Рекомендуемая литература

1. Строительные машины: Учебник для студ. ВУЗов/Под ред. Д.П. Волкова— М.: Высшая школа, 2010- стр. 68-72.

2. «Строительные машины. Справочник ». Том 1. «Машины для строительства промышленных, гражданских сооружений и дорог». 5-е изд. перераб. под общей ред.Э.Н.Кузина. М.: Машиностроение, 2007. с. 194.

3. Алексеева Т.В., Артемьев К.А. и др. Машины для земляных работ. Изд. 3-е, перераб. и дополн. — М.: Машиностроение, 2005.

БУЛЬДОЗЕРЫ

Лабораторная работа № 3 «Тяговый расчет бульдозера»

Бульдозеры составляют основу парка ЗТМ в строительном производстве. На них приходится более 40% всех объемов земляных работ. Бульдозеры одновременно относятся к классу машин для подготовительных работ и классу землеройно-транспортных машин (ЗТМ). Бульдозеры послойно разрабатывают и перемещают грунты 1, 2, 3 и частично 4 групп без предварительного рыхления, 4, 5, 6, 7 групп и мерзлые грунты 1-4 групп - с предварительным рыхлением.

Бульдозер – сменное навесное оборудование к гусеничным тракторам и пневмоколесным тягачам. Область применения: сооружение насыпей, выемок, планировка, снятие гумусового слоя.

Цель работы: ознакомиться с методикой тягового расчета для выбора рационального режима применения бульдозера.

Содержание: записать уравнение тягового баланса для бульдозера с расшифровкой входящих в него величин; определив сопротивления при условиях:

а) полного использования мощности двигателя;

б) обеспечения сцепления движителей с грунтом.

Сделать вывод, какой расчетный случай является определяющим для заданных конкретных условий строительного производства.

Методическая последовательность проведения тяговых расчетов заключается в следующем:

1. В соответствии с вариантом задания по справочникам (указанным в списке используемой литературы) найти требуемые для расчета параметры рабочего оборудования машины.

2. Получить у преподавателя задание и наименование программного обеспечения для выполнения тяговых, расчетов машин на ЭВМ:

3.Подготовить ЭВМ для выполнения расчетов и ввести: дату, фамилию, имя, отчество, группу.

4.Далее вводить данные для расчета в диалоговом режиме, используя подсказки базы данных программы.

5.Выполнить расчеты в соответствии с заданием на исследование влияния условий работы на производительность используемой машины.

6. Снять с принтера распечатку расчета.

7. Построить графики и дать краткий анализ проведенного исследования по установлению влияния условий производства работ на производительность машины.

Написать заключение по выполненному расчету, указать марку базового трактора (тягача).

Методика расчета

1.Записать уравнение тягового баланса для рабочего режима бульдозера копания грунтов.

При движении бульдозера сила тяги должна быть достаточной для преодоления возникающих сопротивлений.

Суммарное сопротивление копания грунта бульдозером определяется в общем виде как:

W = W_р +W_пр + W_в + W_m + W_mp, где

W_p — сопротивление резанию (копанию) грунта, кг

W_p = К*В*h, [кг], где

К - удельное сопротивление резанию грунта, кг/м²;

- глубина резания во время перемещения призмы волочения, м;

B - ширина копания (длина отвала бульдозера), м;

V_пр – объем призмы волочения, м³;

, где

Н - высота отвала с учетом козырька, м;

К_пр - коэффициент, зависящий от состояния грунта,

K_пр=0,7-l,5

W_пр - сопротивление перемещению призмы волочения.

W_пр= V_пр*Y*V₂=G_пр*M₂ , [кг], где

G_пр - масса грунта в призме волочения, кг;

М₂ - коэффициент трения грунта по грунту.

W_в - сопротивление перемещению грунта вверх по отвалу

W_в = G_np * cos 2β * М₁ = V_np * Y * cos 2β * M₁;

β - угол резания, град;

M₁ - коэффициент трения грунта по металлу.

