ОПРЕДЕЛЕНИЕ ПРОИЗВОДИТЕЛЬНОСТИ БУЛЬДОЗЕРА

ПРИ РАЗРАБОТКЕ И ПЕРЕМЕЩЕНИИ ГРУНТА

 

Цель работы: определить производительность бульдозера при разработке и перемещении грунта с учетом тягово-сцепных характеристик гусеничного трактора.

 

Содержание работы

На базовой машине, гусеничном тракторе 3 (рис. 2.1) могут быть установлены бульдозерное 1 и рыхлительное 5 оборудование. Для изменения положения навесного рабочего оборудования служат гидроцилиндры 2 и 4.

 

Рис. 2.1. Навесное оборудование бульдозера

 

Производительность бульдозера П, м³/ч, при разработке и перемещении грунта:

(2.1)

где: - ширина призмы грунта впереди отвала, м;

— длина и высота отвала, м;

— угол естественного откоса грунта в движении, град;

— коэффициент, учитывающий потери грунта, принимается равным ;

— дальность перемещения грунта, м,

— число циклов за 1 час работы;

— продолжительность цикла, с;

—время резания грунта, с;

—длина пути резания (обычно 6.. 15 м);

—скорость движения трактора при резании грунта, м/с;

— время перемещения грунта, с;

— путь перемещения грунта, м;

— скорость движения трактора при перемещении грунта, м/с;

— время об­ратного хода трактора, с;

— скорость движения трактора при об­ратном его ходе, м/с;

— дополнительное время, с (в дополнительное входит время на переключение скоростей до 5 с, на подъем и опускание отвала до 4 с, на разворот трактора до 10 с, на распределение грунта и др.);

— коэффициент разрыхления грунта, т.е. отношение объема рыхлого грунта к объему того же грунта в плотном теле (1, 12 — для песчаных; 1, 22 — для суглинистых; 1, 3 — для глинистых грунтов).

Скорость движения трактора (табл. 2.1) зависит от сопротивлений, возникающих при работе бульдозера.

Усилие, которое необходимо преодолеть трактору при работе с бульдозером:

(2.2)

 

где: W₁ — сопротивление грунта резанию:

, (2.3)

 

где: b — длина отвала, м;

— угол поворота отвала в плане относительно оси трактора, град;

с — толщина срезаемого слоя, м;

k — коэффициент сопротивления грунта резанию для бульдозеров;

W₂ — сопротивление волочению призмы грунта впереди отвала:

(2.4)

где — угол естественного откоса грунта( =40...45°);

— плотность грунта;

— ускорение свободного падения;

— ко­эффициент трения грунта по грунту (0, 4...0, 8, причем меньшие значения берут для влажных и глинистых грунтов);

— уклон пу­ти,

W₃ — сопротивление трению грунта по отвалу:

(2.5)

где: δ — угол резания (50...55°);

µ' — коэффициент трения грунта по стали (µ'=0, 7...0, 8 для глины; µ'=0, 5...0, 6 — для суглинка и супеси; µ' =0, 35...0, 5 — для песка);

W₄ — сопротивление движению бульдозера с трактором:

(2.6)

где G — вес бульдозера с трактором;

ω ₀ — удельное сопротивление движению (0, 15 - 0, 12, меньшее для плотных грунтов).

Машины находятся в движении без пробуксовывания при условии, что сцепная сила тяги больше окружного усилия на ободе ведущего колеса (звездочки) и больше общего сопротивления передвижению.

Тяговое усилие, развиваемое трактором:

(2.6)

где: — мощность двигателя;

— КПД трансмиссии;

— скорость передвижения.

Сила тяги по сцеплению:

(2.7)

где: — сцепной вес машины;

— коэффициент сцепления.

Условие движения без буксования:

(2.8)

Объем грунта в призме волочения:

(2.9)

 

Порядок выполнения работы

Определить производительность бульдозера при разработке и перемещении грунта. Исходные данные принять по таблице 2.3 согласно номеру варианта, заданного преподавателем.

