3.2.2 Определяем тяговое усилие по сцеплению

T_φ=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 т ягачей с колесной формулой 4*4; 0,37…039 – для пневмоколёсных тягачей с колёсной формулой 4*2).

T_φ=2,02*9,8*0,9=17,82 кН

Для дальнейшего расчёта выбираем меньшее из двух полученных значений тяговых усилий T_N и T_φ и обозначаем его T.

3.2.3 Составляем уравнение тягового баланса

T ≥ W_f + W_p+ W_пр + W_тр , кН (3)

где W_f - сопротивление перемещению бульдозера;

W_p - сопротивление грунта резанию;

W_пр - сопротивление перемещению призмы волочения;

W_тр - сопротивление от трения грунта перед отвалом.

Определяем составляющие уравнения тягового баланса.

Сопротивление перемещению бульдозера

W_f =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).

W_f= 2,02*9,8*(0,15-0,13)=0,4 кН

Сопротивление грунта резанию

W_p=B*h_ср*R , кН (5)

где B - ширина отвала, м (см. табл.2);

h_ср- средняя глубина резания, м ;

R – удельное сопротивление резанию, кН/м² (табл.3).

Глубина резанию может изменяться от h_min до h_max (см. рис.1), h_min принимается равным 0,1 м, h_max берётся из табл.2.

W_p=3,20*0,25*170=136 кН

Средняя глубина резания определяется как

h_ср= h_min + h_max /2 ,м (6)

h_ср=0,1+0,4/2=0,25 м

а )

б )

Рис 1. Схема копания грунта бульдозером: а) действительная, б) расчётная

Сопротивление перемещению призмы волочения

W_пр=V_пр*R_пр*g*γ*(μ ± i)/R_px ,кН (7)

где V_пр – объём призмы волочения, м³;

V_пр=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);

R_px – коэффициент разрыхления грунта (табл.3);

R_пр – 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).

V_пр=3,20*(1,30)²/ 2tg45=5,4/2=2,7 м³

W_пр=2,7*1,1*9,8*1,8(0,7-0,13)/1,2=24,9 кН

Отношение Н/В=0,4

Сопротивление от трения грунта перед отвалом

W_тр = V_пр* R_пр*g*γ* μ₁*cos²α/ R_px , 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).

W_тр = 2,7*1,1*9,8*1,8*0,5*cos²45º/1,2=10,9 кН

T ≥ W_f + W_p+ W_пр + W_тр

T ≥0,4+136+24,9+10,9=172,2 кН