расчет эскаватора. 4 практ. Тяговый расчёт автогрейдера и расчёт его производительности

• Название: Тяговый расчёт автогрейдера и расчёт его производительности
• Анкор: расчет эскаватора
• Дата: 28.11.2021
• Размер: 73.99 Kb.
• Имя файла: 4 практ.docx
• Тип: Практическая работа; #284649

Карагандинский технический университет
Кафедра: ТТ и ЛС

Практическая работа №4
Дисциплина : Машины для земляных работ

Принял: Ищенко А.П.

Выполнил: ст.гр. ТТ-18-3

Богач Анатолий


Караганда 2021

ПРАКТИЧЕСКАЯ РАБОТА №4

Тема: Тяговый расчёт автогрейдера и расчёт его производительности.
Цель работы: сделать расчёт основных параметров автогрейдера и определить его производительность.

Варианты исходных данных приведены в таблице 5.1.
Таблица 5.1

Исходные данные

Вариант	Тип автогрейдера	Масса автогрейдера ма, т	Ширина отвала Во, мм	Высота отвала Но, мм	Колёсная формула	Тип грунта	Длина участка L, м
3	Средний	10	3200	500	1*2*2	Супесь	250

Методика расчета
Условие движения автогрейдера без буксования записывается,

T_сц.а ˃T_дв ≥ ∑W_i

где Т_сц.а - сила тяги автогрейдера по сцеплению, Н;

Т_т – тяговые усилия развиваемое двигателем автогрейдера, Н;

∑W_i - сумма сил сопротивлений, возникающих при резании и перемещении грунта, Н.

Сила тяги по сцеплению определяется по формуле

T_сц.а = G_сц.а·φ_сц… Н.

где G_сц.а - сцепной вес автогрейдера, Н

φ_сц – коэффициент сцепления ходового оборудования с грунтом.

Сцепной вес автогрейдера определяется по формуле

G_сц.а = ξ·М_а·g ,Н.

где ξ - коэффициент зависящий от колёсной формулы, для колёсных формул 1*3*3, 3*3*3 и 2*2*2 - ξ = 1,0, а для 1*2*3 и 1*2*2- ξ = 0,75.

М_а - масса автогрейдера, кг.;

g - ускорение свободного падения, g = 9,8 м/с²

Коэффициент сцепления колёс с грунтом принимается в зависимости от типа грунта, φ_сц = (0,4 ÷ 0,8). Для плотных грунтов большее значение, для мягких грунтов меньшее.
Таблица 5.2

Характеристика автогрейдеров.

Тип автогрейдера Параметр	Лёгкий	Средний	Тяжёлый	Особо тяжёлый
Масса автогрейдера, т	7 ÷ 10	10 ÷ 15	15 ÷ 20	20 ÷ 25
Мощность двигателя, кВт	50 ÷ 70	70 ÷ 100	100 ÷ 200	200 ÷ 300
Рабочая скорость движения, км/ч	3,6 ÷ 38,1	3,2 ÷ 39	4,0 ÷ 47	4,0 ÷ 47

Сила тяги, развиваемое двигателем автогрейдером определяется по формуле

Т_дв =0,9·N_дв. ·η/V , Н,


где N_дв – мощность двигателя, Вт;

η – к.п.д. трансмиссии; принимается η = 0,8;

V – скорость движения автогрейдера, м\с.
А) в процессе работы автогрейдера основным поворотным отвалом возникают следующие силы сопротивления



Рисунок 5.1 - Расчётная схема при работе поворотным отвалом
∑W_i = W₁ + W₂ + W₃ + W₄ + W₅ +W₆ ,


где W₁ - сопротивление грунта резанию, Н;

W₂ - сопротивление волочению грунта перед отвалом, Н;

W₃ - сопротивление движению грунта вверх по отвалу, Н

W₄ – сопротивление передвижению отвала по грунту

W₅ - сопротивление движению грунта вдоль отвала, Н

W₆ - сопротивление движению автогрейдера, Н.

Сопротивление грунта резанию отвалом определяется по формуле

W₁ = k_р· В_о·h·sinφ, Н,

где В_о - ширина отвала, м;

h - глубина резания грунта, м;

k_р - удельный коэффициент сопротивления грунта резанию, принимается в зависимости от типа грунта, k_р = (0,02 ÷ 0,15 ) МПа, меньшее значение принимается для песка, большее для глины.

φ - угол захвата отвала, град, значения угла захвата принимается из таблицы 5.3
Таблица 5.3

Значение угла захвата

Вариант	Угол захвата, град	Вариант	Угол захвата, град
1 ÷ 5	80	11 ÷ 15	60
6 ÷ 10	70	16 ÷ 20	50

Сопротивление грунта перемещению перед отвалом определяется по формуле

W₂ = γ₀·V_пр.·μ₁·g sinφ / k_разр. ,Н,

где V_пр - объём грунта, находящегося перед отвалом, м³

γ_о - объёмная масса грунта, кг/м³, принимается в зависимости от грунта, γ_о= 1200÷ 2000 кг/м³, большие значения для глины.

μ₁ - коэффициент трения грунта о грунт, принимается в зависимости от типа грунта, μ₁ =( 0,5 ÷ 1,2), меньшие значения для глинистых грунтов.

k_разр - коэффициент разрыхления грунта, принимается k_разр = (1,05 ÷ 1,45), большие значения для глины.

