Проектирование механизма контейнерной самозагрузки автотрактора

УДК 631.73

ПРОЕКТИРОВАНИЕ МЕХАНИЗМА КОНТЕЙНЕРНОЙ САМОЗАГРУЗКИ АВТОТРАКТОРА

Войнаш А.С., к.т.н, доцент Войнаш С.А., инженер Рубцовский индустриальный институт (филиал) ФГБОУ ВПО «Алтайский государственный технический университет им. И.И. Ползунова»

Для механизма контейнерной самозагрузки по патенту РФ № 111071 рассмотрены условия выбора полной массы контейнера и определено ее численное значение, обеспечивающее эффективность использования автотрактора в режиме погрузочно-транспортного средства.

Ключевые слова: автотрактор, погрузочно-транспортное средство, самосвальный кузов ап-парельного типа, лебедка, контейнер.

Summary. Mechanism for container bootstrap RF patent number 111,071 considered selection criteria of the total mass of the container and determine its numerical value, ensuring efficient use of auto-tractors mode loading of the load-haul-dump machine.

Key words: auto-tractor, load-haul-dump machine, dump body of apparel type, winch, container.

В ходе проведенных в Рубцовском индустриальном институте исследований по малогабаритной технике, предназначенной для механизации работ в арендных коллективах, кооперативах, крестьянских (фермерских) хозяйствах и личных подсобных хозяйствах населения, был разработан двухосный колесный автотрактор (энергомодуль) ЭМ-0,6, объединивший в себе свойства малотоннажного грузового автомобиля и малогабаритного трактора и ставший базой для различных транспортно-технологических машин [1, 2, 3]. Автотрактор оснащен самовальным кузовом аппарельного типа, т.е. с возможностью упора кузова задней кромкой в грунт в крайнем разгрузочном (сброшенном) положении, и тяговой лебедкой, установленной на раме автотрактора между кабиной и кузовом.

С целью использования автотрактора в качестве погрузочно-транспортного средства предложено приспособить автотрактор к самопогрузке грузов, затаренных в контейнеры, при транспортном положении самосвального кузова. Это достигается тем, что самосвальный кузов автотрактора снабжается поворотными в вертикальной продольной плоскости рычагами, установленными в задней части кузова на его боковых стенках при помощи шарниров, при этом к средней части рычагов прикрепляется канат лебедки, а между концами рычагов монтируется поперечная траверса, на которую устанавливается подвеска с контейнером. На предложенный механизм контейнерной самозагрузки, см. рис.1, получен патент РФ № 111071 на полезную модель [4].

Рисунок 1 - Автотрактор, оснащенный механизмом контейнерной самозагрузки

по патенту РФ № 111071

Для практического конструирования механизма контейнерной самозагрузки с целью последующего изготовления опытного образца по-грузочно-транспортной средства, необходимо определить полную массу Мк контейнера 17, соответствующую конструктивным параметрам автотрактора и обеспечивающую максимальный технико-экономический эффект.

Полная масса Мк, равная сумме собственной конструкционной массы М0 контейнера и массы Мгр груза, затаренного в контейнер, может быть определена расчетным методом из ряда условий, в том числе по:

- грузоподъемности автотрактора: Мк не может быть больше номинального значения, установленного для самосвального кузова (1200 кг), с учетом вычета суммарной массы деталей механизма контейнерной самозагрузки.

- условию статической продольной устойчивости автотрактора: создаваемый массой Мк опрокидывающий момент относительно точек

контакта задних колес с грунтом должен быть меньше стабилизирующего момента, создаваемого массой автотрактора относительно тех же точек, при соблюдении нормативного коэффициента запаса (к =1,4).

- условию достаточности усилия в канате 11 лебедки 10 для поворота продольных рычагов 13 механизма контейнерной самозагрузки относительно шарниров 14.

- условию прочности силовых деталей (поперечной траверсы и продольных рычагов) механизма контейнерной самозагрузки: напряжения, возникающие в опасных сечениях силовых деталей при подъеме механизмом массы Мк , не должны превышать допустимых значений.

На рисунке 2 представлены результаты проведенных расчетов (цифрами в овалах обозначены принятые при расчетах условия).

Рисунок 2 - Результаты расчетов полной массы Мк контейнера

Очевидно, что необходимо принять значение Мк = 560 кг, как наименьшее из численных значений, рассчитанных с учетом сформулированных выше условий. Сравнивая полученное значение Мк с номинальной грузоподъемностью автотрактора, можно рекомендовать самопогрузку кузова контейнерами в два приема.

