1. ЦЕЛЬ РАБОТЫ
Изучение устройства, назначения и принципа действия бульдозера, типажа промышленных тракторов и тракторов общего назначения. Выявление применимости конкретных бульдозеров для проведения работ в заданных условиях эксплуатации, в том числе грунтовых, путем проведения тягового расчета. Определение тех- нической производительности бульдозеров при разработке и перемещении грунта.
2. ИСХОДНЫЕ ДАННЫЕ
Варианты индивидуальных заданий по расчету
бульдозеров приведены в табл. 1, 2, 3.
Таблица 1
Варианты индивидуальных заданий
Номер
задания
|
Марка
бульдозера
|
Группа или
Тип грунта
|
Длина пути перемеще-ния, L, м
|
Уклон
местности,
i,
|
Условия
работы
|
1
|
2
|
3
|
4
|
5
|
6
|
1
|
D3G XL
|
II – суглинок
легкий
|
20
|
0,05
|
На подъем
|
2
|
D4G XL
|
II – суглинок легкий
|
25
|
0,07
|
Под уклон
|
Продолжение таблицы 1
|
1
|
2
|
3
|
4
|
5
|
6
|
3
|
ДЗ-42Г
|
I – песок
|
30
|
0,10
|
Под уклон
|
4
|
D5G XL
|
II – суглинок легкий
|
35
|
0
|
-
|
5
|
D5N XL
|
III – суглинок
плотный
|
35
|
0,06
|
На подъем
|
6
|
ДЗ-101А
|
IV – глина ломовая
|
40
|
0,08
|
Под уклон
|
7
|
D6N LGP
|
IV – глина ломовая
|
60
|
0,09
|
На подъем
|
8
|
Четра Т9
|
III – суглинок
плотный
|
50
|
0
|
-
|
9
|
ДЗ-109Б
|
IV – глина ломовая
|
40
|
0,10
|
Под уклон
|
10
|
ДЗ-110
|
II – суглинок легкий
|
45
|
0,14
|
На подъем
|
11
|
D6R
|
III – суглинок
плотный
|
60
|
0,13
|
Под уклон
|
12
|
ДЗ-171.1
|
I – песок
|
20
|
0,02
|
На подъем
|
13
|
Четра Т11М
|
II – суглинок легкий
|
60
|
0,01
|
Под уклон
|
14
|
Четра Т11С
|
III – суглинок
плотный
|
80
|
0
|
-
|
15
|
Б14
|
II – суглинок легкий
|
55
|
0,1
|
Под уклон
|
16
|
D7R XR
|
III – суглинок
плотный
|
20
|
0,2
|
На подъем
|
17
|
814F
|
I – песок
|
50
|
0,03
|
Под уклон
|
18
|
D8R
|
IV – глина ломовая
|
40
|
0,14
|
На подъем
|
19
|
ДЭТ-400
|
I – песок
|
60
|
0,15
|
Под уклон
|
Окончание таблицы 1
|
1
|
2
|
3
|
4
|
5
|
6
|
20
|
824 GсерII
|
III – суглинок
плотный
|
80
|
0,06
|
На подъем
|
21
|
D9R
|
II – суглинок легкий
|
100
|
0,07
|
Под уклон
|
22
|
Четра Т35
|
IV – глина ломовая
|
10
|
0,08
|
На подъем
|
23
|
Четра Т35Л
|
III – суглинок
плотный
|
90
|
0,09
|
На подъем
|
24
|
D10R
|
IV – глина ломовая
|
40
|
0,1
|
На подъем
|
25
|
Четра Т40
|
I – песок
|
60
|
0,15
|
На подъем
|
26
|
834 G
|
IV – глина ломовая
|
40
|
0,1
|
На подъем
|
27
|
844
|
I – песок
|
60
|
0,15
|
На подъем
|
3. МЕТОДИКА И ПОСЛЕДОВАТЕЛЬНОСТЬ ВЫПОЛНЕНИЯ
РАБОТЫ
3.1. Выбор варианта задания
Из таблиц 1, 2 и 3 выписать данные своего варианта в соответствии с номером в журнале посещаемости группы. Из литературных источников найти схему бульдозера, соответствующую марке, указанной в задании, начертить схему, охарактеризовать конструкцию, устройство и изложить принцип работы бульдозера.