W_m - сопротивление перемещению бульдозера

W_m=(G_mp+G_σ)*f ,где

G_mр - масса трактора кг;

G_σ - масса бульдозерного оборудования;

f- коэффициент сопротивления перемещения движителя.

W_m - сопротивление трению ножа бульдозера о грунт.

W_mp = М₁ * К_т * Т_н * tgU + G_σ , [кг], где

К_т - коэффициент использования тягового усилия, К_т=0.7;

Т_н - номинальная сила тяги, кг (справочное значение);

U - угол наклона результирующих сил сопротивления на отвале, град.

При работе бульдозера на режиме номинальной силы тяги базовая машина (трактор, тягач) развивает тяговую мощность, близкую к максимальной. Имея в виду, что сопротивление копанию грунта преодолевается силой тяги базового тягача, то необходимо определить типаж базовой машины при этом можно написать T_h>W.

Приняв во внимание полученное расчетное на ЭВМ значение, по справочнику определяется марка (типаж) тягача по наиболее близкому значению номинальной силы тяги.

Потребная мощность двигателя базовой машины:

[л.с.], где

V_д - рабочая скорость движения бульдозера, км/ч;

n - механический К.П.Д.. машины, n=0.75-0.85

Производительность бульдозера на срезке грунта:

К_в - коэффициент использования бульдозера по времени;

К_Р - коэффициент разрыхления грунта;

К_укл - коэффициент, учитывающий влияние уклона местности на производительность бульдозера;

V_ф -объем грунта (в плотном теле) перед отвалом, м³ ;

, где

Т_ц- длительность рабочего цикла, с;

,где

1_р - длина пути резания, м;

1_n - длина пути перемещения грунта, м;

V₁ - скорость движения при копании грунта, м/с;

V₂ - скорость движения при перемещении грунта, м/с;

V₃ - скорость холостого хода, м/с:

t₀ - время на опускание отвала, с;

t_c - время переключения передач, с;

t_n - время, необходимое на разворот, с.

Производительность бульдозера на планировочных работах:

, где

n - число проходов по одному месту;

l -длина планируемого участка, м;

у - угол захвата отвала, у=20°.

Таблица 3.1 Основные характеристики тракторов

Показатели	МТЗ-80	МТ3-52	Т-100МГП	Т-150К	Т-180	ДЭТ-250
Класс тяги, кН	10	14	15	30	30	50
Расч. скорости движения, км/ч:
1-ая	2.01	1.56	7.6	8.53	5.07	3.0-18.5
2-ая	3.42	2.65	9.0	10.08	9. 14	3.6-22.4
3-ая	7.32	5.60	11.1	11.40	13.30	4.4-27.1
4-ая	8.67	6.85	19.0	13.38	17.20	5.3-32.5
5-ая	10.40	8. 15	24.5	18.55	31.10	-
6-ая	12.35	9.55	-	22.00	43.80	-
7-ая	15. 15	11.70	-	24.90	-	-
8-ая	17.90	13.85	-	29.12	-	-
Масса трактора, кг	2900	2950	2900	1400	7075	11600
Номинальная мощность двигателя, кВт	55	40	44	120	110	147

2. После выполнения расчета далее необходимо произвести исследования по выбору рационального режима работы бульдозера для конкретных условий производства работ на земляном сооружении или планировки согласно варианту индивидуального задания.

2.1. Исследовать влияние состояния грунта (плотности, объемной массы), глубины копания (толщина срезаемой стружки грунта) и дальности транспортирования грунта на производительность бульдозера или группы бульдозеров , задаваясь их числом.

Построить соответствующие графики и дать анализ, отметив область эффективного использования бульдозера.

Исследовать возможность применения комплекса бульдозерных агрегатов для производства работ в кратчайшие сроки с учетом размеров строительной площадки. Подготовить заключение.