Экономический эффект использования автотрактора в качестве погрузочно-транспортного средства достигается за счет роста производительности при перевозке грузов, затаренных в контейнеры. Оснащение механизма контейнерной самозагрузки поворотными в вертикальной продольной плоскости рычагами, установленными шарнирно в задней части кузова на его боковых стенках и приводимыми в движение канатом

тяговой лебедки, позволяет осуществлять операцию погрузки при транспортном положении самосвального кузова, что снижает затраты мощности, а благодаря самосвальному кузову снижается время на разгрузку автотрактора в режиме по-грузочно-транспортного средства.

Полученное в результате расчета значение Мк = 560 кг позволяет рекомендовать самопогрузку кузова контейнерами в два приема, что обеспечит полное использование номинальной грузоподъемности автотрактора.

Список литературы

1. Войнаш С.А., Войнаш А.С. Анализ концептуальных подходов к решению проблемы механизации работ в крестьянских (фермерских) хозяйствах // Тракторы и сельхозмашины. - 2012. - №3. - С.51-55.

2. Войнаш С.А. Особенности решения проблемы механизации работ при малых формах хозяйствования в лесостепных районах России // Технология колесных и гусеничных машин -Technology of Wheeled and Tracked Machines. -

2013. - №1. - С.18-21.

3. Войнаш А.С., Войнаш С.А., Жарикова Т.А. Транспортно-технологические машины на базе автотрактора для лесостепных районов Алтайского края: Монография / Рубцовский индустриальный институт. - Рубцовск,

2014. - 114 с.

4. Патент № 111071 РФ на полезную модель, МПК B 60 Р 1/00. Погрузочно-транспортное средство / Войнаш А.С., Войнаш С.А.; заявитель и патентообладатель Государственное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Алтайский государственный технический университет им. И.И. Ползунова" (АлтГТУ) (RU). - № 2011111815/11; заявл. 29.03.11; опубл. 10.12.11. Бюл. № 34. - С.1210-1211.

УДК 593.373:621.791

ИССЛЕДОВАНИЯ НАПРЯЖЕННОГО СОСТОЯНИЯ ПЛУЖНОГО ЛЕМЕХА

ПОСЛЕ ВОССТАНОВЛЕНИЯ

Михальченков А.М., д.т.н., профессор Козарез И.В., к.т.н., доцент, Тюрева А.А., к.т.н., доцент

ФГБОУ ВПО «Брянский государственный аграрный университет»

Для определения деформаций и влияния температурных воздействий наплавленного металла на деформацию проводились исследования остаточных напряжений плужного лемеха после эксплуатации и подвергнутых различным технологическим воздействиям.

Ключевые слова: ресурс, деформация, лучевидный износ, дефект, плужный лемех, восстановление, наплавка, тензометрия.

To determine the deformations and the influence of temperature effects of weld metal for deformation studies were conducted residual stresses plow Coulter after operation and subjected to various technological influences.

Keywords: resource, deformation, luchevidna-ya wear, defect, plough the ploughshare, reconstruction, surfacing, tenzometric.

Повышение ресурса лемехов, как правило, связано с предварительным их упрочнением, направленным на увеличение стойкости к абразивному изнашиванию [1]. Технологии восстановления, в большинстве случаев, сводятся к пластическому деформированию при температуре выше температуры рекристаллизации, с целью возобновления геометрии носка за счет запаса металла с тыльной стороны; предусматривается также и термообработка [2].

Между тем, данный способ и некоторые другие не позволяют устранить такой распространенный дефект как лучевидный износ. Поэтому был предложен и апробирован в полевых условиях способ, заключающийся в предварительной наплавке слоя малоуглеродистым электродом, затем нанесением слоя высокой твердости (не менее ИЯС 47) [3].

Наплавленный износостойкий слой обладает высокой склонностью к образованию трещин, вследствие наличия структур с высокой хрупкостью из-за значительных остаточных напряжений 2-го рода. Это определенным образом будет

сказываться на надежности восстановленных лемехов в период их эксплуатации. Поэтому проводились исследования остаточных напряжений лемехов после эксплуатации и подвергнутых различным технологическим воздействиям.

При проведении исследований по определению деформаций и напряжений применялась электротензометрия. Выбор метода обусловлен возможностью измерений: в большом количестве точек, в широком диапазоне температур, при различных внешних условиях.

В качестве регистрирующего прибора использовался измеритель деформаций цифровой, марки ИДЦ-1. Точность показаний прибора 1-10"5 единиц относительной деформации. Схема наклейки датчиков - полумостовая. Прибор имеет 10 измерительных каналов.

Для исследований применялись проволочные тензорезисторы на основе папиросной бумаге с активными базами 5 и 10 мм типа ПКБ-5-100 и ПКБ-10-200. Диапазоны измерений этих тензоре-зисторов составляет + 3 тыс. - 10 тыс. еод. Данные типы датчиков имеют константановую решетку.