Статистический расчет бульдозера

Статистический расчет бульдозера позволяет определить: отклонение от середины опорной поверхности машины центра давления (ц.д.) – точки приложения результирующей всех сил, действующих на движитель; максимальное давление на кромках гусениц и общую устойчивость бульдозера.

Положение ц.д. определяют для трех положений бульдозера (рис. 24.2), находящегося на горизонтальной площадке: с подня­тым отвалом; в процессе отделения от массива стружки оптималь­ной толщины при максимально возможном объеме породы перед отвалом; при перемещении в траншее максимально допустимого объема породы без резания.

Для тяжелых бульдозеров необходимо также определять максимальное статическое давление на переднюю и заднюю опор­ные кромки гусениц А и В (или на переднее и заднее колеса) при следующих положениях бульдозера: отвал поднят на предельном (не менее 20 %) уклоне (подъеме); в процессе срезания породы ы движения под наибольший уклон при наличии перед отвалом призмы волочения максимально возможного объема; при движе­нии в траншее на подъем оста, > 15° и при наличии перед отвалом призмы волочения максимально возможного объема V8 тах; резание грунта с движением по горизонтальной поверхности и максималь­ной загрузкой при подъеме и опускании отвала.

Рис. 24.2. Схема сил, действующих на бульдозер:

а — при расчете координаты х центра дав­ления; 6, в— при расчете на устойчивость

Во всех этих случаях смещение ц.д. не должно приводить к от­рыву от опорной поверхности передней или задней кромок гусениц или соответствующих колес машины. Смещение ц. д. х (м) относи­тельно точки А ().МА = 0) согласно условиям статики (см. рис. 24.2, а) определяется по зависимости

х = (G6 1, Ro l_о — Wк 11)/N, (24.3)

где G6 - вес бульдозера с рабочим оборудованием; Rо и Тек - нормальная и касательная составляющие суммарного сопротивле­ния породы копанию R; N = Сь ± R° - суммарная опорная реакция основания; h, 1, и 1о - плечи сил (см. рис. 24.2, а).

Точка приложения результирующей суммарного усилия со­противления породы R на отвале по данным [13] находится на вы­соте h = 0, ] 7Н от режущей кромки при копании плотных пород и h = 0,27Н при копании разрыхленных пород.

Устойчивость бульдозера проверяется для двух случаев: отвал упирается в препятствие (см. рис. 24.2, б); осуществляется подъем уг­лубленного отвала (см. рис. 24.2, в). Критерием устойчивости является неопрокидывание машины вокруг кромок А и В при коэффициенте устойчивости `F>_ 1,5 и смещении N на величину е <_ 116.

В расчетных положениях (см. рис. 24.2, б, в) принимают, что на бульдозер действуют внешние силы: вертикальная реакция по­роды на отвале R°; сопротивление породы копанию И/к; верти­кальные реакции R, и RB на кромках опрокидывания; сила сцепле­ния движителя с грунтовой поверхностью Е = Qсu щ; вес базовой машины (трактора) Gбт=gmбт . В системе трактор – рабочее оборудование действует внутренние силы: S – усилие, развиваемое гидроцилиндром; Nц и Pц – соответственно вертикальная и горизонтальная реакции в цапфах O1 толкающей рамы.

С достаточной для расчета степенью точности силы Ro , Wк , и S можно считать пересекающимися в одной точке и, следовательно, не создающими каких – либо моментов в вертикальной плоскости. Расположение балок толкающей рамы под небольшим углом к горизонту позволяет считать силу Wк =2 Pц ( две балки) и пренебречь силами Nц . Тогда коэффициент устойчивости относительно ребер А и B будут:

¥A= gmбтL1’ / ( 2 SL2’+ Wкh); (24.4)

¥B= (gmбтL3+ Wкh)/( 2 SL2). (24.5)

Более опасен случай опрокидывания бульдозера вокруг заднего ребра А при Wк=Fц=Tн.т. .

Уравнение (24.4) и ( 24.5) могут быть использованы для определения усилия S при заданном ¥i