Лабораторная работа. Отчет по лабораторной работе 2 Изучение конструкции и выбор бульдозеров для конкретных условий эксплуатации

• Название: Отчет по лабораторной работе 2 Изучение конструкции и выбор бульдозеров для конкретных условий эксплуатации
• Анкор: Лабораторная работа
• Дата: 24.10.2021
• Размер: 1.18 Mb.
• Имя файла: Laboratornaya_rabota_2_.docx
• Тип: Отчет; #254733

  МИНИСТЕРСТВО ОБРАЗОВАНИЯ И НАУКИ РОССИЙСКОЙ ФЕДЕРАЦИИ

Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего

образования

«МОСКОВСКИЙ АВТОМОБИЛЬНО-ДОРОЖНЫЙ

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ ТЕХНИЧЕСКИЙ УНИВЕРСИТЕТ (МАДИ)»

Кафедра: «Дорожно-строительные машины»

Отчет по лабораторной работе №2:

«Изучение конструкции и выбор бульдозеров для конкретных условий эксплуатации»

Выполнил: Королева С.И.

Группа: 3МС2

Принял : Салагубов А.И.

Москва 2021 г.

«Изучение конструкции и выбор бульдозеров для конкретных условий эксплуатации»

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 технической производительности бульдозеров при разработке и перемещении грунта.

2. ИСХОДНЫЕ ДАННЫЕ

(Табл.1)

Вариант	Марка бульдозера	Группа или Тип грунта	Длина пути перемеще-ния, L, м	Уклон местности, i	Условия работы
15	Б14	II – суглинок Легкий (несвязный грунт)	55	0,1	Под уклон

Рис.1. Конструкция бульдозера:

1 – базовый трактор; 2 – отвал; 3 – нож отвала; 4 – толкающий брус;

5 – гидроцилиндр подъема и опускания отвала; 6 – гидрораскос;

7 – ведущая звездочка; 8 – направляющее колесо; 9 – поддерживающие катки; 10 – опорные катки; 11 – гусеничная лента; 12 – рыхлитель




Рис. 2. Вид отвала:

а – прямой;

1 – лобовой лист; 2 – угловые ножи; 3 – средние ножи; 4 – боковые щитки; 5 - боковые ножи; 6 – открылки

3. МЕТОДИКА И ПОСЛЕДОВАТЕЛЬНОСТЬ ВЫПОЛНЕНИЯ

РАБОТЫ
1. Выбор варианта задани

Бульдозер Б14 предназначен для решения широкого комплекса работ в строительстве, мелиорации, в горнорудной, нефтянной, газовой и других отраслях промышленности для выполнения больших объемов землеройных работ в широком диапазоне температур окружающего воздуха (±50°С) и разработки различных грунтов, в т. числе мерзлых и скальных, а также с повышенной влажностью.

Реализация высоких тяговых усилий обеспечивается существенными изменениями в конструкции ходовой системы трактора. Колея трактора 2080 мм, что позволяет устанавливать башмаки гусеницы шириной 560 или 690 мм. Длина опорной поверхности на грунт 3182 мм за счет установки тележек гусениц с семью опорными катками на подшипниках скольжения.

На бульдозер Б14 устанавливается 6-цилиндровый V-образный дизельный двигатель ЯМЗ-236Б-4, размерностью 130х140 мм с номинальной мощностью 230 л.с. при 1800 об/мин. Двигатель оснащен турбонаддувом и жидкостно-масляным теплообменником для охлаждения масла. Удельный расход топлива не более 162 г/л.с.ч, а относительный расход масла на угар 0,5% от расхода топлива.

2. Проведение тягового расчета бульдозера

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 = 0,8 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);
		- коэффициент полезного действия трансмиссии и движителя ( =0,7...0,95 - меньшие значения соответствуют гидромеханической трансмиссии и колесному движителю).

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).

Для дальнейшего расчета выбираем меньшее из двух полученных значений тяговых усилий или и обозначаем его T.

T = 195.216

3. Составление уравнения тягового баланса

Уравнение тягового баланса для бульдозера имеет вид

				, кН, 195,216>165,685	( 3 )
	где		- сопротивление перемещению бульдозера, кН;
		- сопротивление грунта резанию, кН;
		- сопротивление перемещению призмы волочения, кН;
		- сопротивление от трения грунта перед отвалом, кН.

