Гидравлическая схема снегоуборочной машины

Гидропривод снегоуборочной машины

Объектом разработки и исследования является гидравлическая система снегоуборочной машины.
Цель проекта — совершенствование гидравлической системы снегоуборочной машины, определение основных конструктивных параметров элементов системы, расчет узлов и исследование динамических свойств гидросистемы, проработка вопросов охраны труда.
В процессе проектирования выполнены следующие разработки: с целью повышения надежности работы гидропривода машины и облегчения монтажа (демонтажа) насоса в гидравлическую систему были введены предохранительные клапаны непрямого действия и обратные клапаны. Определены параметры гидроцилиндра, предохранительного клапана, гидрораспределителя; выбран насос и диаметры трубопроводов; проведен расчет теплового баланса привода. Выполнены прочностные расчеты гидроцилиндра, трубопроводов. Составлена математическая модель гидропривода с учетом сжимаемости жидкости и проведен анализ полученного графика переходного процесса.

Список чертежей: схема гидравлическая принципиальная, общий вид гидропривода снегоуборочной машины, клапан предохранительный, распределитель, гидроцилиндр, заготовка и деталь, эскизы, технико-экономические показатели, динамический расчет.

Содержание
Введение
1 Обзор и анализ существующих схем и конструкций по теме дипломного проекта.
2 Выбор и обоснование схемы и узлов проектируемого изделия.
Описание работы проектируемой гидросистемы.
3 Проектировочный расчет разрабатываемого гидропривода и его узлов.
3.1 Техническая характеристика машины
3.2 Подбор основного гидрооборудования
3.3 Проектировочный расчет гидроцилиндра ГЦ1
3.4 Проектировочный расчет клапана предохранительного непрямого действия
3.5 Проектировочный расчет гидрораспределителя Р1 трехпозиционного
3.6 Тепловой расчет гидропривода
3.7 Гидравлический расчет и выбор гидрооборудования
3.7.1 Расчет размеров трубопроводов и суммарных потерь давления в гидроприводе
3.7.2 Подбор гидрооборудования
4 Динамический расчет гидравлического контура
5 Технологическая часть проекта
5.1 Назначение детали и анализ технологичности ее конструкции
5.2 Назначение припусков на механическую обработку
5.3 Назначение режимов резания
5.4 Определение типа производства
5.5 Выбор метода получения заготовки с экономическим обоснованием
5.6 Технологический процесс механической обработки детали
5.7 Нормирование технологического процесса механической обработки.
5.8 Определение необходимого количества оборудования и построение графиков его загрузки
5.9 Технико-экономические показатели технологического процесса
6 Экономическая часть проекта
6.1 Функционально-системный анализ
6.2 Исходные конструктивно-эксплуатационные данные для оценки конкурентоспособности проектируемой конструкции.
6.3 Расчет затрат по сравниваемым вариантам технических решений
6.4 Определение текущих затрат на стадии эксплуатации машин
6.5 Расчет капитальных вложений и инвестиций
6.6 Расчет экономической эффективности
7 Охрана труда
Заключение
Список использованных источников
Приложение

Устройство снегоуборщика

Если в вашем регионе проживания снежные зимы, то хороший снегоуборщик – просто must have, который обязательно должен стоять в гараже. Производительная машина существенно сэкономит ваше время и усилия. С ней вы забудете о том, как убирать снег лопатой. Перед тем как купить снегоуборщик, ознакомьтесь с его устройством и принципом действия, правилами эксплуатации и особенностями обслуживания, назначением, преимуществами и недостатками разных видов снегоуборочной техники.

Классификация снегоуборщиков

Можно сделать самодельный агрегат на основе мотоблока или купить специализированную технику в магазине. Ассортимент снегоуборочных машин очень широкий. Модели различаются по техническим характеристикам, стоимости, габаритам и пр. Рассмотрим основные виды снегоуборщиков.

