Вправа 6. Тяговий розрахунок і продуктивність бульдозера

Постановка завдання. Виконати тяговий розрахунок бульдозера з перевіркою на можливість руху без буксування й визначити його експлуатаційну продуктивність. Вихідні дані для розрахунку ухвалюються згідно з варіантом по табл. 6.7.

Послідовність виконання вправи.

1. Визначити сумарний опір ґрунту копанню відвалом бульдозера.

2. Перевірити умови руху бульдозера без буксування.

3. Обчислити тривалість робочого циклу бульдозера.

4. Визначити експлуатаційну змінну продуктивність бульдозера.

Методика розрахунку

У процесі копання ґрунту бульдозером тягове зусилля, що розвивається трактором, повинне бути достатнім для подолання виникаючих опорів при різанні й транспортуванні ґрунту відвалом бульдозера. Умова руху бульдозера без буксування

,

де - сила тяги по зчепленню, Н; - зчіпна вага бульдозера, Н;

; - коефіцієнт зчеплення (табл. 6.1); - тягове зусилля, що розвивається трактором, Н;

= , Н.

- ефективна потужність двигуна, кВт (табл. 6.4); - швидкість машини на першій або другій передачах, км/год (табл. 6.4); = 0,8 – КПД машини; - сума опорів, що виникають у випадку лобового різання й транспортування ґрунту відвалом бульдозера, Н.

, Н,

де - опір ґрунту різанню, Н; - опір переміщенню призми ґрунту перед відвалом, Н; - опір переміщенню ґрунту нагору по відвалу, Н; - опір переміщенню бульдозера, Н; - опір, що виникає на майданчику затуплення, Н.

, Н,

де - питомий опір ґрунту різанню, МПа, для бульдозерів: К = 0,06 – 1 група ґрунтів; К = 0,06 – І група ґрунтів; К = 0,09 – ІІ група; К = 0,12-ІІІ група; -площа поперечного переріза стружки, що вирізьблюється, ґрунту, ; – довжина відвалу бульдозера, м (табл. 6.4); - глибина різання, м (табл. 6.4).

, Н,

де - обсяг ґрунтової призми перед відвалом бульдозера, Н - висота відвалу, м (табл. 6.4); - коефіцієнт, що залежить від співвідношення геометричних параметрів відвалу й виду ґрунту (табл. 6.1 ); - щільність ґрунту, ; – коефіцієнт розпушення ґрунту; - коефіцієнт тертя ґрунту про ґрунт (табл. 6.2).

,

де - коефіцієнт тертя ґрунту про поверхню відвалу (табл. 6.2); - кут різання (табл. 6.4).

, Н,

де - коефіцієнт опору переміщенню двигуна (табл. 6.1); - ухил місцевості (табл. 6.7).

, Н,

де - питомий опір від затуплення, що залежить від ширини майданчика затуплення й групи ґрунту (табл. 6.3).

Користуючись формулою для умови руху, слід перевірити, чи дотримується умова руху бульдозера без буксування.

Експлуатаційна змінна продуктивність бульдозера визначається по формулі

де - тривалість зміни, ч; - коефіцієнт, що враховує вплив ухилу на продуктивність (табл. 6.6); - коефіцієнт використання бульдозера за часом протягом зміни, - час робочого циклу бульдозера, с.

, с,

де - довжина шляхів різання, переміщення ґрунту й холостого ходу, м (табл. 6.7); - швидкості руху бульдозера при різанні ґрунту, переміщенні й зворотному ході, км/год (табл. 6.4); - час перемикання передач, - час на поворот бульдозера, ; - час на опускання відвалу,

Швидкості по операціях робочого циклу становлять, км/год: 2,5…4,0 – при різанні, 2,5…5,0 – при транспортуванні ґрунту; 5,8…8,0 – при холостому ході. Користуючись вихідними даними табл. 6.7 згідно з варіантом завдання вибираються швидкості для розрахунку розглянутих складових робочого циклу бульдозера.

