Разработка дорожного катка с вакуумно-балластным устройством на базе ДУ-47А

Описание

В проекте выполнена разработка конструкции дорожного катка с вакуумно-балластным устройством.

Проведен обзор конструкции балластных устройств.

Балластировка катков выполняется для расширения силового воздействия их на слой уплотняемого материала. На них выполняется установка устройств, изменяющих балластную нагрузку. Устройства бывают регулируемыми и нерегулируемыми. Нерегулируемые - увеличивают массу катка на определенную величину ступенчато, а регулируемые – бесступенчато.

Описана конструкция катка с ВБУ.

Базовый машиной является дорожный каток ДУ-47А, на котором выполнено закрепление вакуумно-балластного устройства между вальцами в нижней части рамы. Конструкция машины выполнена из самоходного шасси на базе катка, на котором расположены узлы балластного устройства, представленные рабочей камерой и источником разряжения. В качестве последнего применён вакуумный насос, который приводится от двигателя катка. В балластном устройстве имеется рабочая камера, выполненная в форме чаши. Она установлена открытой частью к уплотняемой поверхности. В ее составе имеются два корпуса. Посредством тяг выполнено соединение камеры с рамой. Через эластичное уплотнение камера контактирует с покрытием. Ее соединение с вакуумным насосом выполнено с помощью воздухопровода.

Принцип работы. В процессе движения шасси выполняется перемещение камеры по уплотняемому покрытию. Для создания дополнительной нагрузки на вальцы выполняется включение вакуумного насоса. Насосом производится откачка воздуха из полости камеры, в результате чего там создается разряжение. Изменение балластного усилия выполняется регулировкой степени разряжения в камере с помощью изменения производительности насоса.

Применение катка с ВБУ интенсифицирует процесс уплотнения асфальтобетонных смесей вследствие бесступенчатого регулирования давления катка в широких пределах. А путем вакуумирования асфальтобетона повышается качество готового покрытия.

Приведена характеристика горячей асфальтобетонной смеси в процессе уплотнения.

Произведен выбор основных размеров балластного устройства с определением площади камеры 1 м² и ширины уплотнительного элемента 0,067 м.

В процессе эксплуатации ВБУ происходит фильтрация воздуха через слой дорожной одежды. При этом под камерой слой асфальтобетона изгибается в сторону дневной поверхности. С целью предотвращения разрушения покрытия выполнена установка ограничителя деформации, расположенного внутри камеры.

Разработана конструкторская часть с определением суммарного сопротивления при передвижении катка 27,4 Н и мощности двигателя 31,6 кВт. Принят двигатель Д-37 Е.

Выполнены прочностные расчеты.

1. Сделан расчет граней призматической шпонки вала гидромотора на снятие с определением прочности 272,86 кг/см.
2. В ходе расчета клиноременной передачи вычислена длина ремня 1600 мм, количество ремней 3.
3. При расчете каната рассчитано максимальное усилие - 0,25 Н. Принят канат марки ЛКР 6×19 1 ос.
4. Произведен расчет на прочность вала компрессора с определением коэффициента запаса прочности 7,1.
5. Приведен расчет на прочность пальца крепления гидроцилиндра с вычислением действующих нагрузок и реакций опор.

Разработана техническая часть по обработке пальца крепления направляющего штока вакуумной камеры.

В качестве материала принята сталь 40Х. Изготовление пальца производится при единичном производстве. В качестве заготовки принят пруток, близкий по диаметру к готовому пальцу. Обработка детали производится на станках: токарно-винторезном и сверлильном. Отрезание производится с одновременным получением фаски. После получения готовой детали, производится сверление пальца для отверстия под шплинты 6 х 40.

Произведен расчет режимов резания и затрат времени токарной операции:

Рассчитано штучно-калькуляционное время - 16 мин.

 Разработаны мероприятия по охране труда.

Составлен раздел по гражданской обороне с разработкой мер по защите рабочих и служащих дорожно-строительного управления от радиационного загрязнения.

Приведена экономическая часть с расчетом годовой экономической эффективности от внедрения модернизированной машины, которая составляет 2814 руб.

 В работе проведена модернизация дорожного катка с вакуумно-балластным устройством для интенсификации процесса уплотнения: увеличения производительности катка и качества покрытия.

Чертежи (в программе): Компас 3D v и AvtoCAD