ФЕДЕРАЛЬНОЕ АГЕНСТВО ПО ОБРАЗОВАНИЮ

Тверской государственный технический университет

Кафедра «Торфяные машины и оборудование»

ТОРФЯНЫЕ МАШИНЫ И КОМПЛЕКСЫ

Тверь 2008

Представлены методические указания о порядке выполнения контрольной работы – даны контрольные задачи, а также методика выполнения курсового проекта. В приложениях даны: некоторые единицы международной системы единиц (СИ) и технические характеристики отечественных арочных шин.

Составители: В.Ф. Синицын,

В.М. Шпынёв.

Под редакцией д. т. н., проф. Самсонова Л.Н.

1. КОНТРОЛЬНАЯ РАБОТА

1.1 Методические указания о порядке выполнения контрольной работы

Задачи сгруппированы в 7 разделов: проходимость гусеничных машин, тяговый расчёт гусеничных машин, проходимость и тяговый расчёт колёсных машин, устойчивость машин на торфяной залежи, экскавация торфа, механическая переработка торфа, пневматическая уборка и транспорт торфа.

Выполняя контрольную работу, студент решает 7 задач – по одной из каждого раздела.

К оформлению контрольной работы предъявляются следующие требования:

1. Условия и текст решения задач должны быть аккуратно написаны от руки или напечатаны на принтере с обязательным оставлением поля шириной 50-60мм для замечаний и указаний рецензента и для внесения последующих исправлений и дополнений.

2. Контрольная работа должна быть иллюстрирована необходимыми схемами. Схемы могут быть выполнены в карандаше или с использованием компьютерной техники. Схемы выполняются с сохранением действительных соотношений между размерами машины. На схеме должны быть нанесены все необходимые для решения буквенные обозначения размеров, сил и пр. и их числовые значения.

3. Применяемые при решение задач формулы должны иметь расшифровку обозначений с указанием их размерности и величины. При выборе величины расчётных коэффициентов необходимо указать их предельные величины и дать обоснование выбора того или иного значения коэффициента в указанных пределах.

4. В конце выполненной контрольной работы приводится список использованной студентом литература.

В случае незачёта контрольной работы последняя исправляется в соответствии с замечаниями рецензента и высылается на повторную рецензию, обязательно с предыдущей рецензией.

1.2. Задачи контрольной работы

1.2.1. Проходимость гусеничных машин

Задачи данного раздела должны помочь студенту-заочнику глубже освоить и закрепить теоретические знания по вопросам расчёта гусеничных машин на проходимость, а также получить практические навыки в выполнении таких расчётов.

Перед выполнением задачи на проходимость необходимо проработать разделы «Деформационные и прочностные свойства торфяной залежи» (стр. 15 23) и «Проходимость гусеничных машин» (стр. 23 60) учебного пособия « Торфяные машины и оборудование» [1].

Номер задачи, которую должен решать студент, определяется как сумма двух последних цифр номера зачётной книжки.

Задача 1. Определить допускаемое удельное давление, коэффициент упругости залежи и величину её деформации для двух гусеничной машины, имеющей массу 20000 кг, ширину двух гусениц 1,3м и длину опорной поверхности гусениц 5,3м для случая работы на залежи эксплуатационной влажности.

Задача 2. Подобрать размеры гусениц машины (L и b ) так, чтобы допускаемое давление под гусеницами, равное 35 кПа, составляло 0,75 от предела длительной несущей способности залежи. При решении принять, что отношение L/b=5.

Задача 3. Оборудование машины без гусеничной тележки имеет массу 120000 кг. Масса гусеничной тележки составляет 700 кг на 1 кв.м опорной поверхности гусениц. Требуется подобрать площадь опорной поверхности машины так, чтобы среднее удельное давление под гусеницами не превышало 25 кПа.

Задача 4. Для гусеничной машины массой 10000 кг и размерами гусениц: L=2,5м и b=0,6м определить коэффициент упругости залежи и работу деформации грунта за 1сек, если машина движется со скоростью 2м/с. Как возрастёт работа деформации, если масса машины увеличится в 2 раза ?

Задача 5. Для гусеничной машины (рис.1) массой M=20000 кг определить координату центра тяжести (x₀),если давление под гусеницами распределено равномерно и сила Р=50000 Н приложена на высоте 1,2м.

Задача 6. Координата центра давления и среднее удельное давление p₀= 30 кПа определены для машины, стоящей на горизонтальном основании. Как изменится координата центра давления и максимальное давление, если основание машины получит наклон 3 град (рис.2)

Задача 7. Найти координату центра давления под гусеницами экскаватора ТЭМП и проверить допустимость краевого давления, если масса экскаватора M=43500 кг, размеры гусеничного хода: длина гусениц L=6м, ширина гусеницы b=1,5м , осадка под серединой гусениц h₀=0,15м , угол отклонение экскаватора от вертикального положения составляет 2⁰ (рис. 3).