3.2. Проведение тягового расчета бульдозера
3.2.1. Определение тягового усилия бульдозера по
мощности базового трактора
Тяговое усилие по мощности базового трактора (тягача) определяется по формуле
|
 кН,
|
( 1 )
|
|
|
где  ,
|
- номинальная мощность двигателя трактора, кВт (данные из табл. 2);
|
|
|
- коэффициент загрузки двигателя трактора, (Кзаг = 0,7 для тракторов с механической трансмиссией; Кзаг = 0,8 для тракторов с гидромеханической трансмиссией);
|
|
V
|
- скорость движения трактора без загрузки (данные из табл.2 (принимать наименьшее значение), м/с;
|
|
|
- среднее значение коэффициента буксования при рабочем ходе бульдозера ( =0,18...0,22 для бульдозера на базе гусеничного трактора; =0,35...0,40 для бульдозера на базе пневмоколесного тягача);
|
|
|
- коэффициент полезного действия трансмиссии и движителя (ŋ=0,7...0,95 - меньшие значения соответствуют гидромеханической трансмиссии и колесному движителю).
|
3.2.2. Определение тягового усилия по сцеплению
Тяговое усилие по сцеплению определяется по формуле
|
 , кН,
|
( 2 )
|
|
где m
|
- масса бульдозера, т (сумма эксплуатационной массы и массы рабочего оборудования, 10+11 столбцы табл. 2);
|
|
g
|
- ускорение свободного падения (g= 9,8 м/с2 );
|
|
φ
|
- коэффициент использования сцепного веса (φ= 0,7...О,9 - для гусеничных промышленных тракторов; 0,4...О,45 - для пневмоколесных тягачей с колесной формулой 4x4; 0,37...0,39. для пневмоколесных тягачей с колесной формулой 4x2).
|
Для дальнейшего расчета выбираем меньшее из двух полученных значений тяговых усилий  или  и обозначаем его T.
3.2.3. Составление уравнения тягового баланса
Уравнение тягового баланса для бульдозера имеет вид
Определить составляющие уравнения тягового баланса.
Сопротивление перемещению бульдозера
|
 , кН,
|
( 4 )
|
|
где f
|
- коэффициент сопротивления перемещению бульдозера (для гусеничных бульдозеров при движении по свежесрезанному грунту f= 0,06...0,1, для бульдозеров на базе пневмоколесных тягачей f=0,08...0,15);
|
|
i
|
- уклон местности (при работе под уклон, см. табл. 1, принимается со знаком минус, при работе на подъем - со знаком плюс).
|
Сопротивление грунта резанию
|
 , кН,
|
( 5 )
|
|
где В
|
- ширина отвала, м (данные из табл. 2);
|
|
R
|
- удельное сопротивление резанию, кН/м2 (табл. 3).
|
Глубина резания может изменяться от  до  (см.рис.3), принимается равным 0,1 м, берется из табл. 2.
Средняя глубина резания определяется как
|
 , м,
|
( 6 )
|
Рис. 3. Схема копания грунта бульдозером:
а - действительная; б – расчетная
Таблица 2
Технические характеристики бульдозеров
№
п.п.
|
Марка бульдозера
|
Тип
трансмиссии /
шасси
|
Номин. мощн. двигат. тракто-ра, кВт
|
Скорости движения на различных передачах без нагрузки, м/с
|
Ширина отва-ла, В, м
|
Высота отвала, Н, м
|
Экспл. масса трак-тора, т
|
Масса буль-дозер-ного обору-дова-ния, т
|
Макси-маль-
ная глубина опуска-ния отвала, м
|
Тип отва-
ла
|
I
|
II
|
Обрат-ный ход
|
1
|
2
|
3
|
4
|
5
|
6
|
7
|
8
|
9
|
10
|
11
|
12
|
13
|
1
|
D3G XL
|
гидромех/гус.
|
52
|
0,2
|
3,2
|
2,4
|
2,46
|
0,94
|
6,34
|
1,01
|
0,55
|
Пр.
|
2
|
D4G XL
|
гидромех/гус.
|
60
|
0,22
|
3,6
|
2,6
|
2,67
|
1,03
|
6,74
|
1,11
|
0,57
|
Пр.
|
3
|
ДЗ-42Г
|
мех./гус.
|
66
|
1,4
|
1,47
|
1,6
|
2,56
|
0,80
|
5,84
|
1,07
|
0,20
|
Пр.
|
4
|
D5G XL
|
гидромех/гус.
|
67,1
|
0,26
|
4,1
|
2,9
|
2,69
|
1,10
|
7,67
|
1,25
|
0,63
|
Пр.
|
5
|
D5N XL
|
мех./гус.
|
86
|
0,3
|
5,4
|
3,8
|
3,08
|
1,11
|
10,89
|
1,93
|
0,43
|
Пов
|
6
|
ДЗ-101А
|
мех./гус.