φ - угол захвата отвала, град
Объём грунта, находящегося перед отвалом, определяется по формуле

V_пр = В_о·Н_о ² /2 tgε, м³,


где В·и Н - размеры поворотного отвала автогрейдера, м

ε - угол естественного откоса грунта, принимается ε = (30º÷ 45º).

Сопротивление перемещению грунта вверх по отвалу определяется по формуле

W₃ = γ_о·V_пр.·μ₂·g cos²δ·sinφ / k_разр. , Н,

где μ₂ - коэффициент трения грунта о сталь, принимается μ₂ = (0,35 ÷ 0,9), большие значения для липких грунтов.

δ - угол резания грунта, принимается δ = (30º ÷ 45º).

Cопротивление передвижению отвала по грунту определяется по формуле
W₄ = Рп · μ₂, Н,


где Рп – усилие прижатия отвала к грунту, принимается Рп = (5000-10000) Н
Сопротивление грунта перемещению вдоль отвала определяется по формуле

W₅ = γ₀·V_пр.· μ₁ μ₂·g ·cosφ / k_разр. , Н,

Сопротивление движению автогрейдера определяется по формуле

W₆ = G_cц.а·(f + i) ,Н,




где G_cц.а – сцепной вес автогрейдера, Н

f – коэффициент сопротивления движению автогрейдера, принимается f =( 0,1 ÷ 0,2). Большие значения для песка, меньшие значения для глины.

i - уклон местности, принимается i = (0,01 ÷ 0,025).

Таблица 5.4.

Параметры неповоротного отвала автогрейдера

Вариант	Тип автогрейдера	Масса автогрейдера ма, т	Ширина отвала В, мм	Высота отвала Н, мм	Масса отвала Мо, кг
3	Средний	10	2700	470	950

Проверим условие движения автогрейдера по условию

T_сц.а ˃T_дв ≥ ∑W_i


В случае не выполнения условия, необходимо сделать обоснованные изменения в исходных данных и расчёт повторить.
Производительность автогрейдера

А) при планировочных работах
П_а = 3600·L·(B_оsinφ – а) k_вр./( (L/v_рх.) + t_п.п) n, м²/ч

где Во - ширина поворотного отвала, м,

φ - угол захвата ;

a - величина перекрытия смежных полос, принимается а = (0,2 - 0,3) м,;

L - длина участка, м; принимается из таблицы 5.4

v_р.х - скорость рабочего хода, принимаем по таблице 4.2. и рекомендуется v_р.х = (1,2 - 2,0) м/с;

t_п.п - время на поворот и переключения передач, принимается t_п.п = (60 - 80) с.

n -число проходов по одному следу, рекомендуется n=(1-3) прохода и принимается из таблице 4.5

k_вр - коэффициент использования бульдозера во времени принимается k_вр. = (0,85 ÷ 0,95);

Таблица 5.4

Длина участков планировки.

Вариант	Длина участка планировки грунта, м
1 ÷ 4	150 ÷ 200
5 ÷ 8	200 ÷ 250
9 ÷ 12	250 ÷ 300
13 ÷ 15	150 ÷ 200
16 ÷ 20	350 ÷ 400

Таблица 5.5

Число проходов

Вариант	Число проходов по одному следу
1 ÷ 4	2
5 ÷ 8	2
9 ÷ 12	3
13 ÷ 15	3
16 ÷ 20	2

Б) при резании и перемещении грунта
П_б. = 3600·V_пр.·k_укл.·k_вр/ Т_ц , м³/ч ,

где V_пр - объем грунта в призме волочения, м³

k_укл - коэффициент влияния уклона местности, принимается k_укл = (0,8 ÷ 1,2);

k_вр - коэффициент использования автогрейдера во времени, принимается k_вр. = (0,75 ÷ 0,80);

Т_ц - время цикла работы автогрейдера, с

Объем грунта в призме волочения определяется по формуле
V_пр = В·Н²/2 tgε, м³,

где В и Н – размеры неповоротного отвала автогрейдера, м;

ε - угол естественного откоса грунта, принимается ε = (30 ÷ 45)⁰, большие значения принимается для влажных и липких грунтов.
Время цикла работы автогрейдера, с

Т_ц = t_р. + t_пр. + t_пл.. + t_х.х. +t_п.п. ,с.

где t_р - время резания грунта, с; при скорости движения автогрейдера v_р = ( 0,5 ÷ 0,7)м/с;

t_пр - время перемещения грунта, с; при скорости движения v_пр. = (0,8 ÷ 0,9)м/с;_.

t_пл – время планировки грунта, при скорости движения v_пл. = (0,7 ÷ 0,8)м/с;

t_х.х. - время холостого хода, с; при скорости движения v_х.х. = (1,0 ÷ 1,2)м/с;

t_о.ц - время обслуживания цикла., с, принимается t_о.ц = (60 ÷ 80) с.

Значения величины участков приведены в таблице 5.6
Таблица 5.6

Участки перемещения грунта

Варианты	Путь резания грунта, м lр	Путь перемещения грунта, м, lпр.	Путь планировки грунта, м , lпл
1; 5; 10, 14; 18.	5,5	30	6,6
2; 6; 11; 15; 19.	7,0	35	7,6
3; 7; 12; 16; 20.	6,8	25	11,0
4; 8; 9: 13;17.	5,1	44	9,5