По способу передвижения:

По типу двигателя:

По системе очистки:

По весу и габаритам:

По сфере применения:

Стоимость снегоуборочной техники колеблется в диапазоне от 10 000 до 300 000 рублей. В процессе выбора машины учитывайте площадь территории, которую планируете расчищать от снега, интенсивность эксплуатации, определите нужные функции.

Самоходные и несамоходные

Снегоуборщики несамоходного типа – это, как правило, модели с электрическими двигателями. К их преимуществам относят компактные габариты, нетребовательность к обслуживанию, доступную цену. В процессе расчистки территории от снега такие машины нужно толкать самостоятельно. Двигаются они за счёт вращения шнека. Оператор может менять направление, но для этого придётся приложить силу.

Более удобными в эксплуатации и практичными являются самоходные экземпляры. Конструктивные особенности таких моделей:

оснащаются бензиновым двигателем;
внутри установлен мотор с приводом на колеса и шнек;
навесное оборудование расширяет функциональные возможности техники;
шнек металлический, рассчитан на повышенные нагрузки;
широкий ковш обеспечивает отличный захват.

Самоходные машины ездят сами, ими нужно просто управлять. Техника без проблем справится с уборкой снега на просторных территориях.

Принцип работы электрических снегоуборщиков

Электрические модели отличаются от бензиновых не только конструкцией, но и особенностями эксплуатации. Простое строение – один из важных плюсов снегоуборщиков с электродвигателем. Техника состоит из рукоятки с управляющими органами, желоба, отвечающего за регулировку высоты выброса, шнека и колес. Главный рабочий элемент машины – привод с проводом для подсоединения к электрической сети.

оснащаются бензиновым двигателем;
внутри установлен мотор с приводом на колеса и шнек;
навесное оборудование расширяет функциональные возможности техники;
шнек металлический, рассчитан на повышенные нагрузки;
широкий ковш обеспечивает отличный захват.

Шнек снегоуборщика соединен напрямую с электродвигателем. В некоторых моделях предусмотрена система шкивов, применяется клиноременная компоновка. При вращении шнек втягивает снеговые массы. Через пластиковый раструб происходит выбрасывание снега в сторону или вперед на расстояние 6-9 метров. Шнеки, которыми комплектуются электрические снегоуборщики, могут быть изготовлены из металла с эластичными накладками, высокопрочного пластика либо жёсткой резины. Такие модели отлично подходят для уборки свежего, сухого снега, а вот с мокрым и обледенелым справляются плохо.

Конструктивные особенности моделей с бензиновым двигателем

Бензиновые снегоуборщики пользуются большой популярностью среди российских покупателей. И это вполне объяснимо. К преимуществам моделей этого типа относят высокую производительность, надёжность, большой рабочий ресурс. Их покупают, как для бытового, так и для профессионального применения. Есть варианты для использования в домашнем хозяйстве. Более мощные модели выбирают для автостоянок, парковок, производственных территорий. А вот дорогие, высокопроизводительные машины, способные расчищать большие площади и работать много часов без перерыва, пользуются спросом у коммунальных служб.

Любой бензиновый снегоуборщик состоит из таких элементов:

бензиновый двигатель (ДВС);
элементы смазочной системы;
элементы топливной системы;
фильтры (воздушный и топливный);
редуктор;
трансмиссия;
глушитель;
шнековый механизм;
ковш для захвата снега;
выпускной желоб;
шасси (гусеничное или колесное);
опорные лыжи;
панель управления.

Для удобства использования техника может оснащаться дополнительным оборудованием. Фары позволяют работать ночью. Двухступенчатая система очистки снега повышает производительность машины. Электрический стартер отвечает за плавный пуск при минусовых температурах.

Двигатель – сердце снегоуборочной машины

Двигатель внутреннего сгорания (ДВС) – главный рабочий орган снегоуборочной техники. Производители оснащают свои модели моторами двух типов: двухтактными и четырёхтактными. Силовые агрегаты различаются количеством тактов за один рабочий цикл. В двухтактном: сжатие и расширение, в четырёхтактном моторе: впуск, сжатие, рабочий ход и выпуск. В последнем процесс преобразования бензина в энергию происходит в камере сгорания, которая состоит из поршня и цилиндра с головкой блока.

