Строительные и дорожные машины_ Шепелина_учебное пособие

где v Д , vp - действительная и расчетная рабочие скорости движения

грейдер-элеватора, м/ч;- коэффициент буксования движителя при работе тягача на режиме

максимальной тяговой мощности, %; для гусеничного движителя - =8%. Уточняем диаметр дискового ножа

где П0 - теоретическая производительность, м3/ч;

kП - коэффициент, учитывающий потери грунта при подаче дисковым ножом на конвейер; kП =0,85... 0,95.

Производительность конвейера

П K П0 k P 322 1,25 402,5 м3/ч

где П0 определяют при минимальном расчетном коэффициенте

удельного сопротивления грунта резанию, чтобы получить максимальную производительность конвейера;

Принимаем Кр=1,25 На участке установившегося движения производительность

конвейера (м3/ч)

ПK 3,6 103 SK vK cK 3,6 103 x'bЛ2 vK cK 3600 0,0416 1,22 2,5 1,0 539,136

где SK - площадь поперечного сечения грунта на ленте, м2; vK - скорость ленты конвейера, м/с; vK =2,2... 3,6 м/с;

cK - коэффициент, учитывающий влияние угла подъема

конвейера на его производительность:

х' - коэффициент, учитывающий форму ленты; х'=0,0416 и 0,0833 для плоской и желобчатой ленты;

bЛ - ширина ленты конвейера, м; стандартная ширина bЛ = 0,3;

0,4; 0,5; 0,65; 0,8; 1,0; 1,2; 1,4; 1,6; 1,8; 2,0 м.

Сила тяжести грунта на конвейере (кН)

где ПК - в м3/ч;

Г = (19,1÷20,1) - удельный вес грунта нарушенной структуры, кH/м3;

L - длина ленточного конвейера, м, vK - в м/с.

- 100 -

Баланс мощности

Для полуприцепного или самоходного, однодвигательного грейдер-элеватора с электроприводом конвейера и гидронасосов мощность

необходимые для передвижения грейдер-элеватора с рабочей скоростью, привода ленточного конвейера, очистителя ленты и гидравлических насосов управления плужной балкой с рабочим органом, кВт;

1 - КПД привода движения; 1 =0,80 ... 0,85;

2 - КПД, генератора и электродвигателей; 2 =0,75... 0,85.

Мощность для передвижения грейдер-элеватора

где F- в кН, vP – в м/с,

Мощность для привода конвейера

где Пк - в м3/ч; Г - в кН/м3;

lК - проекция длины ленточного конвейера на горизонтальное направление, м;

fЛ - коэффициент сопротивления движению ленты конвейера на горизонтальном участке; fЛ =0,04 ... 0,06;

hK - разность высот уровней концевых барабанов конвейера; hK =

2,5... 5,6 м;

3 - КПД привода конвейера; 3 = 0,85.

Для очистителя ленты NOЧ = 0,8 ... 1,5 кВт. Принимаем NOЧ =1,2 кВт. Мощность для привода гидравлических насосов (кВт)

где Gp - сила тяжести плужной балки с рабочим органом, кН; vПОД - скорость подъема; vПОД = 0,1...0,2 м/с;

4 - суммарный КПД гидропривода; 4 =0,7...0,8.

-101 -

5.8 Практическая работа №5 Тема: Определение основных параметров грейдер-элеваторов.

Цель работы: определить основные параметры грейдер-элеватора и произвести тяговый расчёт.

- 102 -

Методика расчета

Основными параметрами грейдер - элеваторов являются:

1.Диаметр дискового рабочего ножа, схема которого показана на рисунке 5.3.

Рисунок 5.3 Схема режущего диска.

где Пг-э - производительность грейдер - элеватора, м³/ч;

kп - коэффициент учитывающий потери грунта, принимается kп =(0,80 ÷ 0,90).

Vд - рабочая скорость грейдер–элеватора, м/ч, рекомендуется vд =

(6 ÷10) км/ч 2. Радиус кривизны режущего дискового ножа.

