О. Е. Пантюхов (стр. 6 из 16)

В характеристике машины необходимо привести её технические данные, описать устройство машины, схемы рабочего процесса и самой машины с указанием сборочных единиц и механизмов.

При составлении графика изменения производительности от дальности транспортирования грунта П = f(l) дальность транспортирования принимают поочерёдно: 25, 50, 75 и 100 м. Оценив полученный график, описать его, определив при этом оптимальную дальность перемещения грунта для конкретно выбранной машины.

Тяговый расчёт бульдозера. Тяговый расчёт бульдозера, как и любой другой землеройной машины, заключается в определении необходимого тягового усилия Р, которое должно быть больше или равно сумме всех возникающих при работе машины сопротивлений:

где п – количество видов сопротивления;

ω_i – сопротивление i-го в ида.

За расчётное положение при определении потребной силы тяги и мощности двигателя берут момент окончания набора грунта перед отвалом бульдозера. Это позволяет учесть как сопротивление вырезанию стружки грунта с определённой площадью поперечного сечения, так и сопротивление грунта, который перемещается впереди отвала (призма волочения).

В основу расчёта кладётся определение и суммирование сопротивлений, возникающих в процессе резания и перемещения грунта.

В работе рассматривается только один вариант расчёта: при работе бульдозера путём лобового перемещения грунта, независимо от его конструкции.

При работе бульдозера полное сопротивление, преодолеваемое толкающим усилием трактора, слагается из следующих сопротивлений:

,

где ω₁ – сопротивление грунта резанию, кН;

ω₁ = kF_0,

k – удельное сопротивление грунта резанию, кПа; его среднее значение для грунта I категории принимается равным до 70 кПа, для II – до 110 кПа, для III – до 250 кПа;

F₀ – площадь сечения стружки, которая может быть определена из усло-

вия технологического режима работы машины,

F₀ = h_срb₀;

h_cp – средняя глубина резания (толщина срезаемого слоя), м (принимает-

ся самостоятельно);

b_o – ширина срезаемого слоя грунта, м;

ω₂ – сопротивление перемещению призмы волочения грунта,

;

G_пр – масса призмы волочения, определяемая из условий полного запол-

нения отвала грунтом;

,

V_ф – фактический объём грунта перед отвалом, м³ (расчётная формула

приведена в разделе расчета производительности бульдозера);

ρ – плотность грунта в плотном теле, т/м³:

· I категория – песок рыхлый, сухо (ρ = 1,2 ... 1,6);

· I категория – песок влажный, супесь, суглинок разрыхленный (ρ = 1,4 ... 1,7);

· II категория – суглинок, средний и мелкий гравий, легкая глина (ρ = = 1,5 ... 1,8);

· III категория – глина, плотный суглинок (ρ = 1,6 ... 1,9);

· IV категория – тяжелая глина, сланцы, суглинок со щебнем, гравием (ρ = 1,9 ... 2,0);

μ – коэффициент трения грунта призмы волочения по грунту поверхности, равный для связных грунтов 0,5, несвязных – 0,7; песка и супеси – 0,35, среднего суглинка – 0,50, тяжелого суглинка – 0,80, связных грунтов – 0,5, несвязных – 0,7;

– уклон пути;

α – угол уклона пути движения бульдозера к горизонту, град; знак «+» принимается при работе на подъем, «–» – при работе под уклон;

ω₃ – сопротивление перемещения грунта вверх по отвалу,

ω₃= G_прf_гм cos² δ;

f_гм = tg j – коэффициент трения грунта по металлу. Угол трения j = 20–35°:

δ – угол резания, град (для неповоротного отвала равен 55°, пово-

ротного – 50–55°),

ω₄ – сопротивление перемещению (транспортирования) бульдозера,

G – сила тяжести трактора с бульдозерным оборудованием, кН;

f – коэффициент сопротивления перемещению движителей трактора; для гусеничного движителя f = 0,15 ... 0,20, колёсного – f = 0,10 ... 0,15.