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);
	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). кН,

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

(Табл.2)

№

Марка бульдозера

Тип трансмиссии / шасси

Номин. мощн. двигат. тракто-ра, кВт

Скорости движения на различных передачах без нагрузки, м/с

Ширина отвала В, м

Высота отвала, Н, м

Экспл. масса трактора, т

Масса буль-дозерного обору-дования, т

Max глубина опускания отвала, м

Тип отвала

I

II

Обратный ход

15

Четра Т11М

гидромех/ гус.

136

0,37

6,7

4,9

4,19

1,16

22,98

2,53

0,55

Пр.

Параметры грунта(Табл.3)

Группа и тип грунта	Объемная масса грунта, , т/м3	Коэффициент разрыхления,	Удельное сопротивление резанию, R, кН/м2	Коэффициент трения грунта по металлу, 1
II – суглинок легкий	1,5...1,8	1,16...1,25	93,1...176,4	0,4

Сопротивление перемещению призмы волочения определяется из выражения

						, кН,	( 7 )
	где				- объем призмы волочения, м3;
						, м3,	( 8 )
						м3
	где Н			- высота отвала бульдозера (табл. 2), м;
	φ1	- угол естественного откоса грунта в движении (φ1 =20...50°);
		- 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).

Поправочные коэффициенты к объему призмы волочения(Табл.4)

Отношение Н/В		0,3	0,32	0,35
	Несвязные грунты	0,83	0,818	0,8

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°).

4. Определение необходимого тягового усилия при резании грунта

Тяговое усилие при резании грунта вычисляется по формуле

, кН, T = 195.216 + + =46,025 кН =119,66 кН

( 10 )

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 (0,52м) (см. табл. 2), что не позволяют сделать конструктивные особенности подвески отвала (длина штоков гидроцилиндров). Поэтому необходимо определить допустимую толщину срезаемого слоя.
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 произвести необходимые сопоставления соответствующих толщин стружки и сделать заключение о правильности выбора бульдозера:

Расчетная толщина стружки не должна быть больше максимальной глубины опускания отвала ( =0,52м).

Толщины стружки: , , .

Таким образом, расчетная толщина стружки не превышает максимальную глубину опускания отвала, следовательно, бульдозер выбран верно.
3. Определение технико-эксплуатационных показателей работы бульдозера
1. Определение технической производительности бульдозера

Техническая производительность бульдозера определяется по формуле

				, м3/ч,	( 14 )
	где		- коэффициент учета квалификации машиниста (при управлении
		гусеничным бульдозером машинистом высокой квалификации =1);
		- коэффициент учета влияния уклона местности (принимают при работе под уклон 0,05...0,1 = 1,33...1,94; 0,1...0,15 = 1,94...2,25);
		- коэффициент сохранения грунта при транспортировании ( =1- 0,005L, где L - длина пути перемещения грунта, м); =1- 0,005*55=0,725м
		- коэффициент влияния на производительность формы отвала (для прямого отвала =1);
		- продолжительность цикла работы бульдозера, с.

Продолжительность цикла рабочего процесса бульдозера определяется выражением

			, с,		( 15 )
	где			- соответственно время, затрачиваемое на набор грунта, его перемещение и холостой (обратный), ход, с;
		- время вспомогательных операций ( = 20...30 с).

2. Определение длины участка резания

Длина участка резания может быть определена из выражения

				, м,	( 16 )
	где F		- средняя площадь поперечного сечения срезаемого слоя, м2;
		- рассчитывается по формуле (6).

3. Определение составляющих продолжительности цикла работы бульдозера

Время, затрачиваемое на набор грунта определяется выражением

			, с,	( 17 )
	где	- скорость резания грунта (резание или набор грунта производится на I-й передаче или на низшей скорости для бульдозера с гидромеханической трансмиссией (см. табл. 2), м/с, .

Время, затрачиваемое на перемещение грунта вычисляется по формуле

				, с,	( 18 )
	где		- скорость перемещения грунта,( перемещение грунта происходит на 2-й передаче (см. табл. 2), для буль- дозеров с гидромеханической трансмиссией низшая скорость умножается на 1,25, м/с);
				, м/с,	( 19 )
	где	-коэффициент буксования на 2-й передаче ( =0,07...0,1).

Время холостого (обратного) хода равно

			, с, ,	( 20 )
	где	- скорость обратного хода (см. табл. 2), м/с.

Результаты расчетов (Табл.5)

ТN, кН	Тφ, кН	Т, кН	Wf, кН	Wp, кН	Wпр, кН	Wтр, кН	Трез, кН	hср(6). м	h ср(13), кН	Тц, с	ПТ, м3/ч
395			-4,88	119,66	37,23	13,675	149,19	0,31	0,453	186,07	92,3