R = (0,85 ÷ 1,0) dн ,м,

где dн - диаметр режущего дискового ножа, м, 3. Глубина резания.

h= (0,0 ÷ 0,5) dн,м,

4.Площадь сечения срезаемой стружки

Fс = 0,2· dн 2, м2,

5. Углы:

а) резания, δ, принимается в зависимости от типа грунта, δ = (20°÷ 40°) .большее значение для песка, меньшее для глины;

б) захвата,ε, принимается в зависимости от типа грунта в пределах ε = (40°÷ 50°), большее значение для песка, меньшее для глины.

в) заострения, β = (18°÷30°).

6. Ширина ленты транспортёра

Вл = (1,2 ÷1,6) dн, м,

Условие движения грейдер–элеватора

- 103 -

Tсц.г-э ≥ ∑Wi

где Tсц.г-э - сила тяги базового трактора по сцеплению, Н Tт - тяговое усилие, развиваемое трактором, Н

∑Wi - сумма всех сил сопротивлений, Н

Сила тяги базового трактора по сцеплению

Tсц.г-э = Gсц.г-э·φсц… Н.

где Gсц.г-э - сцепной вес грейдер-элеватора, Н,

φсц - коэффициент сцепления ходового оборудования с грунтом, принимается φсц = (0,6 ÷ 0,9). Для плотных грунтов принимается большие значения, для мягких грунтов принимают меньшие значения.

Сцепной вес грейдер-элеватора определяется а) для прицепного грейдер-элевтора

Gсц.г-э = Gтр. , Н,

где Gтр – вес базового трактора, Н,

б) для полуприцепного грейдер-элевтора

Gсц.г-э (1,05 – 1,15) Gтр(т) ,Н,

где Gтр(т) – вес базового трактора (тягача), Н, в) для самоходного грейдер-элеватора

Gсц.г-э (1,20 – 1,35) Gт,Н,

где Gтр(т) – вес базового тягача, Н,

Рабочая скорость движения грейдер-элеватора vг-э, м/с принимается по таблице 6.5

Рисунок 5.4 Расчётная схема.

Основными силами сопротивления при работе грейдер - элеватора являются

∑Wi = W1 + W2 ,

где W1 - сопротивление грунта копанию, Н W2 -сопротивление движению, Н

- 104 -

Сопротивление грунта копанию определяется

W1 = kк·Fс ,Н,

где kк - удельное сопротивление грунта копанию зависит от типа грунта , принимается kк = (0,2 ÷ 0,45)МПа. Большее значение для плотных грунтов.

Fс - площадь сечения срезаемой стружки, м²

Сопротивление движению грейдер – элеватора определяется

W2 = [(Gг-э + Gгр.) + Gтр]·(f + i)

где Gтр - вес трактора, Н; который определяется

Gтр. = Мтр. ·g, Н,

где Мтр - масса трактора, кг.

g - ускорение свободного падения, g = 9,8 м/с²

Массу базового трактора определяем из таблицы. 6.5 Gг-э - общий вес грейдер–элеватора, Н;

Gг-э = Мг-э ·g ,Н,

где Мг-э - масса грейдер-элеватора, кг.

g - ускорение свободного падения, g = 9,8 м/с²

Вес грунта на транспортере грейдер-элеватора Gгр, принимается из зависимости

Gгр = (0,03 ÷ 0,05) Gг-э ,Н,

f - коэффициент сопротивления движению, принимается f = (0,06 ÷

0,2).

Проверяем условие движения, и при необходимости сделаем обоснование изложения в исходных данных.

Производительность грейдер-элеватора

Пг-э = 3600·L·Fс·kп·kвр./((L/vр.х) + tо.ц), м3/ч .

где L – длина разрабатываемого участка, м;

Fс – площадь срезаемой стружки грунта, м2;

kп – коэффициент потерь грунта, принимается kп = (0,8 ÷ 0,9);

kвр – коэффициент использования грейдер-элеватора во времени,

принимается kвр = (0,95 ÷ 0,98);

vр.х – рабочая скорость грейдер-элеватора, принимается vр.х = (1,7 ÷ 2,6)

м/с

tо.ц – время обслуживания цикла, принимается tо.ц = (30 ÷ 40)с.

Рекомендуемая литература

[1] стр.372-392, [10] стр.299-308, [15] стр.225-230, [14], [41]

- 105 -

5.9Контрольные задания

1.Понятие грейдер-элеватора и его основные параметры.

2.Почему энергоемкость снижается с увеличением радиуса кривизны?

