5. Расчет бульдозера на устойчивость

Для расчета устойчивости бульдозера рассмотрим следующее условие : на отвал бульдозера, кроме статических сил, направлен­ных горизонтально, действует еще и вертикальная составляющая , направленная вверх и препятствующая его вертикаль­ному заглублению.

При определенных усилиях, развиваемых. гидравлической системой, трактор может опрокинуться вокруг точки вывешиваясь на отвале.

Рисунок 5 Исходная схема для определения усилия развиваемого гидроцилиндром при расчете на устойчивость бульдозера

В этом случае величина горизонтальной статической силы , развиваемой тягачом, будет несколько больше:

где - вертикальная составляющая результирующей сил сопротивле­ния на отвал;

 — угол наклона результирующей , при копании плотного грунта вниз равен 17° , а при копании рыхлого грунта и перемещении его в траншее равен нулю;

Так как бульдозер часто работает на косогорах, то коэффициент устойчивости для бульдозера принимается значительно выше ( = 1,5), чем для кранов, экскаваторов и других строительных машин.

Помимо коэффициента устойчивости необходимо определить усилия, развиваемые гидроцилиндром, при которых имеет место отрыв тягача в точке Б. Эти условия для бульдозера являются исходными при расчете на устойчивость.

Коэффициент устойчивости может быть определен из следующей зависимости (рис.5):

где и — силы, действующие на трактор в местах крепления рамы к трактору.

Эти силы равны по величине реакциям толкающих балок на трактор с обратным знаком.

Чтобы определить реакции в толкающих балках и определим величины реакций из условий равновесия.

Сумма проекций на ось у и ось z будет равна

; ; . .

; ; .

и

Отсюда

;

где : - вес призьмы волочения; - фактический объем призьмы волочения ; L- длина отвала, м ; Н- высота отвала, м ; - коэффициент зависящий от отношения (приложение 3)

Чтобы определить, какое усилие может развивать гидравлический цилиндр, подставим указанные значения в формулу для определения , получим

;

откуда

Рисунок 6. Схема к определению усилия в гидроцилиндре необходимого для подъема отвала

Определяем усилие , необходимое для подъема отвала. Наиболее тяжелыми условиями при подъеме отвала являются усилия, когда нож начинает выглубляться и при этом трактор продолжает двигаться.

При подъеме отвала необходимо преодолеть моменты сопро­тивления от следующих сил (рис. 6): силы тяжести рабочего органа . силы тяжести грунта , горизонтальной силы , вертикальной составляющей силы резания

Сила может быть определена из условий равновесия системы (рис. 6)

;

Если  , то по последней формуле находим фактическое значение

6. Расчет привода механизма управления отвалом

Исходными данными при проектировании гидравлического привода являются максимальное усилие, развиваемое цилин­дром, , ход поршня , номинальное рабочее давление жидкости в системе р

Ход поршня принимаем в соответствии с полученными геометрическими параметрами бульдозерного оборудования с учетом приложения 6.

Если базовая машина не имеет встроенного гидропривода, который может быть использован для управления бульдозером, номинальное рабочее давление рекомендуется выбирать рав­ным 10, 16, 25, 32 МПа.

После определения исходных расчетных данных проектиро­вание гидравлического привода производят в следующем по­рядке. Разрабатывают принципиальную схему гидропривода, в которой указываются число насосов, распределителей, распо­ложение предохранительных клапанов, бака, фильтров и других элементов системы. Здесь же устанавливаются длина трубопроводов, разность уровней, а также количество гидроцилиндров.

Количество исполнительных цилиндров принимается исходя из общей компоновки бульдозера с учетом действующих на ци­линдр усилий и возможностей унификации конструктивных эле­ментов.

Внутренний диаметр гидроцилиндра (мм) вычисляется в зависимости от значений максимального действующего усилия (Н) и рас­четного давления жидкости в системе (МПа).

При выдви­жении штока

При втягивании штока диаметром (мм)

С учетом гидравлических потерь от насоса до цилиндра для предварительных расчетов можно принимать

Полученное значение диаметра округляется до рекомендуемых размеров. ОСТ 22—1417—79 приложения 4, 6.

Подача насоса должна обеспечивать требуемую скорость перемещения штока. При этом потери жидкости за счет утечек принимаются в пределах 3...8 % от расхода жидкости, необхо­димого для работы п гидроцилиндров одновременно.

Тогда

Скорости движения поршня относительно корпуса цилиндра по ОСТ 22—1417—79 рекомендуется выбирать в пределах 0,3...0,5 м/с.

По значениям подачи и принятого номинального давле­ния р определяются тип и количество насосов, устанавливаемых на машине, или проверяется соответствие встроенного насоса базового тягача гидросистеме. В случае несоответствия частоты вращения вала отбора мощности базового тягача номинальной частоте вращения выбранного насоса рассчитываются параметры промежуточного редуктора или мультипликатора.

Внутренний диаметр трубопроводов выбирается таким, чтобы обеспечивалась средняя скорость жидкости 3...5 м/с в нагнетательном трубопроводе и до 1,5 м/с во всасывающем. Полученный расчетом внутренний диаметр округляется до рекомендуемого ближайшего большего. Рекомендуемые значения внутреннего диаметра трубопроводов в миллиметрах следующие: 2, 3, 4, б, 8, 10, 13, 15, 20, 25, 32.