3. Расчет основных параметров отвала (неповоротного) бульдозера

За главный параметр бульдозеров принимается номинальное тяговое усилие трактора или тягача. В качестве основных размерных показателей бульдозеров приняты: ширина отвала, его высота (в том числе с козырьком), максимальный подъем и опускание относительно опорной поверхности, основной и задний углы резания, угол поперечного перекоса отвала. В таблице 2 приведены исходные данные.

Таблица 2 – Исходные данные.

Масса трактора, кг	11500
Масса бульдозерного оборудования, кг	1850
Мощность двигателя Nдв, кВт	117,7
Грунт	Суглинок плотный
Объемный вес грунта γ0, кг/м3	1600
Коэффициент разрыхленности Кразр	1,3
Удельный коэффициент сопротивления резанию kр, МПа	0,10 ÷ 0,15
Длина перемещения Lпер, м	100
Длина участка резания lр, м	9

Номинальное тяговое усилие найдем из формулы:

,

где – сцепной вес бульдозера, Н

- коэффициент сцепления, . Для плотных грунтов принимается больше значения коэффициента, для мягких грунтов принимается меньшие значения.

Сцепной вес бульдозера находится по формуле:

Gсц.б =( Мо.тр+Мб.о.).·g , Н,

где Мтр - масса трактора, кг;

Мб.о- масса бульдозерного оборудования, кг

g - ускорение свободного падения, принимается g =9,81м/с2.

Gсц.б =(11500+1850).·9,81=130964 Н

Тогда номинальное тяговое усилие равно:

Н 12 т

Высота отвала Н0 определяется силой тяги Тн и грунтовыми условиями, для которых предназначается проектируемый бульдозер. Высота неповоротного отвала может быть определена как:

Н0 = 500.· - 5.·Тн,

Н0 = 500.· - 5.·12 = 1085 мм = 1,085 м

Ширину неповоротного отвала находим по следующей зависимости:

, мм,

мм

Принимаем мм = 3,5 м.

При этом должно выполняться условие:

м

Условие выполняется.

Высота козырька должна составлять (0,1-0,25) от высоты отвала Н, т.е.:

, мм

мм = 0,195 м

Радиус кривизны отвала обычно принимают приблизительно равным высоте:

R = H0 = 1085 мм = 1,085 м

Значения основных углов отвала приведены в таблице 3.

Таблица 3 - Основные параметры поперечного профиля отвала бульдозера

Параметр	Отвал неповоротный
Угол резания , град Угол заострения ножа β, град Задний угол , град Угол установки отвала , град Угол установки козырька , град	55 40 10 75 70

В процессе копания на отвал со стороны грунта действует сила сопротивления копанию R, которая раскладывается на две составляющие:

Касательная составляющая сила сопротивлению копанию:

, Н,

где - удельное сопротивление грунта копанию, МПа, Примем kк = 0,084 МПа - для связных грунтов.

- глубина резания, м

- ширина отвала, м

Глубина резания h во время перемещения призмы грунта (величина заглубления) определяется по формуле:

, м

где kп—коэффициент определяющий потери грунта. Примем kп = 0,3.

Vпр - объем призмы волочения, м3

B0 - ширина отвала, м

Объем грунта находящегося перед отвалом определяется по формуле:

Vпр = Во·Но2/2 tgε, м3,

где Во и Но – размеры отвала бульдозера, м;

ε - угол естественного откоса грунта, принимается ε = (30 ÷ 45)0, большие значения принимается для влажных и липких грунтов.

Vпр = 3,5·1,0852/2·tg45 = 2,06 м3

Глубина резания h равна:

м

Тогда касательная составляющая сила сопротивлению копанию:

Н

Нормальная составляющая:

, Н,

Н