Недостатки тоже стоит рассмотреть. Итак, двухтактные моторы имеют незначительный рабочий ресурс, очень шумны в работе, требовательны к маслу и бензину. Четырёхтактные стоят дороже, больше весят, нуждаются в профессиональной настройке и специализированном обслуживании.

Шатуны и коленчатый вал четырёхтактных двигателей работают более продуктивно. Смазочный материал под высоким давлением поставляется непосредственно в силовой агрегат. А вот в двухтактных моделях для смазки рабочих элементов используется не чистое масло, а топливно-масляная смесь. Мощность 2-тактных по сравнению с 4-тактными выше в 1,5-1,8 раза, соответственно, топливо здесь сгорает быстрее (в 1,5-2,5 раза), а вот общая эффективность всей системы ниже.

Топливная и масляная системы

Эти системы есть в моторе любой снегоуборочной машины. В 4-тактных двигателях топливная и масляная системы работают абсолютно независимо. А в 2-тактных моторах – составляют единое целое. В последних для смазки трущихся комплектующих используется не чистый смазочный материал, а смесь масла и бензина. Устройство двухтактного двигателя не предусматривает наличия масляного насоса, а вот в четырёхтактном эта деталь есть.

Масляный насос 4-тактного двигателя находится внутри редуктора, составляющего нераздельный блок с картером. Снегоуборщики из бюджетной ценовой категории комплектуются большой шестерней, которая и выполняет функции масляного насоса. Эта деталь глубоко погружена в смазочный материал. При работе двигателя шестерня вращается, разбрызгивая смазку. Таким образом, трущиеся детали эффективно смазываются маслом, что обеспечивает им отличную работоспособность и продолжительный рабочий ресурс. Для заливания топлива и смазочной жидкости в четырёхтактных двигателях есть отдельные ёмкости.

Бензин заливается в небольшой бак, ёмкость которого не более 4 литров. Располагается он выше мотора. Из этого бака топливо либо топливно-масляная смесь поступает в карбюратор, преобразовывающий бензин и воздух в топливовоздушную смесь с оптимальным соотношением компонентов.

Трансмиссия

Конструкция несамоходных моделей более проста по сравнению с самоходными, зато последние удобнее в эксплуатации. Самоходные снегоуборщики оснащаются коробкой переключения передач.

Машины комплектуются трансмиссиями гидростатического или вариаторного типа. Количество скоростей разное. Конструкция популярных моделей снегоуборочных машин подразумевает наличие 5-6 передних передач и 1-2 задних.

Шнеки

Одним из самых важных рабочих органов снегоуборочной машины является шнек. Бензиновые модели комплектуются пластиковыми или металлическими шнековыми механизмами. Детали из металла могут быть прорезиненными или окрашенными. Снегоуборщики, оснащенные металлическими шнеками, отлично справляются с уборкой залежавшегося снега с наледью. Они достаточно прочные, устойчивые к поломкам, но и цена их выше по сравнению с моделями, укомплектованными пластиковыми шнековыми механизмами. Пластиковые шнеки эффективнее убирают снег, особенно свежий, только выпавший.

Прорезиненные шнеки, выполненные из металла, обладают весомыми преимуществами по сравнению с обычными металлическими. Резиновые накладки увеличивают рабочий ресурс шнекового механизма, а также обеспечивают асфальтовому или плиточному покрытию защиту от повреждений в процессе уборки.

Несмотря на то, что пластиковые шнеки изготавливаются из высокопрочного полимера, не рекомендуется чистить ими слежавшийся снег, так как пластик может треснуть. Некоторые производители и пластиковые шнеки оснащают резиновыми накладками. Усовершенствованная форма рабочей поверхности обеспечивает более удобную и простую эксплуатацию снегоуборочной машины.

Шины есть только в моделях с колесным шасси. Базовая комплектация включает качественные, устойчивые к износу шины, которые отлично сцепляются с дорожным покрытием, не скользят, обеспечивают стабильную езду снегоуборщика даже в гололед. Рисунок протектора — Х или V.