 

Таблица 2.1. Основные параметры гусеничных тракторов

Показатель	ДТ-75	Т-75	Т-4А	Т-100М	Т-130
Марка двигателя	СМД-14	Д-75	А-01М	Д-10	Д-160
Мощность двигателя, кВт
Тяговый класс
Скорость движения вперед, км/ч:	5; 5, 58; 6, 21; 6, 9; 7, 67	2, 14...10, 6	3, 47; 4, 03; 4, 66; 5, 2; 6, 35; 7, 37; 8, 53; 9, 52	2, 36; 3, 78; 4, 5; 6, 45; 10, 15	3, 7; 4, 4; 5, 13; 6, 1; 7, 44; 8, 87; 10, 27; 12, 2
Скорость движения назад, км/ч:	3, 42...4, 28	1, 76...5, 86	4, 69; 5, 47; 6, 34; 7, 04	2, 79; 4, 46; 5, 34; 7, 61	3, 56; 4, 96; 7, 14; 9, 9
Габариты, мм
длина
ширина
высота
Масса трактора, т	5, 26	5, 9		12, 1

 

Продолжение таблицы 2.1

Показатель	Т-180	ДЭТ-250	Т-220	Т-330	Т-500
Марка двигателя	Д-180	В-ЗОВ	ДВ-220	8ДВТ-330	12ДВТ-500
Мощность двигателя, кВт
Тяговый класс
Скорость движения вперед, км/ч:	2, 86; 5, 06-6, 9; 9, 46; 13, 09	Рабочая 2, 3...15; Транспорт. 3, 5...24, 5	0...17, 6	0...16, 4	0...16, 2
Скорость движения назад, км/ч:	3, 21...8, 19	То же	0...14, 6	0...13, 7	0...13.5
Габариты, мм
длина
ширина
высота
Масса трактора, т	14, 35

 

В качестве примера определим производительность бульдозера при разработке и перемещении грунта. Исходные данные: трактор Т-130, длина отвала b = 3, 2 м, высота отвала h = 1, 3 м. Масса трактора с навесным оборудованием т = 17280 кг. Разрабатываемый грунт — плотный суглинок γ = 1700 кг/м³. Место работы — горизонтальная площадка. Отвал перпендикулярен оси трактора α = 90°.

 

Тяговое усилие, развиваемое трактором при N_дв = 118 кВт, η = 0, 8 и скорости движения v = 3, 7 км/ч =1, 03 м/с:

Сила тяги по сцеплению (формула 2.7) при движении бульдозера по плотному грунту (φ = 0, 9):

.

Сопротивление волочению призмы грунта впереди отвала на горизонтальной площадке при φ = 40°, α = 90° и µ=0, 4 по формуле (2.4):

Сопротивление от трения грунта по отвалу по формуле (2.5):

Сопротивление движению бульдозера по формуле (2.6):

Свободная сила тяги (запас тягового усилия) по сцепному весу:

По мощности:

Для дальнейших расчетов следует принимать меньшее значение. Расчетная глубина резания (толщина стружки грунта) из формулы (2.3):

Для разрабатываемого грунта — плотного суглинка k = 0, 14МПа (по табл. 2.2).

В конце набора грунта

В начале копания, когда все тяговое усилие расходуется только на резание грунта и перемещение бульдозера, свободная сила тяги:

Отвал бульдозера может быть опущен на глубину:

 

Таблица 2.2. Значения удельных сопротивлений грунта резанию и копанию, МПа

Наименование грунта	Категория	Объемная масса в плотном теле, кг/м3	Коэффициент разрыхления	Удельное сопротивление грунта резанию
нож бульдозера	нож скрепера
Песок рыхлый, сухой	I	1200...1600	1, 05...1, 1	0, 01...0, 03	0, 02...0, 04
Песок влажный, супесь, суглинок разрыхленный	I	1400...1800	1, 1...1, 2	0, 02...0, 04	0, 05...0, 1
Суглинок, средний и мелкий гравий, легкая глина	II	1500...1800	1, 15...1, 25	0, 06...0, 08	0, 09...0, 18
Глина, плотный суглинок	III	1600...1900	1, 2...1, 3	0, 1...0, 16	0, 16...0, 3
Тяжелая глина, сланцы, суглинок со щебнем, гравием	IV	1900...2000	1, 25...1, 3	0, 15...0, 25	0, 3,..0, 4
Сцементировавшийся строительный мусор, взорванная скальная порода	V	1900...2200	1, 3...1, 4	0, 2...0, 4	-

 

Средняя толщина срезаемого слоя:

Длина участка набора грунта:

 

Выбираем скорости движения на участках: набора грунта =3, 7 км/ч, транспортирования =4, 4 км/ч, движения задним ходом =4, 96 км/ч.

 

Продолжительность элементов цикла:

где: l₁, — длина участка;

— скорость движения машины.

Продолжительность набора грунта:

Продолжительность транспортирования грунта:

Продолжительность движения задним ходом:

Дополнительное время на переключение скоростей, разгрузку и распределение грунта t₄ = 30 с.

Продолжительность цикла:

Число циклов за один час работы:

Коэффициент, учитывающий потери грунта:

Производительность бульдозера по формуле (2.1):

 

 

Таблица 2.3. Исходные данные

Номер варианта	b, м	h, м	L, м	т, кг	α, град	Маркатрактора	Разрабатываемый грунт
	2, 6	0, 9				Т-4А	Песок сухой, γ =1600 кг/м3
	3, 2	1, 3				Т-130	Суглинок, γ =1700 кг/м3
	4, 5	1, 55				ДЭТ-250	Глина, γ =1900 кг/м3
	3, 64	1, 23				Т-180	Суглинок плотный, γ =1800 кг/м3
	3, 2	1, 2				Т-100М	Песок влажный, γ =1800 кг/м3
	4, 0	1, 35				Т-220	Глина, γ =1800 кг/м3
	4, 3	1, 4				Т-330	Плотный суглинок, γ =1900 кг/м3
	4, 5	1, 6				Т-500	Тяжелая глина, γ =2000 кг/м3
	2, 5	0, 8				Т-4А	Суглинок плотный, γ =1800 кг/м3
	3, 3	1, 3				Т-130	Песок влажный, γ =1800 кг/м3
	4, 4	1, 5				ДЭТ-250	Песок сухой, γ =1600 кг/м3
	3, 5	1, 2				Т-180	Суглинок, γ =1700 кг/м3
	3, 3	1, 3				Т-100М	Глина, γ =1900 кг/м3
	3, 8	1, 3				Т-220	Суглинок плотный, γ =1800 кг/м3
	4, 2	1, 3				Т-330	Песок влажный, γ =1800 кг/м3
	4, 4	1, 5				Т-500	Глина, γ =1800 кг/м3
	2, 4	0, 8				Т-4А	Суглинок плотный, γ =1800 кг/м3
	3, 4	1, 35				Т-130	Песок влажный, γ =1800 кг/м3
	4, 35	1, 45				ДЭТ-250	Плотный суглинок, γ =1900 кг/м3
	3, 4	1, 25				Т-180	Тяжелая глина, γ =2000 кг/м3

Контрольные вопросы

1. Как определяется производительность бульдозера при разработке и перемещении грунта?

2. Что такое призма волочения? Ее основные размеры?

3. Что такое коэффициент разрыхления грунта? От чего он зависит?

4. Из каких сопротивлений состоит усилие, которое необходимо преодолеть трактору при работе с бульдозером?

5. Что представляет условие движения без буксования?

6. Как можно определить расчетную глубину резания (толщина стружки грунта)?

7. Из каких элементов состоит рабочий цикл бульдозера? Как определяется продолжительность элементов цикла?

8. Каким образом учитываются потери грунта при перемещении бульдозером?

 

 

Лабораторная работа №3

⇐ Предыдущая1234567Следующая ⇒

Поделиться:

Популярное:

1. PEST-анализ макросреды предприятия. Матрица профиля среды, взвешенная оценка, определение весовых коэффициентов. Матрицы возможностей и матрицы угроз.
2. Анализ баланса реактивной мощности на границе раздела энергоснабжающей организации и потребителя, и при необходимости определение мощности батарей конденсаторов для сети напряжением выше 1 кВ
3. Анализ производительности и эффективности труда
4. Блок 1. Понятие о морфологии. Имена. Имя существительное: определение, грамматические признаки, правописание
5. В случае непринятия судом признания иска ответчиком суд выносит об этом определение и продолжает рассмотрение дела по существу.
6. Возможности повышения производительности труда за счет экономических факторов
7. Вопрос 1. Какое определение Маркетингу дал Филип Котлер и на чем базируется теория маркетинга?
8. Вопрос 1. Определение триггера. Классификация, назначение, таблицы переходов.
9. Вопрос 34 Определение радиационно-опасного объекта. Основные радиационные источники. Классификации аварий на РОО
10. Вопрос № 39 Представительные органы в системе местного самоуправления, порядок их формирования и определение численности.
11. Глава 1. Определение состояния здоровья собаки.
12. Глава 3. День третий. Определение своих границ