Бульдозер(ТК-25.02)

3.1. Работы по разработке и перемещению грунта в насыпь

В задании к РГР для работ по разработке и перемещению грунта в насыпь задан бульдозер ТК-25.02.

Бульдозеры

Бульдозер – самоходная гусеничная или колесная машина с регулируемым фронтально расположенным отвалом, которая вырезает стружку грунта (материала), формирует призму волочения, транспортирует и распределяет грунты (материал) при движении вперед.

Бульдозеры предназначены для разработки и перемещения грунтов и дорожно-строительных материалов при рытье котлованов, устройстве дорожных оснований, засыпке траншей и пазух, возведении земляного полотна лесных дорог, ремонте и содержании лесовозных дорог.

Бульдозеры классифицируют по назначению, типу ходового устройства, конструкции рабочего оборудования, тяговому классу базового трактора.

В зависимости от назначения различают бульдозеры общестроительные и специальные. Общестроительные бульдозеры применяют на сосредоточенных и линейных земляных работах для разработки, срезания и перемещения грунтов. Специальные бульдозеры предназначены для выполнения уникальных земляных работ, например, при прокладке дорог в тоннелях или подводные работы.

По типу ходового устройства бульдозеры бывают гусеничные и пневмоколесные. Гусеничные бульдозеры обладают высокой проходимостью в различных грунтовых условиях. Пневмоколесные бульдозеры используются при частых перебазировках, выполняя малообъемные земляные работы на строительных площадках с прочным основанием.

По конструкции рабочего оборудования различают бульдозеры с неповоротным отвалом, поворотным отвалом в плане, бульдозеры-погрузчики, бульдозеры-рыхлители. Бульдозерный неповоротный отвал установлен перпендикулярно продольной оси симметрии базового трактора неподвижно или с небольшим угловым качанием в поперечной плоскости. Поворотный отвал можно поворачивать на определенный угол в обе стороны от основного положения. У бульдозеров-погрузчиков на подъемной стреле шарнирно установлен отвал; при технологической необходимости вместо отвала может быть закреплен погрузочный ковш или другое дополнительное рабочее оборудование. Рыхлитель с одним или несколькими зубьями навешивается с тыльной стороны базового трактора, оборудованного спереди бульдозером.

3.1.1. Характеристики, технологическая карта и схема рабочей машины

Таблица 2. Характеристики рабочей машины ТК-25.02

Показатель		Обозначение	Единицы измерения	Значение
Базовый трактор		-	-	Т-10М
Масса бульдозера			т	45,0
Мощность двигателя			кВт	382
Габаритные размеры	длина		м	9,07
	ширина			5,05
	высота			4,76
Размер отвала	длина		м	5,05
	высота			1,15
Заглубление отвала			мм	500
Перекос отвала			град	14
Тип ходового устройства		-	-	Гусеничный
Диапазон скоростей	вперед (I-IV)	-	м/с	0,6…7,6
	назад (V)			1,6

Рис 2. Конструктивная схема бульдозера.

3.1.2. Тяговый расчет рабочей машины

Определим номинальное тяговое усилие бульдозера по условиям сцепления гусениц с грунтом и мощности двигателя, обеспечивающего возможность работы бульдозера:

где – тяговое усилие по мощности тягача, кН; – тяговое усилие по сцеплению гусениц с грунтом, кН; – сумма сопротивлений при работе бульдозера, кН.

где – сцепной вес бульдозера с навесным оборудованием, т., табл.2; – коэффициент сцепления гусениц с грунтом при их частичном проскальзывании, доли ед., ; – ускорение свободного падения, м/с², м/с².

Тяговое усилие по мощности бульдозера:

где – номинальная мощность двигателя, кВт; – КПД трансмиссии, доли ед., ; – рабочая скорость, м/с, принимаем м/с.

Согласно условиям, обеспечивающим возможность работы бульдозера, тяговое по сцеплению гусениц с грунтом ( должно быть больше тягового усилия ( .

Условие выполняется.

