Рыхлитель грунта земснаряда для дноуглубительных работ рек и водоёмов

Описание

В проекте выполнена разработка рыхлителя грунта земснаряда производительностью 125 м3/ч, предназначенного для очистки и дноуглубительных работ малых рек и водоёмов.

Составлен раздел основных данных.

Тип земснаряда - дизель-электрический разборный фрезерный, имеющий производительность 125 м³/ч. С его помощью выполняются дноуглубительные и очистные работы на прудах, каналах, малых реках и отстойниках.

Конструкция земснаряда выполнена разборной и включает две функциональные части. Кормовая часть является энергетическим блоком, имеющим в составе центральный понтон с вставленным в него дизель-генератором и главным распределительным щитом, и боковые поддерживающие. Рубка управления земснарядом и лебёдками подъёма свай установлена на палубе центрального понтона. На кормовом транце выполнена установка одной сваи в неподвижной направляющей и поворотный шарнир, обеспечивающий присоединение плавучего грунтопровода с площадкой обслуживания. Носовая часть является грунтозаборным блоком. С ее составе имеется сдвоенный понтон с прорезью с установленным грунтозаборным устройством. На понтонах расположены папильонажные лебёдки и копер с лебёдкой подъёма грунтозаборного устройства. Внутри понтонов выполнена установка насоса гидрорыхлителя и промывочной воды, гидравлическая станция привода фрезы. Наружный открытый контур понтона и прорези имеют леерные ограждения высотой 1100 мм.

Обслуживание земснаряда осуществляется двумя членами экипажа. Один человек является командиром, второй мотористом-матросом.

Описано транспортирование и хранение металлоконструкций, узлов и устройств земснаряда.

Выполнено описание технологических устройств.

В состав устройства рабочих помещений включено свайное устройство, папильонажные лебедки в количестве двух штук, направляющие блоки и канаты, блоки в обоймах. Грунтозаборное устройство представлено насосом ГрАТ 1400/40, электродвигателем, валопроводом, грунтопроводом. К раме посредством болтового соединения прикреплена рыхлительная головка с фрезой и соплами, предназначенная для одновременного размыва грунта. Фреза приводится от гидромотора 3102.112 через соосный планетарный редуктор. Подъём грунтозаборного устройства осуществляется лебёдкой ЛШ1, установленной на копре, через четырёхкратный полиспаст.

Произведен расчет высоты надводного борта и валовой вместимости.

Величина действительного надводного борта составляет 0,40 м, валовая вместимость 34 рег.т.

Сделан расчет грунтонасосной установки землесоса с определением параметров:

Приведен расчет характеристик грунтопровода, под которыми понимается зависимость потерь напора в грунтопроводе от скорости движения смеси или подачи грунтового насоса. Рассчитана мощность насоса 100,5 кВт.

Выполнен выбор двигателя грунтового насоса. Определена максимальная и минимальная частота вращения насоса, равная 993 мин^-1 и 682 мин^-1 соответственно. По мощности и диапазону частоты вращения принят электродвигатель АО-102-6М.

Выбран насос ГрАТ 700/40 на воде. Для предотвращения перегрузки грунтового насоса выполняется обрезка рабочего колеса по наружному диаметру на 6 %.

Приведен расчет для построения фрезы.

Выполнена условная разбивка фрезы на 13 сечений. Определено базовое сечение внутренней поверхности отвала, равное 517,8 см.

Сделан расчет механического рыхлителя грунта с определением диаметры фрезы 0,9 м. Принята митрообразная форма фрезы с углом 15⁰. Число ножей равно 4, действительный угол резания составляет 32⁰. Мощность, потребляемая фрезой, равна 40 кВт, число оборотов – 60 об/мин.

Определена вертикальная составляющая резания грунта – 15,1 кН (1500 кг), и горизонтальная – 11,1 кН (1500 кг).

Произведен расчет режимов резания грунта.

Спроектирована фреза с отвально-режущей кромкой, с расположением лопастей по спиральной поверхности. Она служит в качестве режущего элемента и осевого насоса, нагнетающего грунтовую смесь к всасывающему грунтоприемнику. Посредством фрезы выполняется резка грунта и его измельчение до состояния, оптимального для всасывания.

Рассчитана производительность по грунту 82 м³/ч, толщина отрезаемой стружки 31 мм.

Выполнен расчет гидравлического механизма для передвижения сваи.

Определены режимы работы гидроприводов передвижения тележек свай. Режим гидропривода мягкий, число включений в час равно до 100. В качестве рабочей жидкости принято масло МГ-30.

Рассчитан диаметр гидроцилиндра – 84 мм, расход, потребляемый гидроцилиндрами – 80,6 л/мин. Принят насос НШ с рабочим объемом 98 см³/об.

В ходе гидравлического расчета трубопроводов вычислены диаметры труб и рукавов, суммарные потери в гидролиниях гидроцилиндра – 3,96 мПа.

Вычислена мощность гидропривода, равная 26 кВт.

Сделан расчет технологических параметров работы установки и определение характеристик оперативных лебедок: скорость рабочих перемещений земснаряда равна 11 м/мин, сопротивление воды 0,076 кН, инерционные нагрузки 1,34 кН, нагрузки на гибкий грунтопровод 0,6 кН, сопротивление грунта смятию 11 кН. В качестве папильонажных приняты лебедки ЛЯЭ 0,5/0,7.

Произведен расчет рамы грунтозаборного устройства на прочность и жесткость с построением эпюр и определением реакций опор. В качестве материалов принят швеллер № 22 и двутавр № 45.

Сделан подбор параметров шарнирного соединения рамы на понтоне.

Выполнен расчет копра с определением значений опорного фланцевого соединения, поперечного сечения копра, балочных конструкций горизонтальной части. В ходе расчет сварных швов определен катет двустороннего шва – 4 мм и его длина 400 мм.

Выполнен расчет нагрузок электростанции. Для питания электроприемников напряжением 220В принят к установке трехфазный сухой трансформатор ТСЗМ – 10 – 74.ОМ5 380/220В. Составлен перечень электрооборудования и электрическая схема.

Разработан раздел по безопасности и охране труда.

В дипломной работе разработан рыхлитель грунта земснаряда, имеющий производительность 125 м³/ч, предназначенный для очистки и дноуглубительных работ малых рек и водоёмов.