Проект рационального использования машинно-тракторного парка АОЗТ "Нива" Сосновского района Челябинской области

Сокращение продолжительности работ отдельных циклов не должно приводить к снижению качества их выполнения из-за нарушения агротехнических требований, увеличения непроизводительных затрат времени на внутрисменный перегон техники.

Организация труда механизаторов при поточно-цикловом методе имеет ряд принципиальных особенностей.

В условиях преимущественно последовательного проведения отдельных циклов и многосменного использования техники основная часть механизаторов должна участвовать в выполнении большинства работ полевого периода. Для этого необходимо:

· приобретение ими соответствующей квалификации и навыков для работы на машинах различного технологического назначения, типа и класса, а также необходимых знаний технологии большинства выполняемых работ;

· создание условий заинтересованности и ответственности механизаторов за техническое состояние и рациональное использование этих машин;

· максимальное сокращение участия механизаторов в работах по устранению последствий отказов машин, их техническому обслуживанию, подготовке техники в период выполнения механизированных работ.

С учетом названных особенностей организация выполнения работ поточно-цикловым методом должна предусматривать обязательное решение следующих мероприятий:

организацию переподготовки кадров механизаторов;

создание специализированной службы для подготовки к работе, устранения последствий отказов машин, а также ремонта и хранения.

Наиболее рациональной формой является закрепление за двумя - тремя механизаторами нескольких машин различного технологического назначения. Такая форма закрепления обеспечивает с одной стороны возможность многосменного использования энергетических машин, а с другой стороны - заинтересованность и ответственность механизаторов за их технической состояние.

Главное внимание при переподготовке механизаторов должно уделяться не столько изучению конструкторских особенностей машин, сколько технологии выполняемых этими машинами работ. Например, если в состав группы включены такие энергетические машины, как трактор типа СК-6 (один или два), то механизаторы, за которыми закреплена данная группа машин, должны в совершенстве овладеть технологией, правилами производства работ и приобрести практические навыки для возделывания сахарной свеклы и уборки зерновых культур.

В задачи специализированной службы должны входить не только выполнение собственными силами основных объемов работ по обслуживанию техники, но и организация выполнения мероприятий, направленных на предупреждение отказов (контроль за техническим состоянием работающих машин, своевременностью и качеством проведения механизаторами ежесменного ТО и др.). Для этого работники этой службы должны в совершенстве владеть широким набором специальностей по ТО, ремонту и хранению техники различного технологического назначения, а также технологией и правилами производства механизированных работ по возделыванию и уборке сельскохозяйственных культур. Поэтому формировать специализированную службу целесообразно из наиболее квалифицированных механизаторов, проведя их дополнительное обучение для выполнения работ по ТО, ремонту и хранению техники.

Следует отметить, что организация выполнения механизированных работ в хозяйствах поточно-цикловым методом позволяет решить задачу не только повышения производительности труда, но и создания нормальных условий для труда и отдыха на селе механизаторских кадров, в том числе и из молодежи.

Так, наиболее рациональным режимом дня (с точки зрения повышения производительности и качества выполняемых работ) является двухсменная работа механизаторов с максимальным использованием светового дня.

Из опыта хозяйств, внедривших поточно-цикловой метод, целесообразно устанавливать следующий распорядок дня. Механизаторы, работающие в первую смены, доставляются к месту работы к 5 часам утра. До 5.30 часов они проверяют техническое состояние тракторов и сельскохозяйственных машин, производят заправку топливом. Первая смена механизаторов работает в поле до 13 часов с перерывом на завтрак с8 до 9 часов.

В 13 часов в поле доставляются механизаторы, работающие во вторую смену. Горячую пищу им доставляют в поле к 18 часам. Вторая смена заканчивается к 22 часам. После работы механизаторов доставляют домой (в ряде случаев на полевой стан) на отдых. На следующие сутки они заступают на работу в первую смену. Те же механизаторы, которые накануне отработали первую смену, все текущие сутки свободны от работы.