Выпускной желоб

Выпускной желоб отвечает за выброс снеговых масс в нужном направлении. В него попадает переработанный снег после прохождения через шнековый механизм. Ещё эта деталь известна под названием лоток.

Современные снегоуборочные машины комплектуются выпускными желобами трёх типов:

нерегулируемые;
регулируемые;
регулируемые при помощи пульта дистанционного управления.

Особенность снегоуборщиков с нерегулируемыми желобами в том, что в них снеговой поток всегда направлен только в одну сторону. Это не весьма удобно, так как оператору постоянно приходится подстраиваться под машину. Такие комплектующие детали используют для оснащения дешевых моделей.

Регулируемые желоба – наиболее популярное и весьма практичное решение, которое применяется при изготовлении снегоуборочной техники из средней ценовой категории. Выпускной желоб фиксируется непосредственно на корпусе техники. Чтобы повернуть его в нужном направлении, следует ослабить специальный фиксатор, повернуть деталь, затянуть фиксатор обратно, проверить прочность крепления. Система управления такого типа не весьма удобна в процессе работы, зато надёжность её довольно высокая, ведь обеспечивается защита от случайного проворачивания выпускного желоба при неловком движении.

Самыми комфортными в управлении считаются модели, в которых положение выпускного желоба регулируется при помощи пульта управления. На нём расположена специальная ручка для фиксации детали. При работе следует учитывать, что случайное движение может привести к проворачиванию шнека и изменению направления и дальности отброса снега. Опасности никакой нет, но человек, у которого нет опыта, может растеряться.

Редуктор

И двухтактный, и четырёхтактный моторы достигают высокой мощности, если скорость вращения вала достигает 2-3 тыс. оборотов в минуту. При подключении шнекового механизма напрямую, производительности двигателя не хватит, вследствие чего он будет глохнуть. Оснащение снегоуборочных машин редукторами позволило решить эту проблему. Этот элемент снижает скорость вращения вала, но увеличивает вращательный момент.

Редуктор – это агрегат, который состоит из двух шестеренок, обеспечивающих оптимальный коэффициент передачи. Снегоуборочные машины самоходного типа оснащаются более сложными редукторами, чем несамоходные модели, ведь они должны обеспечивать не только вращение шнекового механизма, но и приводить в движение колеса. Конструкция редуктора усложнена за счёт совмещения с трансмиссией шасси.

Опорные лыжи

Лыжи выполняют функцию опор, обеспечивают снегоуборочной машине хорошее скольжение, а также придают технике устойчивость к опрокидыванию, ведь удерживают переднюю часть. Есть возможность регулировать их положение по высоте, за счёт чего их легко очищать от снега.

Опорные лыжи быстро изнашиваются, особенно, если снегоуборочная техника эксплуатируется часто и интенсивно. Это расходный материал, подлежащий периодической замене. Однако производители применяют различные методики для увеличения рабочего ресурса комплектующих деталей. Например, двусторонние лыжи при износе одной стороны можно просто обернуть другой. Срок службы таких элементов в 2 раза дольше, чем обычных.

Шасси

Для оснащения снегоуборочных машин производители применяют самоходные и несамоходные шасси. Модели с несамоходным ещё называют ручными или механическими. Бензиновая техника комплектуется, как правило, самоходным шасси, которое отвечает за передвижение снегоуборщика.

По типу шасси классифицируют на две категории. Для применения в бытовых условиях более предпочтительными являются модели с колесами. Они отлично проезжают по тротуарным дорожкам, обустроенным тропинкам, ровным территориям. А вот если нужно убирать сложную площадку с неровностями, выемками, возвышенностями, лучше купить модель на гусеничном шасси. Такие снегоуборщики имеют большой вес, но эффективно убирают глубокий мокрый снег, ведь площадь контакта с поверхностью земли значительно больше, чем у колес. Гусеничные машины без проблем передвигаются по скользким дорогам, а вот колесные более просты в обслуживании.