3.Под каким углом устанавливается дисковый нож?

4.Как найти площадь сечения срезаемой стружки?

5.Из каких параметров состоит эксплуатационная производительность?

6.Какова действительная средняя скорость движения, при отсыпке насыпи из одностороннего резерва?

7.Каково тяговое сопротивление на перемещение для самоходного и полуприцепного грейдер-элеватора?

8.Баланс мощности для полуприцепного или самоходного, однодвигательного грейдер-элеватора.

9.Назовите области применения и технология ведения работ.

10.Назовите основные факторы, влияющие на эффективность работы.

11.Перечислите способы повышения производительности.

12.Опишите подробно рабочий процесс грейдер-элеваторов.

13.Определить основные параметры оборудования и мощности по исходным данным табл.5.2.

- 106 -

- 107 -

6.БУЛЬДОЗЕРЫ

6.1. Классификация и основные части бульдозеров.

Бульдозеры представляют собой рабочее оборудование, в виде отвала с толкающими брусьями, навешанное на гусеничном или колесном тракторе или специальном шасси.

Бульдозеры относятся к землеройно-транспортным машинам и осуществляют разработку грунта и транспортировку его на расстояние до 100-140 м и более, в зависимости от мощности базовой машины и типа ее двигателя.

Бульдозеры классифицируются по тяговому классу (усилию): малогабаритные – менее 25, легкие – 25…135, средние – 135…200, тяжелые 200…300 кН и по мощности базовой машины: легкие 20…80, средние 80…150, тяжелые 150…300, сверхтяжелые более 300 кВт.

Базовая машина обеспечивает транспортное и рабочее движение бульдозера и снабжает энергией механизмы привода и управления рабочими органами. Рабочее оборудование обеспечивает разработку и перемещение грунта и с помощью базовой машины.

Работа землеройно-транспортных машин возможна на грунтах, обладающих достаточной несущей способностью и создающих сцепление с движителями, необходимое для развития тягового усилия. Работа землеройно-транспортных машин может быть выполнена в слоях земной поверхности, расположенных выше уровня грунтовых вод. В зоне грунтовых вод, где грунты переувлажнены, работа землеройнотранспортных машин затруднена.

Бульдозеры конструируются с поворотным и неповоротным отвалом, т.е. их отличает способность изменять угол поворота отвала в плане, что создает определенные отличия при эксплуатации этих машин.

Бульдозеры с поворотным отвалом базируются на универсальной раме с шарнирным устройством, что способствует изменению угла поворота отвала и дает возможность использовать машину на отсыпке грунта в кавальеры за один проход.

Бульдозеры с неповоротным отвалом монтируются жестко с толкающими брусьями и упомянутых преимуществ не имеют.

Бульдозеры используются при следующих работах: возведение насыпей из боковых резервов; разработка выемок с перемещением грунта в кавальеры; разработка и перемещение грунта при профилировании земляного полотна; разравнивание грунта при отсыпке насыпей; планировка площадок; засыпка траншей, рвов, канав и ям грунтом и подсыпка грунта к устоям моста; расчистка участков и трасс дороги от кустарника, пней, леса; снятие с дорожной полосы верхнего растительного

- 108 -

слоя; разработка гравийных и песчаных карьеров; перемещение, укладка в штабели и погрузка сыпучих материалов (песок, щебень) на складах и строительных площадках; расчистка дорог, аэродромов, площадок от снега; подталкивание скреперов при загрузке.

Рисунок 6.1. Бульдозер: а – вид сбоку; б – вид в плане на бульдозер с неповоротным отвалом; в – то же, с поворотным; г –перекос отвала; д – сменные рабочие органы;

1–шарнир; 2– толкающий брус; 3– рама; 4– ножи; 5– отвал; 6– раскосы; 7, 11– гидроцилиндры; 8– трактор; 9– задние шарниры; 10– толкатели; 12–шаровой шарнир; 13– отвал с одним зубом; 14– отвал с киркой; 15– отвал с гребенчатым ножом; 16– отвал с наклонной наставкой;

17– отвал с наставкой в средней части; 18– отвал с приставкой; 19–отвал с кусторезным ножом; 20– отвал с вилами; 21– отвал с подъемными крюками

- 109 -