образуется большое количество металлоотходов -организуются специальные цехи (участки) для утилизации вторичных металлов. Чистые однородные отходы с паспортом, удостоверяющим их химический состав, используют без предварительного металлургического передела.

Таблица 2. - составляющие материалы машины

Наименование детали (узла)	Материал детали (узла)	Масса, кг
Валы, оси, зубчатые колеса, шестерни и т.д.	Сталь 45	600
Часть блока двигателя, корпус коробки передач, раздаточной коробки и т.д.	Дюралюминий	2000
Аккумуляторная батарея	Свинец	50
Рама фрезы, редуктора, кабина, верхнее днище, ковш, и т.д.	Ст 3	33000
Резиновые уплотнения, пыльники, колеса скрепера и т.д.	Резина	1700
Стеклянные изделия (кабины, фар и т.д.)	Стекло	350
Шейки коленчатого вала, часть двигателя и т.д.	Серый чугун	4000
Приборы управления и контроля, приборы системы зажигания и т.д.	Пластмасса	150
Обивочные материалы кабины (утеплители, сиденья) и т.д.	Кожа, войлок, дермантин	100
Всего	41950

8.3 Проблема качественного использования воды ()

Острая проблема предприятий города - очистка воды после мойки деталей. Требования к размеру удаляемых примесей здесь невысокие, но требуется ускорение процесса очистки. Для этого применяется отстаивание, что крайне долго. Сброс неочищенной воды в городскую канализацию неэкономичен, из-за ее забивания, загрязнения среды.

Требуемый расход сточной воды для очистки и фильтрования маслосъемных деталей строительно - дорожных машин указан в таблице 3.

Таблица 3.

Расход сточной воды, м/с.	Концентрация маслопродуктов до фильтра, кг/м.	Продолжительность фильтрования, час.	Эффективность фильтрования %
0,05 0,083 0,1 0,05 0,083 0,115 0,117	0,021….0,076 0,037….0,069 0,029….0,094 0,082….0,11 0,107….0,223 0,084….0,201 0,092….0,174	63 42 33 21 18 12 9	0,94 0,93 0,94 0,91 0,96 0,95 0,92

Это лишь небольшой перечень, где требуется очистка и где ее можно ускорить с помощью центрифугирования и ультрацентрифугирования. Однако существующие центрифуги имеют существенные недостатки, ограничивающие их применение. У центрифуг обычных размеров быстро заполняется грязевое пространство, большеобъемным центрифугам нельзя давать большие обороты, что снижает разделяющий фактор и не позволяет эффективно удалять мелкие частицы. Необходимы центрифуги с высокой частотой вращения, позволяющие выводить грязевые отложения без остановки (“на ходу”). Известны подобные центрифуги (молочные, творожные и некоторые другие), но они имеют чрезмерно большие размеры и массу и высокую производительность (10…25 т/ч), не надежны в эксплуатации.

Несмотря на выше перечисленные предложения по очистке использованных масел и жидкостей базовой машины, всё же применяются “традиционные” способы по замене масла. Отработавшее свой ресурс масло, сливают на незащищённую почву, чем подвергают её сильному токсичному заражению и невозможности быть плодородной. Во избежание этих последствий необходимо сооружать сточные канавы, которые заканчиваются вместительными резервуарами для отработанного масла. Далее из этих резервуаров отработанное масло может забираться вакуумными насосами, которые в свою очередь могут применяться для утилизации различных трудноутилизируемых жидкостей, содержащих вредные или ядовитые вещества, за счет их полного высушивания до получения твердого остатка. В это время необходимо также следить за тем, чтобы масло не попало в сточные воды, так как в ряде городов случайно были обнаружены подземные озера масел. Также отработанное масло можно отправить на бетонный завод, где оно будет использоваться в качестве жидкости для смазывания форм различных бетонных изделий.

При замене масла со старого на новое, новое масло следует заливать так, чтобы не было утечек, что редко получается, а также применять настилы, которые располагаются под данными агрегатами и имеют свойство впитывать в себя излишки смазочных материалов.

8.4 Утилизация изношенных шин

Изношенные шины сами по себе достаточно инертны и не наносят прямого ущерба окружающей среде. Однако сроки их биологического разложения исчисляются десятилетиями, а по некоторым данным вулканизированная резина вообще не подвергается биологическому разложению. Помимо проблемы захламленности автомобильных дорог и городских территорий, этот вид отходов, учитавая его пожароопасность, может создать большие проблемы со складированием, поскольку расход покрышек при эксплуатации автотранспорта составляет в среднем 1,5 - 2 штуки в год на каждый зарегистрированный автомобиль.

