Скорость перемещения грунтовой призмы вдоль отвала

, м/с где υ_гр – скорость движения грейдера, м/с.

Подставляя в это выражение значения l1, определяемое из косоугольного треугольника abd, получим

или после преобразований

=0,95ּ(cos30˚ - tg15˚ ּsin30˚)=0,4 м/с

Сечение призмы волочения:

, м²

где H – высота отвала, м; - угол естественного откоса грунта в движении, =30˚; k_зап – коэффициент накопления грунта перед отвалом, k_зап=0,8.

, м

где F_р – площадь поперечного сечения срезанного (рыхлого) валика грунта, F_р=0,25 м²; k – коэффициент, учитывающий влияние формы призмы волочения, k=1,0.

м; м²

Максимальный объем грунта, перемещаемого отвалом за единицу времени, т.е. пропускная способность отвала:

П_от= F_{пр.макс}υ_пр, м³/ч

П_от= 0,125∙0,4 = 0,05 м³/ч

Грунт перемещается поперек движения грейдера на расстояние:

l=L∙sinα, где L – длина отвала

По данным И.А. Недорезова, наиболее целесообразным очертанием отвала в профиле является дуга окружности радиусом:

, м где δ – угол резания δ=30˚; H – высота отвала.

= 0,5 м.

66 Расчетная схема рыхлителя и определения усилий копания

В процессе работы на дорожно-строительную машину действуют два вида сил: активные силы (сила тяжести машины и рабочего оборудования, сила тяги машины, силы, приложенные к штоку исполнительного гидроцилиндра и.т.п.) и реактивные силы, которые, в свою очередь, подразделяются на внешние (силы взаимодействия рабочих органов и базовой машины с грунтом) и внутренние (силы, действующие в узлах связи отдельных элементов рабочего органа и базовой машины).

При расчете сил, действующих на дорожно-строительную машину, в том числе и на рыхлитель, важно выбрать такое положение, при котором значения реактивных сил в расчетном узле будет максимальным. При расчете рыхлителя принято производить расчет в грех положениях: начало заглубления, рыхление и выглубление.

Расчетное положение при рыхлении грунта Координата центра давления точки приложения равнодействующей нормальных сил реакции грунта определяется для случая, когда машина движется по горизонтальной поверхности с максимально возможным заглублением зуба, внезапный наезд на камень одним зубом, гидроцилиндры привода рыхлителя заперты. Расчетная схема представлена на рис.2

Вертикальная составляющая Р_х силы сопротивления рыхления Pi имеет максимальное значение и определяется тяговыми возможностями базовой машины с учетом динамического характера приложения нагрузки:

Px=Tнkтkд Н,(15)

где к_т - коэффициент использования тягового усилия, принимается к_т = 0,8; кд - коэффициент динамичности, к_д= 2,0-3,0.

Вертикальная составляющая силы сопротивления рыхлению Pzv может быть определена из расчетной схемы (рис.2.) по формуле:

Pz=Px^, tgνkдвH, где Px^, - горизонтальная составляющая реакции грунта без учета коэффициента динамичности: v - угол наклона силы к поверхности рыхления, принимается = 20°; к_дв - коэффициент динамичности в вертикальном направлении, к_лв = 1,4-1,8.

Расчетная схема при выглублении зуба показана на рис.3 . Вертикальная составляющая реакции грунта Pz^, при выглублении определяется из условия опрокидывании относительно, точки А:

Pz^,=|Gм^,d1|/d2 H, (17)

где Gм^, - масса машины с учетом бульдозерного оборудования, Н; d1 - расстояние от центра тяжести рыхлителя до оси задней звездочки, м, определяется с учетом смещения центра тяжести по линии опорной поверхности:

d1 =0,5Lоп±X1 м, (18)

Расчетное положение при выглублений рабочего органа

Во время рыхления грунта имеет место возникновение боковой составляющей сил сопротивления рыхлению Р_у, которая определяется по формуле:

Р_у=0,4Р_хк_д Н. Для выбора гидроцилиндров необходимо найти максимальное значение усилия S на штоке гидроцилиндра. Расчетное положение представлено на рис.4 . В этом положении предусматривается начало заглубления зубьев в грунт, когда усилие S настолько велико, что возможно вывешивание машины относительно точки В. Машина находится в статическом состоянии. Сила S определяется из уравнения равновесия:

ΣM0=Sr-Pzmaxd``2+G`pl``p=0

Откуда Sr=|Pzmaxd``2+G`pl``p|/r H.

И ΣMв=Gb`lo-Pzmax(Lоп+d``2+m)=0,

Откуда Pzmax =|Gb`lo| /(Lоп+d``2+m) H,

где lo =0,5 Lоп ±Xl м.

Значения d``2, l``p, r, m принимаются по параметрам прототипов навесок и базовых машин и из эскизной компоновки рыхлителя, которая производится параллельно с расчетом сил, действующих на машину.

Расчетное положение при заглублении рабочего органа В зависимости от компоновочной схемы рыхлительнои навески число гидроцилиндров, работающих на заглубление - выглубление зубьев, от одного до двух. Вследствие этого, в случае применения двух гидроцилиндров значение силы S` действующей на один гидроцилиндр, будет равно S/2.