|
95,5
|
0,97
|
1,14
|
0,9÷1,0
|
2,80
|
0,99
|
8,45
|
1,70
|
0,35
|
Пр.
|
7
|
D6N LGP
|
мех./гус.
|
104
|
0,33
|
5,8
|
4,0
|
4,08
|
1,03
|
14,11
|
2,82
|
0,43
|
Пр.
|
8
|
Четра Т9
|
гидромех/гус.
|
110
|
0,38
|
6,9
|
5,0
|
3,16
|
1,27
|
15,23
|
2,12
|
0,50
|
п/сф.
|
9
|
ДЗ-109Б
|
мех./гус.
|
118
|
0,89
|
1,06
|
1,78
|
4.12
|
1,00
|
14,03
|
2,25
|
0,54
|
Пов
|
10
|
ДЗ-110
|
мех./гус.
|
118
|
0,89
|
1,06
|
1,66
|
3,22
|
1,15
|
13,80
|
2,50
|
0,50
|
Пр.
|
Продолжение таблицы 2
|
1
|
2
|
3
|
4
|
5
|
6
|
7
|
8
|
9
|
10
|
11
|
12
|
13
|
11
|
D6R
|
мех./гус.
|
123
|
0,38
|
6,6
|
4,9
|
4,16
|
1,03
|
15,33
|
2,73
|
0,51
|
Пов
|
12
|
ДЗ-171.1
|
мех./гус.
|
128,7
|
1,03
|
1,01
|
1,5
|
3,20
|
1,30
|
16,00
|
2,02
|
0,40
|
Пр.
|
13
|
Четра Т11М
|
гидромех/гус.
|
136
|
0,37
|
6,7
|
4,9
|
4,19
|
1,16
|
22,98
|
2,53
|
0,55
|
Пр.
|
14
|
Четра Т11С
|
гидромех/гус.
|
138
|
0,36
|
6,7
|
4,9
|
4,31
|
1,15
|
18,70
|
3,08
|
0,47
|
Пов.
|
15
|
Б14
|
гидромех/гус.
|
158
|
0,34
|
0÷6,07
|
0÷4,25
|
3,86
|
1,22
|
22,07
|
2.83
|
0,52
|
Пр.
|
16
|
D7R XR
|
мех./гус.
|
179
|
0,37
|
6,4
|
4,8
|
4,5
|
1,11
|
21,78
|
3,53
|
0,67
|
Пов.
|
17
|
814F
|
мех./кол.
|
179
|
0,58
|
10,2
|
6,6
|
3,6
|
1,1
|
17,97
|
3,74
|
0,53
|
Пр.
|
18
|
D8R
|
мех./гус.
|
228
|
0,35
|
6,2
|
4,7
|
4,99
|
1,17
|
21,30
|
5,46
|
0,63
|
Пов.
|
19
|
ДЭТ-400
|
электр.мех/гус
|
275
|
0,57
|
-
|
0÷15,7
|
4,25
|
1,23
|
40,32
|
5,03
|
0,50
|
п/сф.
|
20
|
824 GсерII
|
мех./кол.
|
235
|
0,6
|
10,5
|
6,9
|
4,51
|
1,23
|
23,59
|
5,14
|
0,43
|
Пр.
|
21
|
D9R
|
мех./гус.
|
306
|
0,39
|
6,8
|
4,8
|
4,65
|
1,93
|
42,01
|
7,13
|
0,61
|
п/у
|
22
|
Четра Т35
|
гидромех/гус.
|
360
|
0,44
|
7,9
|
5,4
|
5,06
|
2,10
|
51,08
|
9.70
|
0,71
|
Сф..
|
23
|
Четра Т35Л
|
гидромех/гус.
|
382
|
0,44
|
7,9
|
5,4
|
4,67
|
2,21
|
53,94
|
7,02
|
0,72
|
Пр.
|
24
|
D10R
|
мех./гус.
|
433
|
0,4
|
7,1
|
5
|
4,86
|
2,12
|
55,17
|
10,23
|
0,67
|
п/у
|
25
|
Четра Т40
|
гидромех/гус
|
435
|
0,42
|
7,7
|
5,2
|
4,73
|
2,65
|
54.83
|
10,31
|
0,75
|
п/сф.
|
26
|
834 G
|
мех./кол.
|
358
|
0,67
|
11,8
|
7,0
|
5,07
|
1,47
|
40,23
|
6,88
|
0,46
|
Пр.
|
27
|
844
|
мех./кол.