Таким образом, через сутки каждый механизатор получает сутки для отдыха и работы в домашнем хозяйстве. В то же время, в те сутки, когда механизатор работает, продолжительность труда и отдыха оказываются также благоприятными как для восстановления работоспособности, так и для полноценной трудовой деятельности.

Допускается за счет сокращения на 30 минув времени завтрака (первой смены) и ужина (второй смены) устанавливать начало работы в 5.30 часов и заканчивать их в 21.30 часов. Этим достигается более нормальный ночной отдых механизаторов второй смены за счет увеличения времени отдыха на 1 час.

Передача агрегата друг другу, техническое обслуживание, устранение последствий отказов машин производится обоими механизаторами с учетом и под контролем работников специализированной службы в единый час пересменки 1 13 до 14 часов.

Следует также отметить, что положительный эффект от внедрения метода достигается, как правило, не только в растениеводстве - одной из основных отраслей сельскохозяйственного производства. В условиях сезонного характера работ в этой отрасли сокращение продолжительности основных периодов по возделыванию и уборке сельскохозяйственных культур позволяет в случае необходимости без ущерба производству привлекать трудовые ресурсы и технику из других отраслей и служб хозяйства (животноводства, строительства, подсобного производства, коммунально-бытовых служб и др.). И наоборот, в течение времени между основными полевыми работами часть трудовых ресурсов и техники механизированных подразделений может использоваться для выполнения работ в названных отраслях. Это обеспечивает повышение эффективности использования ресурсов в целом по хозяйству.

Поскольку при реализации основных принципов поточно-циклового метода комплексно решаются задачи планирования механизированных работ, определения оптимальных значений потребности техники и трудовых ресурсов, создания нормальных режимов труда и отдыха работников, то его внедрение способствует ускорению перевода производственной деятельности подразделений в растениеводстве (звеньев, бригад, отрядов) на принципы хозрасчета и коллективного подряда.

Так, планирование работ поточно-цикловым методом создает все условия для разработки обоснованных хозрасчетных заданий подразделениям. Организация преимущественно последовательного выполнения отдельных видов работ по возделыванию и уборке сельскохозяйственных культур позволяет, с одной стороны, выполнить меньшим числом механизаторов больший объем работ, а с другой - закрепить за постоянным по численности и составу коллективом работников полный севооборот.

Это способствует увеличению занятости механизаторов на механизированных работах, выполнение основных объемов работ по возделыванию и уборке сельскохозяйственных культур на закрепленном севообороте собственными силами. Следовательно, увеличивается возможность получения большого заработка. Кроме того, возможность создания нормальных режимов труда и отдыха значительно повышает заинтересованность механизаторов и работников по обслуживанию техники в освоении принципов организации работ поточно-цикловым методом, следовательно, хозрасчета и коллективного подряда.

2.4 Составление годового объема производства механизированных полевых работ

планирование производства механизированных работ осуществляется на основе технологических карт хозяйства по возделыванию и уборке сельскохозяйственных культур.

Для составления годового объема (Приложение 1) механизированных полевых работ и используются следующие данные: структура посевных площадей (Таблица 2.1), перечень работ, проводимых для каждой культуры в течение года, сроки выполнения отдельных операций, состав агрегата и его технико-экономические показатели.

Таблица 2.1 - Структура посевных площадей

Культура	Площадь, га	№ поля
Пшеница	1000	1
Однолетние травы	832	2
Многолетние травы	701	3
Ячмень	305	4
Овес	245	5
Картофель	70	6
Пар	215	7

На выполнение отдельных операций могут использоваться различные типы машин, поэтому в годовом объеме механизированных работ (Приложение 1) отображены возможные варианты машинно-тракторных агрегатов и их технико-экономические показатели. Это сделано для оценки и выбора наиболее эффективных ресурсов и шлейфа машин к ним, а также для распределения имеющихся агрегатов по операциям с целью минимизации затрат на их выполнение.