Задача 8. Экскаватор ТЭМП поставлен на горизонтальный участок залежи. Оказалось, что распределение давления под его гусеницами неравномерно вследствие отклонения экскаватора от вертикального положения на 3 градуса в сторону карьера (рис. 3). На какую величину должна быть изменена координата центра тяжести экскаватора, чтобы распределение давления под гусеницами стало равномерным. При расчётах использовать данные задачи 7.

Задача 9. Какая максимальная масса ковша драглайна с торфом допустима для экскаватора (рис.4), имеющего массу M=22000 кг, длину опорной поверхности L=5 м, вылет стрелы Н=12 м, координату центра тяжести (без ковша) x₀=-0,5м, среднее удельное давление под гусеницами p₀=22 кПа. Наибольшее краевое давление под гусеницами не должно превышать 34 кПа при продольном положении стрелы.

З адача 10. Под каким углом β к оси ОХ следует поставить стрелу крана (рис5), имеющего размеры гусеничного хода L=3м и B=2м, чтобы максимальное краевое давление p₂ под гусеницами было бы наибольшим ?

Задача 11. Какую величину следует придать поперечной базе B, чтобы при продольная L, равной 4,0м , и при среднем давлении p₀=35кПа и радиусе круга, описываемого центром давления, r=0,15м, максимальное краевое давление p₂ не превышало 42кПа при любом положении стрелы крана, определяемом углом поворота стрелы β ?

Задача 12. Для экскаватора (рис. 5), когда стрела находилась в продольной плоскости, определено: координата центра давления e_x =0,5 м , e_y =0 и среднее удельное давление p₀=25 кПа. При каком угле отклонения стрелы от продольной плоскости экскаватора β краевое давление под гусеницей будет наибольшим? Чему оно равно, если остальные данные для расчёта следующие: L=5 м и В=2,5 м?

Задача 13. Штабелюющая машина с оборудованием для снятия мёрзлого слоя со штабелей фрезерного торфа имеет следующие параметры: масса M=13800 кг, продольная база гусеничного хода L=3,9м, поперечная база B=2,1 м и ширина гусеницы b=0,6 м. При работе машины центр давления перемещается, имея два крайних положения, определяемых координатами: 1) e_x=0,295 м и e_y=0,295м; 2) e_x=0,295 м и e_y=0,634 м.

Вычислить краевые давления и проверить : не оказывается ли центр давления при переходе его из одного крайнего положения в другое в таком положении, при котором β=β_кр?

З адача 14. Машина стоит на горизонтальной поверхности залежи. При этом оказалось, что среднее удельное давление под гусеницами p₀=30 кПа, а осадка под серединой гусениц h₀=0,15 м.

Вычислить угол наклона опорной поверхности машины, если x₀=0,15 м, z₀=1,2 м и L=2,5 м (рис. 6).

Задача 15. У гусеничной машины массой M=16000 кг (рис7) периодически появляется сила Р=40000 Н. Задать координату центра тяжести (x₀) так , чтобы максимальное краевое давление p₂ было минимальным.

Задача 16. Какой величины горизонтальная сила , приложенная на высоте двух метров от основания , способна вызвать наклон гусеничной машины в продольной плоскости на угол 1° в случае , если машина стоит на абсолютно твёрдом грунте , и в случае , если грунтом является торфяная залежь с коэффициентом упругости k=500 кН/м³. Продольная база гусеничного хода L=2,4 м, масса машины M=18000 кг, среднее удельное давление под гусеницами p₀=40 кПа.

Задача 17. Для экскаватора (рис 8) задать координату центра тяжести (x₀) и определить минимальную его массу , если давление распределено следую щим образом: p₁=10 кПа и p₂=35 кПа.

Задача 18. Какое максимальное усилие может быть достигнуто на клыке корчевального устройства экскаватора, имеющего массу M=20000 кг , длину опорной поверхности гусениц L=4,2 м и координату центра тяжести (без клыка) x₀=-0,4 м при продольном положении стрелы с вылетом H=0,6 м, если p₁=0 и p₂=40 кПа, масса клыка 300кг и усилие корчевания направлено вертикально вниз.

Задача 19. Координата центра давления и среднее удельное давление, равное 35кпа , определены для машины , стоящей на горизонтальном основании. Как изменится координата центра давления и максимальное давление, если основание машины получит наклон 3° (рис 9)?

Задача 20. Экскаватор работает на осушенной залежи. Проверить соответствие нагрузки на конце стрелы параметрам экскаватора (его массе, длине гусениц, вылету стрелы ) при следующих данных ( рис10 ): масса экскаватора M=8000 кг, масса грейфера с торфом 3200 кг, среднее удельное давление под гусеницами 24кпа, допустимое значение краевого давления 38 кПа. Если нагрузка в 3200 кг окажется велика, то укажите допустимую величину вылета стрелы для работы с грузом 3200 кг.