|
463
|
0,70
|
12,2
|
7,7
|
5,15
|
1,44
|
54,69
|
15,67
|
0,47
|
у
|
Таблица 3
Параметры грунтов
Группа и тип грунта
|
Объемная масса грунта,  , т/м3
|
Коэффициент разрыхления, 
|
Удельное сопротивление резанию, R, кН/м2
|
Коэффициент трения грунта по металлу,  1
|
I – песок
|
1,4...1,8
|
1,1...1,2
|
19,6...100,2
|
0,35
|
II – суглинок легкий
|
1,5...1,8
|
1,16...1,25
|
93,1...176,4
|
0,4
|
III – суглинок
плотный
|
1,6...1,9
|
1,2...1,3
|
166,3...284,2
|
0,5
|
IV – глина ломовая
|
1,9...2,0
|
1,25...1,35
|
313,6...480,2
|
0,8
|
Сопротивление перемещению призмы волочения определяется из выражения
|
 , кН,
|
( 7 )
|
|
где 
|
- объем призмы волочения, м3;
|
|
 , м3,
|
( 8 )
|
|
где Н
|
- высота отвала бульдозера (табл. 2), м;
|
|
φ1
|
- угол естественного откоса грунта в движении (φ1 =20...50° - меньшее число для сыпучих грунтов, большее - для связных);
|
|
|
- коэффициент разрыхления грунта (табл. 3);
|
|
|
- поправочный коэффициент к объему призмы волочения, зависящий от соотношения высоты и ширины отвала, а также физико-механических характеристик разрабатываемого грунта (см. табл. 4);
|
|
|
|
- объемная масса грунта, т/м3 (табл. 3);
|
|
|
- коэффициент трения грунта по грунту ( = 0,4... 0,8 возрастает с уменьшением связности).
|
Таблица 4
Поправочные коэффициенты к объему призмы волочения
Отношение Н/В
|
|
0,15
|
0,3
|
0,35
|
0,4
|
0,45
|
|
Связные грунты
|
1,43
|
1,25
|
1,18
|
1,1
|
1,06
|
Несвязные грунты
|
0,87
|
0,83
|
0,8
|
0,77
|
0,67
|
Если значение Н/В для конкретного бульдозера находится в промежутке между значениями) указанными в табл. 4, то необходимо построить график функции =f(Н/В) и графически определить расчетного значения Н/В.
Сопротивление от трения грунта перед отвалом определяется по формуле
|
 , кН,
|
( 9 )
|
|
где 1
|
- коэффициент трения грунта по металлу (табл. 3);
|
|
α
|
- угол резания (регулируется винтовыми или гидравлическими раскосами и выбирается в пределах α =45...60°).
|
3.2.4. Определение необходимого тягового усилия при
резании грунта
Тяговое усилие при резании грунта вычисляется по формуле
|
 , кН,
|
( 10 )
|
а) если  <0 или Т<  +  +  , то бульдозер не
может разрабатывать данный грунт и необходимо выбрать бульдозер со следующим по порядку большим тяговым классом базового трактора и повторить расчет по зависимостям (1...10);
б) если ≥ 0 и Т ≥ + + , а <  , то бульдозер может работать в данных грунтовых условиях, но с толщиной стружки меньше принятой. Рекомендуется выполнить действия, предусмотренные в п. 3.2.5. Если толщина стружки, рассчитанная в п. 3.2.5 (13), значительно меньше величины, полученной, в п. 3.2.3 (6), что отрицательно отразится на производительности бульдозера, то следует воспользоваться рекомендациями п. 3.2.4, а;
в) если ≥ 0 и Т ≥ + + , а > , то бульдозер может работать в данных грунтовых условиях с толщиной стружки, равной или больше принятой, но расчетная толщина стружки не должна быть больше максимальной глубины опускания отвала (см. табл. 2), что не позволяют сделать конструктивные особенности подвески отвала (длина штоков гидроцилиндров). Поэтому необходимо определить допустимую толщину срезаемого слоя.
3.2.5. Определение средней толщины стружки в процессе
копаний
Для этого необходимо воспользоваться формулой (6), при
этом  - толщина стружки в начале процесса копания
|
 , м,
|
( 11 )
|
толщина стружки в конце процесса резания, 
|
 , м,
|
( 12 )
|
средняя толщина стружки в процессе резания, 
|
 , м,
|
( 13 )
|
Практически набор грунта в призму волочения производится
по ступенчатой схеме (см. рис. 3а) для теоретического расчета
воспользуемся схемой (рис. 3б).
По результатам расчетов в случаях п.п. 3.2.4б и 3.2.4в произвести необходимые сопоставления соответствующих толщин стружки и сделать заключение о правильности выбора бульдозера.
|
Скачать 0.78 Mb.
, кН,