В данном проекте составление годового объема механизированных работ будет сопровождаться расчетами на примере одной операции (закрытие влаги на поле №1).

При составлении Приложения 1 (годовой объем механизированных работ) в графе 1 указывают порядковый номер (основной отсчет сельскохозяйственных операций от первого поля до последнего), а в графе 2 записывают наименование сельскохозяйственных операций (закрытие влаги) в календарной последовательности, начиная с января планируемого года или с апреля - периода массовых весенних работ. Наименование и последовательность сельскохозяйственных работ должны отвечать современным прогрессивным технологиям, особенностям данной сельскохозяйственной зоны условиями хозяйства.

В графе 3 указывается номер (пшеница - поле №1), который соответствует сельскохозяйственной культуре по порядку в задании (например, пшеница - 1, картофель - 2, кукуруза на силос - 3 и т.д.).

В графе 4 в соответствии с площадью поля, нормой посева семян или внесения удобрений, урожайностью и расстоянием транспортировки сельскохозяйственных грузов с поля или на поле записывается планируемый объем работ в га, т или ткм (1000 га).

Руководствуясь пояснениями разделов 3.1 и 3.2 и данными Приложения к дипломной работе (4) для каждой сельскохозяйственной операции записываем календарные сроки, рабочие дни (графы 6,7 - 17IV-19IV, 3 дня) и составы агрегатов (трактор Т-4А - в графу 8, а в графу 9 сцепку или без нее марку сельхозмашины, их количество в составе агрегата - СП-16/36БЗСС-1). Пользуясь Приложением 4 можно заполнить нормы производительности агрегатов за смену (53,9 - графа 10) из расчета нормы выработки за 1 час (4) умноженной на 7 часов - типовая продолжительность смены агрегата. Данные прямых затрат на единицу объема работ, руб. (27,6 руб./га - графа 17), расходы топлива, кг (3,5 кг - графа 19) из технологических карт хозяйства, типовых норм выработки и расходов топлива.

В графе 5 указывается объем работ в условных эталонных гектарах (189,7 га), который определяется путем умножения количества выполненный (необходимых) нормосмен (18,6 - графа 12) данным трактором на его сменную эталонную выработку (Приложение 4).

Потребное количество нормосмен (18,6 - графа 12) определяется путем деления объема работ в физических ГА, Т, ТКМ (53,9 га - графа 4) на сменную норму выработки (7 часовую норму), (53,9 га - графа 10).

Количество нормосмен, потребное в день (6,2 - графа 13), определяется путем деления общего количества нормосмен (18,6 - графа 12) на количество принятых рабочих дней (3 графа 7).

Потребное количество агрегатов (2 - графа 14) определяется путем деления количества нормосмен в день (6,2 - графа 13) на коэффициент сменности (2 - графа 11). Коэффициент сменности (графа 11) характеризует длительность рабочего дня, т.е. сколько смен (7 часовых типовых) может работать агрегат в течение дня и устанавливается с учетом характера выполняемого процесса, с учетом фактического наличия кадров механизаторов в хозяйстве и может быть равен 1,0 = 7 часов; 1,5 = 10 часов; 2 = 14 часов. При этом необходимо обратить внимание на равное согласование календарных сроков, количества рабочих дней и длительности рабочего дня (коэффициент сменности) при выполнении некоторых сельскохозяйственных операций в едином цикле. Например, погрузка удобрений, их транспортировка, разбрасывание или уборка зерновых, силосных с транспортировкой их урожая, трамбовкой силосных, транспортировка семян и посев.

В графе 14 должно быть указано целое число агрегатов, при большом округлении дробного результата до целого (в большую сторону) количество рабочих дней должно (может) быть дробным путем обратного перерасчета.

Так, если количество агрегатов, необходимых для выполнения операции:

nагр=Fon/ДрWcqсм=1000/3х53,9х2=2 шт.