Таблиця 6.1

Вид грунту	f	φc	Кпр коли H/L
			0,15	0,30	0,35	0,40	0,45
Зв’язний	0,06-0,07	0,8-0,9	0,70	0,80	0,85	0,90	0,95
Незв’язний	0,1-0,12	0,5-0,7	1,15	1,20	1,25	1,30	1,50

Таблиця 6.2

Грунт	Група грунту	Щільність грунту кг/м3	Коэф. розпу-шування Кр	Коэф.тертя о грунт μ1	Коэф.тертя грунту о метал μ2
Пісок	I	1500	1,1	0,53-0,62	0,27-0,60
Супісок	I	1650	1,2	0,53-0,62	0,27-0,60
Рослинний грунт	І	1200	1,15	0,5З-0,70	0,30-0,42
Гравий розм. 80-90 мм	І	1750	1,2	0,70-0,84	0,40-0,65
Легкий суглинок з додаванням щебеня	ІІ	1750	1,2	0,84-1,20	0,50-0,70
Важкий суглинок без включень	ІІІ	1900	1,3	0,84-1,20	0,50-0,70
Щебень розміром більш 80 мм	ІІ	1800 •	1,2	0,84-1,00	0,34-0,70
Легка глина	ІІІ	1950	1,2	0,84-1,20	0,50-0,70
Сухий грунт	ІІІ	1300	1,1	0,53-0,70	0,30-0,42

Таблиця 6.3

Питимий опір від затуплення

Ширина площадки затуплення, мм		Група грунту
	І	ІІ	ІІІ
5	60-120	150-250	400-500
10	250-400	500-700	600-1000
15	450-700	600-1000	1100-I300

Таблиця 6.4

Технічні характеристики базових тракторів

Показники	ДЗ- 75	Т-74-С9	Т-4А	Т-100МЗ	Т-130	Т-180	ДЭТ-250	Т-І50К	Т-220
Потужність двигуна, кВт	55	55	100	74	118	130	220	120	160
Тяговий клас.кН -	30	30	40	100	100	150	250	30	150
Швидкість руху ,км/год вперед назад	5; 5,58 6,21; 6,9 7,67 3,42; 4,28	2,14-10,6 1,76-5,85	3,74; 4,03 4,66; 5,2 6,35; 7,37 8,53; 9,52 4,96;5,47 6,34:7,04	2,36; 3,78 4,51; 6,45 І0,Ї5 2,79; 4,46 5,34; 7,16	3,7; 4,4 5,13; 6,1 10,27 12,2 3,56;4,96 7 14:9.5	2,86; 5,06 6,9; 9.46 13,09 3,21-8,19	робоча 2,3-15 транспорт 3,5-24,5 теж	8,53 0,8 11,40 0-14,6 24,9; 29,12	10,08 17,6
Габаритні розміри,мм довжина ширина . висота	3075 1740 2273	3600 1840 2300	4475 1932 2566	4313 2460 3059	4390 2475 3080	5800 2740 2800	6236 3160 3180	5885 2220 2825	5180 2795 3020
Маса, т	5,6	5,9	8	12,1	14	14,35	25	7,4	17

Таблиця 6.5

Основні технічні характеристики бульдозерів

Таблиця 6.6

Значення коефіцієнта, що враховує вплив ухилу місцевості на продуктивність бульдозера

Таблиця 6.7

Вихідні дані

Рис. 6.1. Змінні рабочі органи гусеничних бульдозерів

Рис. 6.2. Схеми пристроїв та основнні параметри бульдозерів: а - з поворотним відвалом; б - з неповоротным відвалом; в – з поперечним перекісом відвалу

Рис.6.3. Бульдозер (загальний вигляд)

Рис. 6.4. Бульдозер на базі трактора БТ-10м (загальний вигляд)

Рис.6.5. Парковий бульдозер (загальний вигляд)

а)	б)

Рис. 6.6. Колісний бульдозер : а – класичний відвал; б – відвал клиновидної форми