рр. Лабораторная работа 2 изучение конструкции и выбор бульдозеров для конкретных условий эксплуатации

• Название: Лабораторная работа 2 изучение конструкции и выбор бульдозеров для конкретных условий эксплуатации
• Дата: 04.11.2022
• Размер: 1.84 Mb.
• Имя файла: ??? ???? 2.docx
• Тип: Лабораторная работа; #770282

«МОСКОВСКИЙ АВТОМОБИЛЬНО-ДОРОЖНЫЙ

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ ТЕХНИЧЕСКИЙ УНИВЕРСИТЕТ

(МАДИ)»


Кафедра «Дорожно-строительные машины»

Лабораторная работа №2
ИЗУЧЕНИЕ КОНСТРУКЦИИ И ВЫБОР БУЛЬДОЗЕРОВ ДЛЯ

КОНКРЕТНЫХ УСЛОВИЙ ЭКСПЛУАТАЦИИ

Вариант – 11

Выполнил студент: Торчян Д.Г.

Группа: 1бСТР8

Преподаватель: Горелов.А.Ю

Москва 2022

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

Таблица 1

Марка бульдозера	Группа или Тип грунта	Длина пути перемещения L, м	Уклон местности i	Условия Работы
D6R	III – суглинок плотный	60	0,13	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


а – прямой; б – универсальный (поворотный); в – сферический;

г - совковообразный; д – с боковыми рыхлящими зубьями; е – короткий толкающий; 1 – лобовой лист; 2 – угловые ножи; 3 – средние ножи; 4 – боковые щитки; 5 - боковые ножи; 6 – открылки; 7 – выдвижные зубья

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). = 269.08кН,

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.

= (15.33 + 2.73) * 9,8 * 0,8 = 141,59 Кн

3.2.3. Составление уравнения тягового баланса

Уравнение тягового баланса для бульдозера имеет вид

				, кН,	( 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, 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).

= (15.33 + 2.73) * 9,8 (0.06 – 0.13)= -12.39, Кн

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 ) = 0.31 * 4.16 * 167 = 215,36 Кн Рис. 3. Схема копания грунта бульдозером: а - действительная; б – расчетная ,

Таблица 2

Технические характеристики бульдозеров

№ .

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 трак-тора, т

Масса буль-дозер-ного оборудова-ния, т

Макси-маль- ная глубина опуска-ния отвала, м

Тип отва ла

I

II

Обратный ход

11

D6R

мех./гус.

123

0,38

6,6

4,9

4,16

1,03

15,33

2,73

0,51

пов

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
III – суглинок легкий	1,6...1,9	1,2...1,3	166.3...284.2	0,5

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.

= 2.21 ,
= 9.36 Кн,


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°). = 8.66 Кн 141.59 ≥ 220.99

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 )

h’_max =

толщина стружки в конце процесса резания,

, м, h’min = = 0.2 м

( 12 )

средняя толщина стружки в процессе резания,

, м, h’ср =

( 13 )

3.3. Определение технико-эксплуатационных показателей

работы бульдозера

3.3.1. Определение технической производительности

бульдозера

Техническая производительность бульдозера определяется по формуле

				, м3/ч,	( 14 )
	где		- коэффициент учета квалификации машиниста (при управ
		лении гусеничным бульдозером машинистом высокой квалификации =1, средней квалификации =0,85, низшей квалификации - 0,65; при управлении колесным бульдозером соответственно равен 1; 0.7; 0,55);
		- коэффициент учета влияния уклона местности (принимают при работе на подъем при уклоне 0...0.05 = I...0,67; при 0,05...0,1 = 0.67...0,5; при 0,1...0,15 =0,5...О,9, при работе под уклон 0...0,05 = 1,0...1,33; 0,05...0,1 = 1,33...1,94; 0,1...0,15 = 1,94...2,25), если значение уклона местности находится внутри интервала, то конкретные величины определяются путем составления пропорции;
		- коэффициент сохранения грунта при транспортировании ( =1- 0,005L, где L - длина пути перемещения грунта, м);
		- коэффициент влияния на производительность формы отвала (для прямого отвала =1; для сферического отвала =1,2);
		- 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).

3.3.2. 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). = 2,02 м

3.3.3. 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, = 7 c

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).

= 6,6 * 0,8 = 5,28 = 11 c

Время холостого (обратного) хода равно

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

= 13 с

= 7 + 11 + 13 + 25 = 56 c

* 0.85 *0,1 *(1 - 0,005 * 60) * 1 = 8,45

Таблица 5

Результаты расчетов

ТN	Тφ	Т	Wf	Wp	Wпр	Wтр	Трез	hср(6)	h ср(13)	Тц	ПТ
269.08	141.59	141.59	-12.39	215.36	9.36	8.66	135.96	0.31	0.21	56	8.45