Произведя тяговый расчёт для заданной машины, можно определить режимы, на которых следует работать, чтобы полностью использовать мощность двигателя, и какие максимальные рабочие сопротивления можно преодолеть для работы на заданных режимах. В случае, если сумма сопротивлений при производстве тягового расчета окажется больше или меньше тягового усилия выбранной марки машины, необходимо, проанализировав составные части расчёта, принять решение, способствующее изменению его в сторону снижения или увеличения. Принятые мероприятия следует обосновать и отобразить в тексте при повторном расчёте.

Производительность бульдозера. Производительность – это объём продукции, производимой в единицу времени данным оборудованием в соответствии с его конструктивными особенностями, технической характеристикой и определенными организационно-производственными условиями.

Производительность бульдозера при резании и перемещении грунта

где V_ф – фактический объём грунта (в плотном теле) перед отвалом, м³,

В – ширина отвала бульдозера, м;

Н – высота отвала с учётом козырька, м; В и Н принимают по паспорт-

ным данным выбранной машины;

К_пр – коэффициент, зависящий от характера грунта, призмы волочения

(связности, коэффициента разрыхления) и отношения высоты отвала к

ширине:

Отношение Н/В	0,15	0,3	0,35	0,4	0,45
Кпр для связных грунтов	0,70	0,8	0,85	0,9	0,95
Кпр для несвязных грунтов	1,15	1,2	1,25	1,3	1,50

K_р – коэффициент разрыхления, характеризует механические свойства грунта или насыпного материала и представляет собой отношение объёмной массы грунта в естественном залегании (насыпной массы) к объёмной массе грунта в условиях его разрыхлённого состояния,

Значения коэффициентов разрыхления грунта в зависимости от категории грунта следующие:

Категория грунта	I	II	III	IV	V	VI
Кр	1,15	1,20	1,25	1,33	1,43	1,43

К_в – коэффициент использования бульдозера по времени, равный 0,80–0,85;

К_укл – коэффициент, учитывающий влияние уклона местности на произ-

водительность бульдозера (таблица 4).

Таблица 4 – Зависимость производительности бульдозера от рельефа местности

Угол подъёма, град	Кукл	Угол уклона, град	Кукл
0–5 5–10 10–15 –	1,00–0,67 0,67–0,50 0,50–0,40 –	0–5 5–10 10–15 15–20	1,00–1,33 1,33–1,94 1,94–2,25 2,25–2,68

Т_ц – длительность цикла, с,

t_р – время, необходимое для формирования призмы волочения, с,

t_р = l_р / ν₁;

l_р – длина пути резания, равная 5–7 м;

ν₁ – скорость движения бульдозера при копании грунта, равная 0,4–0,5 м/с (уточняется по характеристике базовой машины с учётом буксирования движителей);

t_п – время, необходимое на перемещение грунта на требуемое расстояние, с,

t_п = l_п / ν₂;

l_п – длина участка перемещения грунта, м;

ν₂ – скорость движения бульдозера при перемещении грунта, равная

0,9–1,0 м/с (уточняется по характеристике базового шасси с учётом

буксирования движителей);

t_o.x – время обратного холостого хода бульдозера, с,

t_o.x = (l_р + l_п)/ ν₃;

ν₃ – скорость движения трактора в обратном направлении, равная 1,1–2,2 м/с (уточняется по характеристике базового шасси);

t_с – время на переключение скоростей, равное 4–5 с;

t_о – время на опускание отвала, равное 1–2 с.

Обычно бульдозеры производят резание грунта на первой-второй передаче, что составляет 0,4–0,5 м/с, а транспортирование его к месту выгрузки на второй или третьей передаче – 0,9–1,0 м/с. Возвращение его к месту набора грунта для нового цикла осуществляется, как правило, задним ходом со скоростью 1,1–2,2 м/с. Если бульдозер работает с поворотами, необходимо в общем времени цикла учесть время на повороты. Время, необходимое на один поворот, t_пов = 10 с.