14.Схема сил сопротивления копанию отвалом бульдозера с зубьями

1. Сила сопротивления внедрению ножа отвала Рн, которая может быть определена по формуле (3.7), принимая, что одно-

Рис. 72. Схема сил, действующих на бульдозер

Величина тягового усилия зависит не только от давления грунта, приходящегося на ходовую часть от силы тяжести машины, но также и от составляющих сил рабочих сопротивлений, направленных по нормали к грунту.

Для учета влияния сил рабочих сопротивлений необходимо знать точку приложения и направление результирующей Р сум сил сопротивления.

Опыты, проведенные ВНИИСтройдормашем, показали, что точка приложения результирующей Рсум (см. рис. 72) находится на расстоянии hp от режущего- лезвия. При копании грунта плотной структуры кр = 0,ПН, при копании разрыхленного грунта и перемещении разрыхленного грунта в траншее hp—0,27H, где Н— высота отвала.

Практикой установлено, что при разработке плотных грунтов результирующая сила сопротивлений Рсум направлена под углом 12—21° вниз от горизонтали, а для разрыхленных грунтов 0—6° вниз и вверх от горизонтали.

Из анализа экспериментальных данных видно, что в связи с малыми углами наклона результирующей Рсум величина составляющей Рг (см. рис. 72) получается незначительный и для малосвязных грунтов ее можно не учитывать.

При работе бульдозера возникают не только статические, но и динамические нагрузки, которые могут превышать по величине первые.

При проектировании машин и расчетах на прочность необходимо учитывать влияние динамических нагрузок.

15 Расчет сил сопротивления копания ковшом скрепера

Это усилие определяется по формуле

W =W1 +W2 +W3 +W4 +W5 , где W1 – сопротивление грунта резанию, H; W2 – сопротивление движению призмы волочения впереди скрепера, H; W3 – сопротивление от веса срезаемого слоя, движущегося в ковше, H; W4 – сопротивление от внутреннего трения грунта в ковше, H; W5 – сопротивление движению скрепера, H.

Сопротивления определяются по формулам:

Вес грунта в ковше = q ρ g / .

где – удельное сопротивление грунта резанию; H – высота ковша, м; y – отношение высоты призмы волочения к высоте грунта в ковше; x – коэффициент, учитывающий влияние рода грунта; ρ – плотность грунта, кг/ ; g – ускорение свободного падения, м/ ; – коэффициент трения грунта по грунту; – вес скрепера, H; – вес грунта в ковше, H; f – удельное сопротивление колес скрепера качению.i – уклон местности.

16.Схема сил при копании отвалом грейдера

Расчёт отвала следует проводить с учётом нагружения его максимальной реакцией грунта Рх, приложенной к концу отвала, находящегося в положении наибольшего выноса в сторону относительно кронштейнов (рис.14). При этом считают, что сила Рх действует по оси симметрии отвала, изгибая его в горизонтальной плоскости, и пренебрегают возникающими в нём напряжениями от кручения. Таким образом, расчёт отвала сводится к расчёту его на изгиб как консоли.

Изгибающий момент в опасном сечении I-I

где l0 – длина консольного конца отвала при его максимальном боковом смещении относительно кронштейнов

здесь Lотв = 3,72м – длина отвала

l = 0,81м – максимальный вынос отвала в сторону

l1 -= 1,5м – расстояние между опорами отвала

Силу Рх принимают равной 92,6кН, так как она максимальна при первом расчётном положении. Под действием силы Рх в волокнах части сечения, расположенной справа от нейтральной линии ОО, возникнут напряжения растяжения, а в части, расположенной слева от сечения, - напряжения сжатия. Для расчётов моментов сопротивления зоны растяжения сечения Wр и зоны сжатия Wсж необходимо определить расположение нейтральной линии ОО сечения. Это расположение определяется расстояниями а и b от нейтральной линии до крайних точек сечения:

где R0 = 0,58мм – средний радиус кривизны сечения отвала

ά1 = ω/2 = 65°/2 = 32,5° = 0,567 – центральный угол дуги отвала

Момент инерции в сечении I-I

Ј =

где δ = 10мм – толщина отвала

Тогда моменты сопротивления зон растяжения и сжатия сечения определяют по выражениям:

Нормальные напряжения:

в растянутых волокнах

в сжатых

Полученные напряжении необходимо сравнить с допускаемыми и убедиться, что они не превышают последних.

Допускаемое напряжение [σ] = 541,7МПа, тогда ;

Отвал из выбранного материала и выбранной толщины отвала удовлетворяет условиям прочности расчёта.

Коэффициент запаса прочности

где - наибольшее из напряжений растяжения и сжатия. Коэффициент запаса прочности большой, значит, можно уменьшить толщину стенки или выбрать другой менее прочный материал, что приведёт к уменьшению металлоёмкости и капиталовложений в производимый отвал. Так как характеристики дополнительного отвала такие же, как у основного, то дополнительный отвал принимаю такой же.

Еще может это подойти

В общем виде на клин действую: касательная сила Рх, под воздействием которой происходит его перемещение суммарная реакция грунта R, вес пласта грунта Q и силы трения — от движения пласта грунта по клину Ft и клина по дну борозды F г. Суммарная реакция грунта R складывается из сопротивления грунта сжатию и отделению стружки от основного массива. При проектировании машин необходимо правильно выбрать мощность двигателя, что возможно сделать только если известна горизонтальная сила Pj.