Прочность, надёжность и рабочий ресурс снегоуборочной техники зависит также от того, из какого материала выполнена рама. Большинство моделей оснащаются круглыми трубами с поперечным сечением. Премиальные снегоуборщики комплектуются высококачественными прямоугольными трубами, что обеспечивает машинам отличные прочностные свойства и продолжительный срок службы.

Панель управления

У каждой машины есть панель управления. Она позволяет оператору осуществлять регулировку оборотов мотора, менять направление движение, переключать передачи, маневрировать и пр. Также в некоторых моделях на панели есть специальные кнопки, при помощи которых можно регулировать направление и высоту выпускного желоба, дальность выбрасывания.

Дешевые снегоуборщики с простой конструкцией управляются рукояткой. Она жестко крепится к выпускному желобу.
Более распространены модели, в которых есть червячная передача. Чтобы повернуть выпускной желоб, достаточно покрутить ручку.
В продаже доступны варианты, где панель управления представлена тросиком, блоками и управляющим рычагом. Плюс такого устройства в том, что поворотный механизм зафиксирован в верхней части желоба. Здесь снег скапливается медленнее, вероятность обледенения низкая.
В дорогих моделях система управления более сложная, представлена электрическим приводом, обеспечивающим плавный, быстрый запуск двигателя.

Наиболее простым способом управления считается ручной. Этот вариант реализован в бюджетных моделях, предназначенных для бытового применения. Профессиональные снегоуборщики комплектуются рычагом, который располагается на панели оператора и отвечает за изменение высоты выпускного желоба непосредственно в процессе работы без остановки. Это обеспечивает максимальное удобство при уборке парковок, автостоянок, где нужно постоянно менять параметры, чтобы не засыпать снегом автомобили.

Дополнительное оснащение

Чтобы расширить функциональные возможности снегоуборочной техники и упростить эксплуатацию машины, производители устанавливают дополнительное оборудование. Это прерогатива моделей из средней и премиальной ценовой категории.

Фара. Очень удобное приспособление, которым комплектуются даже недорогие снегоуборщики. Лампочка питается от генератора, который присоединяется к мотору. Двигатель создаёт искру зажигания, вследствие чего фара загорается. А вот если мотор выключен, лампочка светиться не будет. Наличие фары позволяет работать не только днем, но и ночью, а также в условиях недостаточной видимости.
Двухступенчатая система уборки снега. В конструкции моделей этого типа предусмотрено наличие двух элементов: шнек и ротор. Наличие второй ступени очистки снижает скорость вращения шнекового механизма, повышая производительность снегоуборщика и увеличивая его рабочий ресурс за счёт того, что исключается контакт шнека со льдом, бетоном, асфальтовым покрытием.
Электрический стартер. Этим элементом оснащаются машины с электрозапуском. Питается стартер от сети переменного тока либо аккумулятора. Аккумуляторные стоят дороже, но позволяют быстро завести снегоуборщик даже в случаях отдалённости от электрической сети.
Подогрев ручек. Если предстоит продолжительная работа на улице в морозную зиму в условиях сниженных температур, подогрев ручек окажется весьма полезной опцией.

Дополнительное оснащение не влияет на работоспособность снегоуборочной техники, но существенно удорожает стоимость машины. Перед тем как покупать снегоуборщик, определите функции, которые будут полезными конкретно в вашем случае. Если вам какие-то опции не нужны, нет смысла за них переплачивать.

Заключение

Снегоуборщик – это технически сложная машина, которая состоит из разных элементов. Каждый из них выполняет свой набор функций. Изучение конструктивных особенностей и строения снегоуборочной машины упрощает её эксплуатацию и обслуживание. Принцип работы оборудования довольно простой. Ковш захватывает снег, шнек перерабатывает, выпускной желоб выбрасывает в нужном направлении.

Снегоуборочная техника стоит недешево, поэтому к её покупке следует подойти очень ответственно. Изучите характеристики комплектующих элементов машины, их разновидности и особенности, оцените преимущества разных типов агрегатов, проанализируйте цены, чтобы на основании полученных данных выбрать наиболее подходящий вариант.