Определение производительности бульдозера при разработке и перемещении грунта

• Название: Определение производительности бульдозера при разработке и перемещении грунта
• Дата: 27.01.2021
• Размер: 235.5 Kb.
• Имя файла: PR_2_Volkov_D_A_B18-502-1zu.doc
• Тип: Практическая работа; #171889

МИНОБРНАУКИ РОССИИ

Федеральное государственное бюджетное образовательное

учреждение высшего образования

«Ижевский государственный технический университет

имени М.Т. Калашникова»

Институт строительства и архитектуры имени В.А. Шумилова

Кафедра «Строительные материалы, механизация и геотехника»
Практическая работа №2

по дисциплине: «Технология и механизация процессов

городского строительства и хозяйства»

на тему: «Определение производительности бульдозера

при разработке и перемещении грунта»

Вариант №3


Выполнил:

студент гр. Б18-502-1зу Волков Д.А.
Принял:

к.т.н., доцент Закиров М.Ф.
Ижевск, 2021 г.

Цель работы: определить производительность бульдозера при разработке и перемещении грунта с учетом тягово-сцепных характеристик гусеничного трактора.

Расчет

Исходные данные:

Трактор ДЭТ-250 ; длина отвала b = 4,2 м; высота отвала h = 1,55 м. Масса трактора с навесным оборудованием т = 30680 кг. Разрабатываемый грунт – глина γ = 1900 кг/м³. Место работы - горизонтальная площадка. Отвал перпендикулярен оси трактора α = 90°. Дальность транспортирования грунта L=l₂ = 50 м.

Решение:

1. 
   Тяговое усилие
   

Тяговое усилие, развиваемое трактором ДЭТ-250 при N_дв= 220 кВт (по табл.2), η = 0,8 и минимальной скорости движения вперед v = 2,3 км/ч = =0,63 м/с, по формуле:



где: — мощность двигателя, кВт;

— КПД трансмиссии;

— скорость передвижения, м/с.



Сила тяги по сцеплению, при движении бульдозера по плотному грунту (φ = 0,9):



где: — сцепной вес машины;

— коэффициент сцепления ( — плотный сухой грунт).

.

2. 
   Сопротивления, возникающие при работе бульдозера
   

Сопротивление волочению призмы грунта впереди отвала на горизонтальной площадке при φ = 45°, α = 90° и µ=0,4 определяется по формуле :

,

где: — угол естественного откоса грунта (=40...45°);

— плотность грунта, кг/м³;

— ускорение свободного падения;

— коэффициент трения грунта по грунту;

— уклон пути.



Сопротивление от трения грунта по отвалу при δ= 55°, µ'=0,8 (глина) определяется по формуле :

,

где: δ— угол резания (50...55°);

µ' — коэффициент трения грунта по стали ;



Сопротивление движению бульдозера при ω₀=0,12 (глина ) определяется по формуле :



где: G — вес бульдозера с трактором;

ω₀ — удельное сопротивление движению.

3. 
   Свободная сила тяги
   

Свободная сила тяги (запас тягового усилия) по сцепному весу:



Т=

По мощности:



Т=

Для дальнейших расчетов следует принимать меньшее значение.

Следовательно принимаю Т=152,9 кН > Т-172,4кН.

4. 
   Расчетная глубина резания и длина участка набора грунта
   

Расчетная глубина резания грунта (толщина стружки грунта) из формулы :



где: b— длина отвала, м;

α — угол поворота отвала в плане относительно оси трактора, град;

с — толщина срезаемого слоя грунта, м;

k— коэффициент сопротивления грунта резанию для бульдозеров, МПа.

Для разрабатываемого грунта — глина k = 0,16 МПа.

В конце набора грунта равен :



В начале копания, когда все тяговое усилие расходуется только на резание грунта и перемещение бульдозера, свободная сила тяги:



Отвал бульдозера может быть опущен на глубину:





Средняя толщина срезаемого слоя находится по формуле :



с_ср=

Длина участка набора грунта находится по формуле :



l₁=

5. 
   Продолжительность элементов цикла
   

Продолжительность элементов цикла определяется:

,

где: l_i, — длина участка;

— скорость движения машины.

Выбираем скорости движения трактора (по табл. 2) на участках: набора грунта =2,3 км/ч, транспортирования =3 км/ч, движения задним ходом =4 км/ч.

Продолжительность набора грунта:



Продолжительность транспортирования грунта:



Продолжительность движения задним ходом:



Дополнительное время на переключение скоростей, разгрузку и распределение грунта, примем t₄ = 30 с.

Тогда, продолжительность цикла составит:



t_ц

6. 
   Техническая производительность бульдозера
   

Число циклов за один час работы находим по формуле:



n

Производительность бульдозера определяется по формуле (1):

(1)

где: a — ширина призмы грунта впереди отвала, м ( );

— длина и высота отвала, м;

— угол естественного откоса грунта в движении, град;

— коэффициент, учитывающий потери грунта,

— коэффициент разрыхления грунта, т.е. отношение объема рыхлого грунта к объему того же грунта в плотном теле (1,3 — для глинистых грунтов).

Коэффициент, учитывающий потери грунта находим по формуле :






Объем грунта в призме волочения:


Вывод

Технические характеристики трактора напрямую влияют на разработку грунта бульдозеров. Масса влияет на сопротивление при движении бульдозеров, от скорости движения бульдозера зависит количество циклов, которое он сможет произвести за час.

Тип грунта так же влияет на производительность бульдозера. Так как, от его плотности, удельного сопротивления и коэффициент разрыхления, зависит скорость разработки и перемещения грунта.