то количество рабочих дней после перерасчета:

Д р.п.=Fon/WсмQсмNагр=1000/53,39х2х2=3 дня

Где: Fon - объем работ сельскохозяйственных операций в га, т или ткм;

Др - рабочие дни, взятые целыми (графа 7);

Дрп - рабочие дни после перерасчета при целом количестве тракторов, агрегатов;

Qсм - коэффициент сменности (графа 11).

Потребное количество рабочих на операцию (4 человека - графа 16) определяется как произведение числа рабочих, обслуживающих агрегаты (1 человек - гр. 15), на количество агрегатов (2 шт. - гр. 14) и на сменность равной 2 (из гр. 11), т. к. при сменности, равной 1 ил 1,5, обслуживающий персонал на агрегате работает без замены 7 или 10 часов.

Расход топлива на операцию (3500 кг - гр. 20) подсчитывается путем умножения норм расхода топлива на единицу (кг/га, т, ткм) на весь объем длиной операции (1000 га - гр. 4). Аналогично подсчитывается графа 18 (графа 4 х графу 7). Затраты труда (графа 22) на операцию подсчитываются по формуле:

Нтр=(1+m) Fon/Wч = (1+0) 1000/7,7 = 130 чел. ч.

Где: 1 - тракторист на агрегате;

m - число вспомогательных лиц на обслуживание агрегата;

Fon - объем работ сельскохозяйственной операции, га, т, ткм (гр. 4);

Wч - норма часовой производительности, га/ч (или смежная норма выработки, гр. 10, деленная на 7 ч). при наличии затрат на единицу выполненного объема работ (графа 21) затраты труда на всю продукцию (графа 22) определяются перемножением значений граф 4 и 21.

После составления годового объема механизированных работ строятся графики машиноиспользования (см. раздел 2.3) и потребности в механизаторах. Производится корректировка. Только после всех операций корректировки перерасчета внизу таблицы показать итог следующих показателей:

1. общий объем работ в усл. эт. га., в т.ч. по маркам тракторов;

2. общий расход топлива на весь объем, т, в т.ч. по маркам тракторов;

3. прямые суммарные издержки на весь объем механизированных работ, руб., в т.ч. на возделывание отдельных культур.

2.5 Определение потребности в тракторах и механизаторах

Для определения необходимого в течение года количества тракторов и механизаторов разрабатывается график машиноиспользования и загрузки механизаторов.

Построение графика машиноиспользования производится для группы однотипных машин. По оси абсцисс графика откладывается календарь года в днях, по оси ординат - количество машин. Для каждой марки машин строится отдельный график [3].

Построение графика машиноиспользования производится в виде прямоугольных диаграмм, обозначающих объем выполняемых работ в машино-днях. Основанием прямоугольников является продолжительность работы в днях, а высотой - количество машин, необходимых для ее выполнения. Если время выполнения разных работ совпадает, то прямоугольники строятся один за другим. Общая высота прямоугольников определяет потребность в машинах данного типа в данный период времени.

При планирования использования техники каждый период механизированных полевых работ разбивается на циклы, в которых выделяются наиболее важные работы. Построение графиков машиноиспользования начинается с планирования именно этих работ в каждом цикле с условием строгого соблюдения агротехнических требований, исходя из штата механизаторов и состава МТП. Для выполнения запланированного объема работ в случае необходимости возможно установление 1,5 или 2-сменного режима работы (в первую очередь наиболее высокопроизводительных машин). На графиках машиноиспользования, построенных в жестких рамках агротехнических сроков проведения работ, как правило, трудно выделить четкие границы циклов, так как чаще всего в напряженные периоды года наложение сроков проведения различных работ. Так, например, осенью наблюдается наложение таких операций как уборка зерновых, лущение стерни и т.д. [2].