Определение общего сопротивления при работе бульдозера

Сумма сопротивлений (кН) при работе бульдозера определяется по формуле:

Сопротивление резанию грунта , кН:

где – удельное сопротивление грунта копанию, кН/м², (найдено в подготовительных работах при нахождении количества проходов, ); –длина отвала, м., табл. 1; – заглубление отвала, м(с условием, что h не меньше 0,08 м).

Вычислим высоту заглубления отвала исходя из уравнения тягового баланса, как равенство тягового усилия ( ) и суммы сопротивлений ( ).

Сопротивление движению грунта по отвалу , кН:

где – коэффициент, учитывающий сопротивление перемещения грунта по металлу, доли ед., , принимаем ; – масса призмы волочения, т.; – угол резанья, град., принимается .

где – объём призмы волочения, м³; – объёмная масса грунта, т/м³, , принимаем ; , м, табл. 2; – длина отвала, м, табл. 2; – коэффициент призмы волочения, доли ед., , принимаем ;

Сопротивление призмы волочения , кН

где – коэффициент сопротивления движению тягача, доли ед., , принимаем равным .

Сопротивление перемещению рыхлителя , кН:

где – масса базовой машины с оборудованием, т; – коэффициент трения качения тяговой машины, доли ед., , принимаем равным .

Условие для заглубления отвала (h) выполняется.

Уравнение тягового баланса выполняется.

3.1.3. Расчет часовой производительности рабочей машины

Определим часовую производительность бульдозера , м³/ч:

где - коэффициент использования рабочего времени, доли ед., ; – время цикла, сек.

Определим объём призмы волочения , м³:

Время цикла , сек:

где – время на переключение передач и на маневры, сек, принимаем .

Время резанья , сек:

где – расстояние резанья грунта, м.

где – коэффициент призмы, доли ед., , принимаем ; – коэффициент призмы волочения, доли ед., , принимаем ;

Время перемещения бульдозера с грунтом , сек:

где – расстояние перемещения бульдозера с грунтом, м; – скорость перемещения бульдозера с грунтом, м.

где – сопротивления движению бульдозера при перемещении грунта в насыпь, кН.

Время холостого хода , сек:

где – скорость холостого хода, м/с, принимаем из технической характеристики агрегата .

Рассчитаем часовую производительность агрегата:

3.2. Работы по разравниванию грунта (Планировочные работы)

Разравнивание грунта в насыпи будем осуществлять с помощью бульдозера ТК-25.02. Характеристики, технологическая карта и схема рабочей машины указаны в пункте 3.1.1.

3.2.1. Тяговый расчет рабочей машины

Определим номинальное тяговое усилие бульдозера по условиям сцепления гусениц с грунтом и мощности двигателя, обеспечивающего возможность работы бульдозера:

Так как для данного вида работ используется один и тот же бульдозер, что и для работ по разработке и перемещению грунта, принимаем номинальное усилие по сцеплению гусениц, как и в пункте 3.1.2, а номинальное тяговое усилие рассчитаем для скорости 1 м/с, т.к. сумма сопротивлений будет меньше чем в работе по разработке и перемещению грунтов.

Определение общего сопротивления при работе бульдозера

где – сопротивление резанью грунта, кН; рассчитываются как произведение каждого значения соответствующего сопротивления из раздела 3.1.2 и синуса угла поворота отвала ( 45 град); – сопротивление перемещению грунта вдоль по отвалу, кН; – принимается равным значению из раздела 3.1.2.;

Сопротивление резанью грунта , кН:

где – глубина резанья, м, для планировочных работ принимаем .

Сопротивление движению грунта по отвалу , кН:

Сопротивление призмы волочения , кН:

Сопротивление перемещению грунта вдоль по отвалу , кН:

Сопротивление перемещению рыхлителя , кН:

Уравнение тягового баланса выполняется.

3.2.2. Расчет часовой производительности рабочей машины

где – ширина перекрытия, м, , принимаем равным м; – длина полосы для разравнивания, м, ;

где – рабочая скорость бульдозера, м/с.