5.2 Порядок розрахунку
Основними параметрами дорожньої фрези є швидкість різання, товщина стружки ґрунту, що зрізується, за один оборот ротора, поступальна швидкість, потужність силової установки і продуктивність.
При роботі дорожньої фрези потужність витрачається на пересування машини, фрезерування ґрунту і роботу дозуючої системи.
Частота обертання ротора фрези:
,
об/с; (5.1)
де різ – швидкість різання, різ = 9-14 м/с;
D – діаметр ротора, м;
h1 – товщина стружки, h1 =2-5 мм;
Товщину стружки рекомендується прийняти в залежності від категорії ґрунту:
I категорія h1 = 0,005 м;
II категорія h1 = 0,003 м;
III категорія h1 = 0,002 м.
У формулі (5.2) знак „плюс” – для роторів, що обертаються проти руху машини, знак „мінус” – для роторів, що обертаються по ходу руху.
Частота обертання ротора повинна знаходитися у межах від 4 до 5 об/с.
Основна частина потужності витрачається на різання ґрунту:
,
Вт; (5.2)
де Ро – питомий опір ґрунту різанню, Па;
b – ширина лопаті, можна прийняти b = 0,06...0,13 м;
h – глибина розпушування, м;
Питомий опір різанню залежить від категорії ґрунту:
I категорія Ро = 0,07-0,08 МПа;
II категорія Ро = 0,13-0,14 МПа;
III категорія Ро = 0,2-0,22 МПа.
Робоча поступальна швидкість фрези:
,
м/с (5.3)
де z – кількість лопат у перетині ротора.
Колова швидкість на кінці лопаті:
,
м/с. (5.4)
Потужність, що витрачається на відкидання ґрунту:
, (5.5)
де ko – коефіцієнт відкидання, для вузьких лопат 0,75-1,0;
окр – окружна швидкість на кінцях лопат, м/с;
В – ширина захоплення фрези, м;
– щільність ґрунту, кг/м3, для ґрунтів I категорії = 1500 кг/м3, II категорії – = 1900 кг/м3, IІI категорії – = 2000 кг/м3.
Потужність, що витрачається на переміщення фрези:
, (5.6)
де k1 – коефіцієнт k1 = 0,15-0,2.
Потужність, що витрачається на подолання опору тертю в трансмісії привода ротора:
, (5.7)
де 1 – КПД трансмісії, 1 = 0,85-0,95.
Загальна потужність двигуна:
, (5.8)
де 2 – КПД трансмісії тягача, 2 = 0,85-0,95.
Максимальний обертальний момент на валові фрезерного ротора:
,
Нм; (5.9)
де 3 – КПД трансмісії від двигуна до ротора, 3 = 0,85-0,95;
kд – коефіцієнт динамічності, kд = 1,5-2,0.
Колове зусилля у лопаті, необхідне для розрахунку на міцність:
,
Н. (5.10)
Продуктивність дорожньої фрези:
,
м3/г; (5.11)
де kп – розмір перекривання смуг, kп = 0,1...0,2 м;
kв – коефіцієнт використання машини за часом, kв = 0,8....0,85;
п2 – кількість проходів по одному сліду, п2 – 2...5.
Вихідні дані для розрахунку наведені в таблиці 5.1.
5.3 Контрольні запитання
5.3.1 Для чого призначені дорожні фрези?
5.3.2 З яких головних елементів складається дорожня фреза?
5.3.3 Опішить устрій робочого органу дорожньої фрези.
5.3.4 На подолання яких опорів витрачається загальна потужність дорожньої фрези?
Таблиця 5.1 – Вихідні дані до розрахунку параметрів дорожньої фрези
Варіант |
Діаметр ротора D, м |
Категорія ґрунту |
В, м |
h, м |
z |
|
1 |
0,7 |
I |
2,0 |
0,32 |
2 |
|
2 |
0,8 |
II |
2,1 |
0,3 |
4 |
|
3 |
0,9 |
III |
2,2 |
0,28 |
3 |
|
4 |
1,0 |
I |
2,3 |
0,26 |
2 |
|
5 |
1,1 |
II |
2,4 |
0,24 |
4 |
|
6 |
0,7 |
III |
2,5 |
0,22 |
3 |
|
7 |
0,8 |
I |
2,0 |
0,20 |
3 |
|
8 |
0,9 |
II |
2,1 |
0,22 |
4 |
|
9 |
1,0 |
III |
2,2 |
0,24 |
3 |
|
10 |
1,1 |
I |
2,3 |
0,26 |
2 |
|
11 |
0,7 |
II |
2,4 |
0,28 |
4 |
|
12 |
0,8 |
III |
2,5 |
0,30 |
2 |
|
13 |
0,9 |
I |
2,0 |
0,32 |
3 |
|
14 |
1,0 |
II |
2,1 |
0,30 |
4 |
|
15 |
1,1 |
III |
2,2 |
0,28 |
3 |
|
16 |
0,7 |
I |
2,3 |
0,26 |
2 |
|
17 |
0,8 |
II |
2,4 |
0,24 |
4 |
|
18 |
0,9 |
III |
2,5 |
0,22 |
2 |
|
19 |
1,0 |
I |
2,0 |
0,20 |
4 |
|
20 |
1,1 |
II |
2,1 |
0,22 |
3 |
|
21 |
0,7 |
III |
2,2 |
0,24 |
3 |
|
22 |
0,8 |
I |
2,3 |
0,26 |
3 |
|
23 |
0,9 |
II |
2,4 |
0,28 |
4 |
|
24 |
1,0 |
III |
2,5 |
0,30 |
3 |
|
25 |
1,1 |
I |
2,0 |
0,32 |
2 |
|
26 |
0,7 |
II |
2,1 |
0,30 |
4 |
|
27 |
0,8 |
III |
2,2 |
0,28 |
2 |
|
28 |
0,9 |
I |
2,3 |
0,26 |
3 |
|
29 |
1,0 |
II |
2,4 |
0,24 |
2 |
|
30 |
1,1 |
III |
2,5 |
0,22 |
4 |
|