В современных условиях планирование проведения совпадающих по времени работ целесообразно вести к односменной работе машин. Это обусловлено тем, что существующая обеспеченность хозяйств кадрами не позволяет обеспечить работу всех агрегатов в две смены, препятствует внедрению комплексных отрядов из-за невозможности обеспечения их работы службами ТО, транспортными средствами и т.д. [3]. Поэтому необходимо планировать производство работ таким образом, чтобы их выполнение происходило последовательно и раздельно, а не одновременно.

Этого можно добиться различными путями: подбором сортов культур, технологией возделывания и т.д.

Разделение работ в проекте осуществляется за счет организационно-технических мероприятий, направленных на приоритетное обеспечение самых важных и самых требовательных по срокам выполнения работ всеми техническими и трудовыми ресурсами.

Корректировка графика машиноиспользования в таких случаях выполняется следующим образом:

изменением фактического времени выполнения данной операции в пределах установленных агротехнических сроков;

изменением длительность рабочего дня.

Так, исходя из возможных технических и трудовых ресурсов, произошло увеличение производительности рабочего дня в напряженном осеннем периоде, когда выполняются такие операции как уборка и обмолот зерновых, вспашка зяби. Составленный график машиноиспользования показал потребное количество тракторов и комбайнов в растениеводстве (см. Таблицу 2.2).

Таблица 2.2 - Потребное количество тракторов и комбайнов

Марка машины	Необходимое количество, шт.
МТЗ-80, МТЗ-82	7
Т-4А	2
К-701	1
ДТ-75М	2
СК-5	7

На основании графиков машиноиспользования с учетом сменности проведения полевых работ строится график загрузки механизаторов, по которому определяется потребность хозяйства в механизаторах в течение года. Построение графиков потребности в механизаторах позволяет выявить затраты живого труда в различные периоды года.

Сезонность выполнения сельскохозяйственных работ обуславливает использование некоторых машин в незначительном промежутке времени года. Поэтому наличие машин всегда превышает их среднегодовую потребность, что приводит к неравномерной занятости механизаторов в течение года. В условиях высокой насыщенности хозяйства техникой сокращаются сроки выполнения работ и усугубляется неравномерность использования машин и механизаторов. Поэтому на первый план выдвигается вопрос рационального использования рабочего времени механизаторов в течение года [9].

В напряженный осенний период, связанный с уборкой зерновых и картофеля, требуется максимальное количество механизаторов, а в остальные периоды года, особенно в слабо нагруженные полевыми работами, занятость механизаторов обеспечивается перераспределением их на другие производственные участки: на свиноферму, на строительство и ремонт различных объектов и т.д.

2.6 Формирование комплексных отрядов и звеньев

В данном проекте предлагается организовать работу МТП в виде комплексных отрядов, созданных на основе поточно-циклового метода проведения полевых работ.

Комплексные отряды - это внутрихозяйственные подразделения, формируемые организационно-технологическими мероприятиями на период выполнения конкретной работы за счет технических и кадровых ресурсов производственных подразделений хозяйства и других организаций, и предназначенные для выполнения посевных, уборочных, транспортных и других работ в оптимальные сроки путем применения прогрессивных технологий при наивысшей производительности техники и высоком качестве работ [3].

В свою очередь комплексные отряды состоят из звеньев различного назначения: подготовке полей к работе, технологического, транспортного, технического обслуживания и других.

Для того, чтобы определить набор транспортных средств, входящих в комплексный отряд, необходимо произвести вертикальное сечение по графику машиноиспользования по времени проведения главной работы любого цикла [11]. На рис. 2.1 и рис. 2.2 приведены примеры комплексных отрядов для выполнения осенних полевых работ.

3. Конструкторская часть

3.1 Анализ существующих технических средств для погрузки и стогования грубых кормов (сена, соломы)

Для полной механизации процесса погрузки и стогования грубых кормов отечественной промышленностью выпускается ряд погрузчиков, агрегатируемых с тракторами различных марок. Рассмотрим некоторые из них.