Существует несколько вариантов утилизации изношенных шин. Наиболее простой и распространенный - это их сжигание. Этот вариант при всей его простоте далеко не рационален по двум причинам:

сжигание изношенных покрышек сопровождается выделением в атмосферу диоксина, окислов серы и азота, тяжелых металлов и сажи;

энергия, получаемая при сжигании изношенных покрышек меньше затраченной на их производство.

Таким образом, контролируемое сжигание изношенных покрышек можно рассматривать лишь как временную меру их утилизации. Наиболее рациональным вариантом является механическое дробление шин и повторное использование полученной крошки для изготовления резиновых половых плит для производственных и животноводческих комплексов, кровельных листов, уплотнителей, подрельсовых прокладок и т.д.

Заключение

В России, в настоящее время, одной из важнейших проблем является плохое состояние автодорог с твердым покрытием. Отсутствие хороших дорог сказывается на экономической, физической и моральной жизни населения, поскольку плохое состояние покрытая, а зачастую полное его отсутствие, не позволяет использовать в нужном объеме автотранспорт, снижает его долговечность, наносит значительный экономический ущерб всему народному хозяйству.

Причинами этого положения являются два фактора:

1. Отсутствие передовой современной технологии строительства, содержания и ремонта автодорог общего пользования.

2. Отсутствие современной высокопроизводительной техники для строительства, содержания и ремонта дорог с твердым покрытием.

Цель этой разработки -- создание эффективной, высокопроизводительной машины, заменяющей целый комплекс СДМ, используемый при ремонте дорог.

Данная разработка позволит: увеличить производительность, осуществить последние разработки крупнейших зарубежных фирм, специализирующихся в области создания дорожных фрез, использующих старое покрытие в качестве сырья для приготовления и укладки нового дорожного покрытия, сократить трудоемкость производства работ, сократить экономические затраты на обслуживание техники, использовать в качестве базового шасси трактор МТЗ-80, выпускаемый серийно.

В дорожной фрезе применены стандартные узлы комплексы и детали. Конструкция не требует повышенных затрат на материал и топливо, запасные части и обслуживающий персонал. Используемая вспомогательная техника является общераспространенной, недорогой, универсальной .

Список используемой литературы

1. Баловнев В.И. Дорожно-строительные машины и комплексы.

М.: Машиностроение, 1988, 383с.

2. Баловнев В.И. Дорожно-строительные машины с рабочими органами интенсифицирующего действия. М.: Машиностроение, 1981. 223 с.

3. Гроссман Л.Б., Ярмак Е.И., Носов П.М. Современные зарубежные машины для разогрева и рыхления асфальтобетонных покрытий автомобильных дорог при ремонте. М.: ЦНИИТЭстроймаш, 1979. 47 с.

4. Бауман В.Л., Клушанцев Б.В., Мартынов Д.В. Механическое оборудование предприятий строительных материалов, изделий и конструкций. М.: Машиностроение, 1981. 324 с.

5. Карошкин А.А., Краснолудский А.В. Диссертация. Определение рациональных параметров эксцентричной дорожной фрезой. 95 с.

6. Справочник конструктора дорожных машин. 2-е изд. /Под редакцией Бородачева И.П./ М.: Машиностроение, 1973. 351 с.

7. Чернавский С.А. Курсовое проектирование деталей машин. М.: Машиностроение, 1973. 351 с.

8. Ицкович Г.М. сопротивление материалов. 2-е изд. М.: Высшая школа, 1966. 512 с.

9. Детали машин. Атлас конструкций. / Под редакцией Д.Н. Решетова/. М.: Машиностроение, 1968. 360 с.

10. Подъемно-транспортные машины строительной промышленности. Атлас конструкций /Под редакцией Вайсона А.А./ М.: Машиностроение, 1976. 150 с.

11. Юшкин В.В. Основы расчета объемного гидропривода. М.: Машиностроение, 1981. 90 с.

12. Экономика отрасли, методические указания к разработке раздела дипломного проекта для студентов специальностей 0510, 0511. -Саратов: СГТУ, 1986. -19 с.

13. Савицкий В.П. Грузоподъемные машины (курсовое проектирование): [Учебное пособие для машиностроительных специальностей вузов]. -М. Высшая школа, 1981. 160 с.

14. Сергеев В.П. Строительные машины и оборудование. М.: Высшая школа, 1987. 376 с.

15. Международная заявка № 81/ 03352, Н.В. Баушев: способ и устройство для удаления старой и укладки новой дорожной одежды. Изобретения стран мира. М.: ВНИИПИ НПО «поиск» Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР, 1991. 30 с.

Размещено на Allbest.ru