2. Машины для подготовительных работ

Подготовительные работы на дорожной полосе или строительной площадке состоят из корчевки пней, удаления крупных валунов, расчистки кустарников, рыхления грунтов и других работ.

Машины для подготовительных работ по своему назначению разделяются на корчеватели (рабочий орган – зубья), корчеватели-собиратели (рабочий орган – отвал с зубьями), рыхлители (рабочий орган – зубья), кусторезы с пассивным рабочим органом (А-образный отвал с ножом и колуном) и с активным (принцип косилки).

2.1. Рыхление грунта в канавках

В задании к РГР для подготовки грунта задан рыхлитель ДП-5С.

Рыхлители

Рыхлители – это машины для послойной разработки прочных грунтов, включая мерзлые, многолетнемерзлые и скальные, с последующей уборкой землеройно-транспортными или погрузочными машинами. Их применяют при сооружении земляного полотна, рытье котлованов и широких траншей, устройстве выемок в гидротехническом строительстве, корыт под дорожное полотно, резервов и на вскрышных работах.

2.1.1. Характеристики, технологическая карта и схема рабочей машины

Таблица 1. Характеристики рабочей машины ДП-5С

Показатель	Обозначение	Единицы измерения	Значение
Базовый трактор	-	-	Т-100МГ
Марка бульдозерного оборудования	-	-	ДЗ-18
Мощность двигателя		кВт	79,4
Масса бульдозера с рыхлителем		т	15,10
Масса рыхлителя			1,44
Тип подвески рыхлительного оборудования (место крепления)	-	-	3-звенная (задняя)
Число зубьев	-	шт	3
Заглубление и высота стойки зуба		см	40
Толщина зуба			6,6
Угол рыхления при	δ	град.	32…53
Тип ходовой	-	-	Гусеничный

Рабочий орган рыхлителя

Рис. 1. Параметры рабочего органа: a)-зуб рыхлителя; б)-устройство зубьев; -ширина рыхления; -глубина рыхления; -максимальная глубина рыхления; δ-угол рыхления при .

2.1.2. Тяговый расчет рабочей машины

Проверка работы рыхлителя при максимальном заглублении рабочего органа

Определим номинальное тяговое усилие рыхлителя по условиям сцепления гусениц с грунтом и мощности трактора, обеспечивающим возможность работы рыхлителя:

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

где – сцепной вес рыхлителя с навесным оборудованием, т., табл.1; – коэффициент сцепления гусениц с грунтом при их частичном проскальзывании, доли ед., ; – ускорение свободного падения, м/с², м/с².

Тяговое усилие по мощности тягача

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

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

Условие выполняется.

Определение общего сопротивления при работе рыхлителя

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

Сопротивление резанию грунта , кН:

где – удельное сопротивление грунта копанию, кН/м², (указано в задании); – ширина рыхления, м.; – глубина рыхления, м.

где -заглубление и высота стойки зуба, м; d-толщина зуба, м; -число зубьев, шт.

Сопротивление перемещению рыхлителя , кН:

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

Согласно условиям, обеспечивающим возможность работы рыхлителя, сумма сопротивлений ( ) должна быть меньше или равна тяговому усилию ( , а также меньше или равна тяговому усилию по сцеплению гусениц с грунтом ( )

Уравнение тягового баланса выполняется.

2.1.3. Расчет часовой производительности рабочей машины

Определим часовую производительность рыхлителя , м³/ч:

где – длина полосы рыхлителя, м, ; - коэффициент использования рабочего времени, доли ед., ; – время на произведение технологических операций, сек., ; n-число проходов по одному и тому же следу.

Рассчитаем число проходов, которое определяется путем вычитания 20% ко всем последующем удельным сопротивлениям грунта копания ( ), пока оно не будет удовлетворять условие ( -указано в задании).

Условие выполнено, число проходов n=1.