Приспособление для погрузки и укладки крупногабаритных тюков и рулонов ПТ-Ф-500

Погрузчик предназначен для погрузки крупногабаритных тюков и рулонов в транспортные средства, сбора тюков соломы или сена на поле в штабеля, разгрузки транспортных средств, формирования и разброса скирд [12].

Погрузчик ПТ-Ф-500 состоит из навески, верхнего и нижнего захватов с гидроцилиндрами, бруса, гидравлической арматуры, маслопроводов.

Основными рабочими органами являются захваты, удерживающие груз при погрузке и разгрузке. Они имеют четыре верхних и шесть нижних пальцев, которые удерживают груз благодаря усилению гидроцилиндров. Погрузчик навешивается на раму тракторов тягового класса 1.4.

Техническая характеристика ПТ-Ф-500.

Грузоподьмность, кг 800

Часовая норма выработки, т 8,5

Высота формируемого штабеля, м 6

Габаритные размеры, мм 1420х1550х1350

Масса рабочего органа, кг 180

ПОГРУЗЧИК ПЭ-0,8Б

Погрузчик ПЭ-0,8Б (Рис. 3.2) укомплектован когтями для погрузки грубых кормов, навоза и силоса грейфером, лопатой для рытья, крюком для штучных грузов [12].

Рама погрузчика смонтирована с трактором типа ЮМЗ-6КП. На раме смонтирована колонка 10, к которой шарнирно прикреплена стрела 5 с надставкой 6. В корпусе колонны 10 установлена поворотная труба 3. Вверху к ней прикреплен кронштейн 4, внизу хвостовика с зубчатым колесом. На корпусе колонны закреплен гидроцилиндр поворота, рейка которого находится в зацеплении с зубчатым колесом хвостовика. Угол поворота стрелы 280⁰. Стрела 5 шарнирно закреплена с кронштейном 4 трубы и подставкой 6, к которой присоединяют сменные рабочие органы. Высоту подъема и вылет рабочих органов регулируют гидроцилиндрами 8 и 9 [12].

Грузоподьемность погрузчика 800 кг, максимальный вылет стрелы 3,9 м, высота подъема когтями - 3,6 м, крюком до 9 м, производительность 18 т/ч (сено) [12].

Погрузчик вронтальный ПФ-0,5Б

Погрузчик ПФ-0,5Б предназначен для скирдования сена и соломы, погрузки силоса, навоза и застарелых ветхих грузов [12].

С дополнительными рабочими органами может выполнять загрузку и разгрузку штучных грузов, погрузочно-разгрузочные работы на строительстве, монтаже и демонтаже тракторов, комбайнов, агрегатов. В стандартную комплектацию входит грабельная решетка, ковш вместимостью 0,5м³ и вилы для погрузки навоза и силоса. Агрегатируется с тракторами класса 1.4.

Техническая характеристика ПФ-0,5Б.

Номинальная грузоподъемность, кг

на скирдовании 500

на погрузке силоса 800

Производительность, т/ч (сено) 6

Максимальная высота подъема, м 7

Габаритные размеры, мм 7205х2860х9665

Масса (конструкционная), кг 965

3.2 Устройство и работа грейферного погрузчика на базе трактора К-701

Грейферный погрузчик, агрегатируемый с трактором К-701, предназначен для погрузочно-разгрузочных работ во время заготовки сена, соломы, погрузки силоса, навоза и т.д.

