дсм лаба по бульдозеру. Бульдозеры Пшеничкин. Выявление применимости бульдозеров в конкретных условиях эксплуатации
 Скачать 119 Kb.
|
|
М  осковский автомобильно–дорожный институт(Государственный технический университет) Министерство образования РФ Лабораторная работа № 2 по дисциплине: «Дорожные машины и производственная база строительства» тема: «Выявление применимости бульдозеров в конкретных условиях эксплуатации». Вариант № 19 Выполнил студент группы 1бД2 Пшеничкин Мирон Алексеевич Руководитель: Селиванов Александр Степанович г. Москва 2021 год I 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, путём проведения тягового расчёта. Определение технической производительности бульдозеров при разработке и перемещении грунта. 2. Исходные данные 2.1
2.2 Техническая характеристика бульдозера
3,20
Параметры грунтов
3. Методика и последовательность выполнения работы 3.1 Из табл. 1, 2 и 3 выписаны данные своего варианта в соответствии с номером в журнале посещаемости группы. 3.2 Проводим тяговый расчёт бульдозера 3.2.1 Определяем тяговое усилие бульдозера по мощности базового трактора: TN =Ne * Rзаг * η / V(1-δ) , кН (1) где Ne - номинальная мощность двигателя трактора, кВт (из табл.2); Rзаг - коэффициент загрузки двигателя трактора (Rзаг =0,7 для тракторов с механической трансмиссией; Rзаг =0,8 для тракторов с гидромеханической трансмиссией); V – скорость движения трактора без нагрузки (табл.2) (принимать наименьшее значение), м/с; δ- среднее значение коэффициента буксования при рабочем ходе бульдозера ( δ=0,18…0,22 для бульдозера на базе гусеничного трактора; δ =0,35…0,4 для бульдозера на базе пневмоколёсного тягача); η – коэффициент полезного действия трансмиссии и движителя (η =0,7…0,95 – меньшие значения соответствуют гидромеханической трансмиссии и колёсному движителю). TN = 275*0,7*0,95/0,57(1-0,22)=411,32 кН 3.2.2 Определяем тяговое усилие по сцеплению Tφ=m*g*φ , кН (2) где m - масса бульдозера (сумма эксплуатационных масс трактора и бульдозерного оборудования, см. табл. 2), т; g – ускорение свободного падения (g= 9,8 м/с2);ъ φ - коэффициент использования сцепного веса (φ =0,7…0,9 – для гусеничных сельскохозяйственных тракторов; 0,4…0,45 – для пневмоколёсных тягачей с колесной формулой 4*4; 0,37…039 – для пневмоколёсных тягачей с колёсной формулой 4*2). Tφ=40,32+5,03*9,8*0,9=399,9 кН Для дальнейшего расчёта выбираем меньшее из двух полученных значений тяговых усилий TN и Tφ и обозначаем его T. 3.2.3 Составляем уравнение тягового баланса T ≥ Wf + Wp+ Wпр + Wтр , кН (3) где Wf - сопротивление перемещению бульдозера; Wp - сопротивление грунта резанию; Wпр - сопротивление перемещению призмы волочения; Wтр - сопротивление от трения грунта перед отвалом. Определяем составляющие уравнения тягового баланса. Сопротивление перемещению бульдозера Wf =m*g(f ±i) , 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 пневмоколёсных тягачей f = 0,08…0,15); i - уклон местности ( при работе под уклон, см. табл.1, принимается со знаком минус, при работе на подъём – со знаком плюс). Wf= 40,32+5,03*9,8*(0,1-0,15)= -22,22 кН Сопротивление грунта резанию Wp=B*hср*R , кН (5) где B - ширина отвала, м (см. табл.2); hср- средняя глубина резания, м ; R – удельное сопротивление резанию, кН/м2 (табл.3). Глубина резанию может изменяться от hmin до hmax (см. рис.1), hmin принимается равным 0,1 м, hmax берётся из табл.2. Wp=4,25*0,3*19,6=24,99 кН Средняя глубина резания определяется как hср= hmin + hmax /2 ,м (6) hср=0,1+0,5/2=0,3 м а                   )hmin hmax б )     Рис 1. Схема копания грунта бульдозером: а) действительная, б) расчётная Сопротивление перемещению призмы волочения Wпр=Vпр*Kпр*g*γ*(μ ± i)/Kpx ,кН (7) где Vпр – объём призмы волочения, м3; Vпр=B*H2/2tgφ1 (8) где H – высота отвала бульдозера (табл.2), м; φ1 – угол естественного откоса грунта в движении (φ1 =20…50º - меньшее число для сыпучих грунтов, большее – для связных); Kpx – коэффициент разрыхления грунта (табл.3); Kпр – поправочный коэффициент к объёму призмы волочения, зависящий от соотношения высоты и ширины отвала, а также физико-механический характеристик разрабатываемого грунта (табл.4); γ - объёмная масса грунта, т/м3 (табл.3); μ – коэффициент трения грунта по грунту (μ = 0,4…0,8 возрастает с уменьшением связности). Vпр=4,25*(1,23)2/ 2*0,36=8,9 м3 Wпр=8,9*0,83*9,8*1,4(0,8+0,15)/1,2=54,84 кН Отношение Н/В=0,3 Сопротивление от трения грунта перед отвалом Wтр = Vпр* Rпр*g*γ* μ1*cos2α/ Rpx , кН (9) где μ1 – коэффициент трения грунта по металлу (табл.3); α – угол резания (регулируется винтовыми или гидравлическими раскосами и выбирается в пределах α =45…60º). Wтр = 8,9*0,83*9,8*1,4*0,35*0,7 /1,2=20,7 кН T ≥ Wf + Wp+ Wпр + Wтр T ≥ -22,2215+24,99+8,54+3,14=12,4485 кН 3.2.4 Определить необходимое тяговое усилие при резании грунта Трез=(Т-(Wf + Wпр + Wтр)) , кН (10) Трез=(399,9-(-22,22+54,84+20,7))=346,58 Если Трез≥ 0 и Т≥ Wf + Wпр + Wтр , а Трез>Wр , т.е. то бульдозер может работать в данных грунтовых условиях, но с толщиной стружки, равной или больше принятой, но расчётная толщина стружки не должна быть больше максимальной глубины опускания отвала (см. табл.2), что не позволяет сделать конструктивные особенности подвески отвала( длина штыков гидроцилиндров). Поэтому нам необходимо определить допустимую толщину срезаемого слоя. 3.2.5 Определяем среднюю толщину стружки в процессе копаний. Для этого необходимо воспользоваться формулой (6), при этом hмах=h1=T-Wf /B*R ,м (11) толщина стружки в конце процесса резания hmin=h2=T-(Wf +Wпр+Wтр) /B*R ,м (12) hмах= h1=399,9+22,22/4,25*100=0,9 м hmin=h2= 399,9-(-22,22+54,84+20,7)/4,25*100=0,8м Практически набор грунта в призму волочения производится по ступенчатой схеме (см.рис.1,а), для теоретического расчёта воспользуемся схемой (рис.1,б).  , м,hcp = 0,9+0,8/2=0,85 м 3.3 Определить технико-эксплуатационные показатели работы бульдозера. 3.3.1 Определяем техническую производительность бульдозера Пт=3600* Vпр*Rпр*Rk*Ry*Rc*Rфо/ Tц*Rpx ,м3/ч (13) Пт=3600*8,9*0,83*0,65*2*0,7*1,2/148,7*1,2=162,74 м/ч где Rk – коэффициент учёта квалификации машиниста( при управлении гусеничным бульдозеров машинистом высокой квалификации Rk=1, при управлении колесным бульдозером соответственно 1;0,7;0,55); Ry – коэффициент учета влияния уклона местности (принимают при работе под уклон Ry=2); Rc – коэффициент сохранения грунта при транспортировании ( Rc=1-0,005L , где L – длина пути перемещения грунта, м); Rc=1-0,005*60=0,7 м Rфо – коэффициент влияния на производительность формы отвала (для прямого отвала Rфо=1; для сферического отвала Rфо=1,2); Tц – продолжительность цикла работы бульдозера. Продолжительность цикла рабочего процесса бульдозера Тц= t1+t2+t3+t4 ,с ( 14) Тц = 8,2+110+10,5+20=148,7 с где t1, t2, t3 – соответственно время, затрачиваемое на набор грунта, его перемещение и холостой (обратный ход, с); t4 – время вспомогательных операций (t4 = 20-30 с). 3.3.2 Определить длину участка резания l1=Vпр/F*Rpx= Vпр/B*hср*Rpx ,м (15) где F – средняя площадь поперечного сечения срезаемого слоя; hср – рассчитывается по формуле (6). l1=8,9/4,25*0,475*1,2=3,7 м 3.3.3 Определяем составляющие продолжительности цикла работы бульдозера Время, затрачиваемое на набор грунта t1=l1/Vp ,с (16) где Vp – скорость резания грунта Vp=V1*(1-δ), м/с. Vp=0,57*(1-0,22)=0,45 м/с t1= 3,7/0,45= 8,2с Время затрачиваемое на перемещение грунта t2=L-l1/Vпер ,с (17) где Vпер- скорость перемещения грунта, перемещение грунта происходит на 2 передаче (см. табл.2), для бульдозеров с гидромеханической трансмиссией низшая скорость умножается на 1.25, м/с, Vпер=V2*(1-δ2) , δ2 – коэффициент буксования на 2 передаче (δ2 =0,07…0,1). Vпер=0,57*(1-0,1)=0,51 м/с t2=60-3,7/0,51=110 с Время холостого (обратного) хода t3=L/Vox ,с (18) где Vox – скорость обратного хода (см. табл.2), м/с . t3=60/5,7=10,5 с 4. УКАЗАНИЯ ПО ОФОРМЛЕНИЮ ОТЧЕТА Для оформления отчета необходимо выполнить следующие действия. выполнить чертеж (схему) бульдозера согласно варианту задания по аналогии с рис.1 с указанием основных элементов конструкции; представить результаты расчетов в виде таблицы (табл.5); расчеты параметров производить с подстановкой в формулы соответствующих цифровых значений вместо буквенных выражений. Простановка конечных результатов без соответствующих расшифровок не допускается. Результаты расчетов
| |||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||