4. Тяговый расчет бульдозера

Условие движения бульдозера без буксования записывается:

где Тсц.б - сила тяги бульдозера по сцеплению, Н;

∑Wi - сумма сил сопротивлений, возникающих при резании и перемещении грунта, Н.

Сила тяги бульдозера по сцеплению определяется по формуле:

где Gсц.б.·- сцепной вес бульдозера, Н;

φсц - коэффициент сцепления гусениц с грунтом.

Сцепной вес бульдозера определяется по формуле:

где Мо.тр - общая масса трактора, кг;

Мб.о- масса бульдозерного оборудования, кг

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

Тсц.б = Тн. = Н

В процессе работы бульдозера с неповоротным отвалом возникают следующие силы сопротивления:

Рисунок 6 - Расчетная схема при работе неповоротным отвалом

∑Wi = W1 + W2 + W3 + W4+W5,

где W1 - сопротивление грунта резанию, Н;

W2 - сопротивление волочению грунта перед отвалом, Н;

W3 - сопротивление перемещению грунта по отвалу, Н;

W4 – сопротивление передвижению отвала по грунту, Н;

W5 - сопротивление движению бульдозера, Н.

Сопротивление грунта резанию определяется по формуле:

где kр - удельный коэффициент сопротивления грунта резанию, МПа;

Во – ширина отвала, м;

h - глубина резанию грунта, м.

Удельный коэффициент сопротивления грунта резанию зависит от типа грунта и принимается из таблицы 2.

W1 = 0,12·106 ·3,5·0,019 = 7980 Н

Сопротивление волочению грунта перед отвалом определяется по формуле:

где γо – объёмный вес грунта, кг/м3;

Vпр - объем грунта находящегося перед отвалом(призма волочения),м3;

μ1 - коэффициент трения грунта о грунт, принимается в зависимости от типа грунта, μ1 = (0,5 ÷ 1,2). Меньшие значения принимают для влажных и глинистых грунтов, большие значения для сухих и песчаных грунтов.;

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

kразр - коэффициент разрыхления грунта.

W2 = 1600·2,06.·0,5·9,81 / 1,3 = 12436 Н

Сопротивление перемещению грунта по отвалу определяется по формуле:

где Vпр - объем грунта находящегося перед отвалом, м3;

γо – объемная масса грунта, кг/м3;

μ2 - коэффициент трения грунта о сталь (материал отвала), принимается в зависимости от типа грунта μ2 = (0,35 ÷ 0,9), большие значения принимается для липких грунтов;

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

kразр - коэффициент разрыхления грунта;

δ - угол резания грунта, принимается в зависимости от типа отвала, δ =(50 ÷ 55)0.

W3 = 1600·2,06·0,9·9,81·cos2 55/ 1,3 = 7365 Н

Сопротивление передвижению отвала по грунту определяется по формуле

где Gо – вес отвала, Н, который принимается Gо = (0,17÷0,22) Gтр, Н

Gтр – вес трактора, Н который определяется:

Gтр =Мтр.·g,

где Мтр - масса трактора, кг; принимается из таблицы 2.

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

Сопротивление движению бульдозера определяется по формуле:

где Gсц.б - сцепной вес бульдозера, Н ;

f - коэффициент сопротивления движению бульдозера, принимается в зависимости от типа грунта и типа ходового оборудования, f =(0,06 ÷ 0,2) большое значение для рыхлых грунтов.;

i - уклон местности.

W5 = 130964 ·(0,06 + 0,03) = 11786 Н

Проверяется условие движения бульдозера без буксования:

Условие выполняется.