Грейферный погрузчик (Рис. 3.4) состоит из опорной рамы 3, изготовленной из швеллера №16а, двух балок 4 и 5, кронштейна 6, двух рамок-захватов 8 и гидроцилиндров 2, 7 и 9. Опорные стойки рамы с помощью осей 11 внизу крепятся к продольным тягам гидравлической навески трактора и поддерживаются двумя растяжками 1 и центральной тягой гидравлической навески 10. К стойкам рамы сверху крепятся шарнирно по две последовательно соединенные балки 4 и 5. Угол между стойками рамы и балкой изменяется под воздействием гидроцилиндров 2 и 9. К концам балки 5 подвешиваются на кронштейне шарнирно соединенные захваты. Открытие и закрытие рамок-захватов происходит под воздействием двух гидроцилиндров 7. Работа гидроцилиндров обеспечивается гидросистемой 12 трактора. Гидроцилиндры работают попарно. Две пары гидроцилиндров 9 и 7 присоединяются к запорному устройству трактора, а одна пара гидроцилиндров 2 присоединяется вместо силовых гидроцилиндров гидравлической навески. Отверстия силовых гидроцилиндров навески глушатся пробками.

Грейферный погрузчик обслуживается одним механизатором. Максимальная высота подъема 6 м, масса поднимаемого груза - 0,8т (соломы) и 1,0т (сена). Производительность агрегата за час работы на скирдовании соломы до 25т.

Применение данного погрузчика позволяет механизировать погрузочно-разгрузочные работы во время заготовки кормов, уборки соломы и т.д., значительно повысить производительность труда и сократить сроки проведения полевых работ.

Для погрузки механизатор подъезжает (задним ходом) к подготовленному для погрузки грузу, и изменяя угол между стойками рамы и балкой 4, а также между балками 4 и 5 манипуляциями рукояток гидрораспределителя, заглубляет (с усилием) грейфер в сено, смыкает его захваты при помощи гидроцилиндров 7; поднимает грейфер при помощи гидроцилиндров 2 и 9, отъезжает вперед, затем задним ходом подъезжает к стогу так, чтобы грейфер был над стогом или транспортным средством и размыкает над ним захват.

3.3 Определение максимальной грузоподъемности грейферного погрузчика

Максимальную грузоподъемность определяем из уравнения запаса подольной устойчивости агрегата.

Примем, что трактор 100% запасом продольной устойчивости, когда он стоит на горизонтальной площадке, т.е. когда нормальная реакция поверхности пути на его переднем колесе равна Yncm. При движении на подъем или транспортировании груза навесным оборудованием, расположенным позади трактора, указанная реакция уменьшится до Yn, а запас продольной устойчивости соответственно снижается до значения

X=(Yn/Yncm) x100% (3.1)

При дальнейшем снижении запаса продольной устойчивости нормальная управляемость трактора нарушается. Для колесных тракторов допустимое минимальное значение Х доп min =0,4…0,6 [13].

Схема сил к расчету продольной устойчивости агрегата.

Запас продольной устойчивости агрегата представим через отношение опрокидывающего момента (Рис. 3.5) от веса максимального груза, стрелы и грузозахватного устройства, к восстанавливающему моменту создаваемым весом трактора относительно ребра опрокидывания [13]:

X=QxR/GxC, (3.2)

Где: Q - вес наибольшего рабочего груза и грейфера, Н;

R - расстояние от оси задних колес до оси подвеса груза, м;

G - вес трактора, Н;

С - расстояние от центра тяжести трактора до оси задних колес, м.

Из выражения (3.2) найдем вес груза грейфера:

Q=Xн xGxC/R, Н (3.3)

Q=0,4X125000X2.34/3.6=32500Н;

Максимальный груз, поднимаемый погрузчиком, от общей грузоподъемности агрегата составит:

Q-Qг=32500-16000=16500 Н;

Где: Qг - вес грейфера и части стрелы погрузчика, Н.

3.4 Расчет и выбор сечения под балку

Профилем поперечного сечения балки выбираем швеллер с уклоном внутренних граней балок. На стрелу погрузчика действует сила Р (Рис. 3.6), состоящая из веса груза и части веса грейфера. Так как двойная конструкция стрелы предполагает, что на одну балку действует только половина силы Р, отсюда:

Р=(16500+6000)/2=11250Н

Схема нагружения балки

Из уравнений равновесия определяем реакции опор R_A и Ra:

MA=-Px (a+b)+Rb xa=0; (3.3)

Rb=P (a+b)/a=11250x (2+1.3)/2=18562.5H; (3.4)

Mb=-Pxb-Ra xa; (3.5)

Ra=P xb/a; (3.6)

Ra=11250 x1.3/2=7312.5 H;

Проверка: y=Ra+P-Rb=0; (3.7)

y=7312.5+11250-18562.5=0

Определим максимальный изгибающий момент:

M^max _u=P xb, H м; (3.8)

M^max _u=11250 x1.3=14625 H м

Из условия прочности при прямом изгибе [14] найдем осевой момент сопротивления сечения:

=M^max _u/W_oc; (3.9)

Где: Wос - осевой момент сопротивления сечения;

[] - предельно допустимое напряжение при изгибе.

Из выражения (3.9) определим осевой момент сопротивления сечения.

W_oc=M^max _u/[]

Допустимое напряжение при изгибе для горячетканой стали равно:

[]=150H/см² [14]

Woc=14625/150=97.5см³

По ГОСТ 8240-72 выбираем профиль балки с учетом Woc=97.5см³ - швеллер №16А с осевым моментом сопротивления, равным 103см³ [14], с соблюдением условий прочности:

=14625/150=141<[]

3.5 Расчет диаметра стержня балок

Сила, действующая на стрелу грейферного погрузчика, также действует и на стержень, соединяющий балки стрелы (Рис. 3.7).

Определяем реакцию опор. Так как сила приложена к середине стержня, то реакции опор будут равны:

Ra=Rb=P/2, Н (3.11)

Ra=Rb=11250/2=5625H

Максимальный изгибающий момент составит:

M^max _u=Rb xa, H м (3.12)

M^max _u=5625 x0.4=2250 H м

Из условий прочности при изгибе определяет диаметр стержня в предполагаемом опасном сечении:

_u=M^max_u[]; (3.13)

Где [] - предельно допустимое напряжение при изгибе, Мпа;

Для сплошного круглого сечения осевой момент сопротивления сечения определяется как:

W_oc=d³/32=0.1d³, мм³ (3.14)

Где d - диаметр сечения стержня, мм;

Отсюда:

M^max_u/_Woc=M^max_u/0.1d³[]; (3.15)

Из выражения (3.15) найдем диаметр стержня при условии, что []=600 Мпа с учетом переменных напряжений для стали 45 [15]

d=M^max_u/0.1 [] (3.16)

d=2250 x/0,110³ x600=33.5 мм

Принимаем диаметр стержня для конструкции равный 45 мм.

3.6 Расчет длины сварочного шва крепления кронштейна

Крепление кронштейна грейфера к поперечине агрегата производится двумя вертикальными стойками и четырьмя укосинами (Рис. 3.8). по взаимному расположению деталей сварное соединение - стыковое.

Расчет стыковых сварных соединений на прочность по номинальному сечению как для цельных деталей. В данном случае действует продольная сила, следовательно, условие прочности сварного шва имеет вид [16]

`=Q/ x1[`p] (3.17)

где и 1 - толщина и длина сварного шва, м;

`u[`p] - напряжение в шве и предельно допустимое напряжение для материала шва, Мпа;

Определим предельно допустимое напряжение:

[p`]=_т/n,

где:_т - предел текучести для СТЗ [_т]=280МПа; [18]

n - коэффициент запаса прочности n=1,5-2 [16]

[`p]=280/2=140Мпа;

Определим толщину сварного шва.

Рис. 3.9 - Схема сварного шва

=КxCOS45=0.7К (3.19)

где К - катет шва, мм; примем К=5 мм;

=5х0,7=3,5 мм;

Определим длину сварного шва из выражения (3.17):

1=q/`p]; (3.20)

1=22500/3,5х14=459 мм;

с учетом коэффициента запаса прочности k=2-7 мм [16]

1=459x4-1.84 м

Размещено на Allbest.ru