Добавил:
ivanov666
Опубликованный материал нарушает ваши авторские права? Сообщите нам.
Вуз:
Предмет:
Файл:Методические указания к самостоятельной работе студентов направлений подготовки 23.05.01 «Наземные транспортно-технологические средства», 23.03.02 «На
.pdf
11
Длина отвала бульдозера с неповоротным отвалом выбирается минимально
нбнб
ТТН 5500
3
нбнб
ТТН 5450
3
tgVV
р
рх
в
с
возможной из расчета перекрытия габарита базовой машины по ширине или наиболее выступающих в стороны элементов толкающей рамы (не менее 100 мм с
каждой стороны).
Высота отвала (в мм) определяется тяговым усилием бульдозера (в тс) при
скорости, подходящей для бульдозерных работ, параметрами отвальной поверхности и грунтовыми условиями:
– для неповоротных отвалов
, (19)
– для поворотных отвалов
. (20)
Высоту подъема отвала рекомендуется выбирать из расчета достижения угла
въезда не менее 20–30° для бульдозеров с неповоротными и 20–25° для бульдозеров с поворотными отвалами.
При выборе величины опускания отвалов ниже опорной поверхности базовой
машины угол между опорной поверхностью и линией, соединяющей режущую
кромку опущенного отвала с центром давления, должен быть не менее 20°.
Скорость перемещения отвала (ее вертикальную составляющую) следует вы-
бирать из условия, чтобы зарезание производилось только режущей кромкой (коробка жесткости отвала не должна касаться основания забоя):
где V
р
– расчетная скорость движения трактора при рабочем ходе; – задний
рх
, (21)
угол резания (30 – 35о).
1.3. Расчет на прочность отвала бульдозера
Расчет на прочность отвала производится для пяти расчетных положений:
1. Внезапный упор в препятствие средней точкой отвала при движении буль-
дозера по горизонтальной поверхности (рис. 5, а);
12
2. В процессе заглубления отвала при одновременном движении вперед по
горизонтальной поверхности (рис. 5, б) трактор вывешивается на средней точке
отвала. В цилиндрах развивается усилие, достаточное для опрокидывания базовой
машины относительно точки А (см. рис. 4).
3. В процессе заглубления отвала трактор вывешивается на крайней точке от-
вала при движении по горизонтальной поверхности (рис. 5, б);
4. При выглублении отвала и одновременном движении вперед (рис. 5, в) трактор
вывешивается на средней точке отвала. Гидроцилиндры развивают усилие, достаточное для опрокидывания базовой машины относительно точки В (см. рис. 4).
5. То же, что и 4–е положение, но трактор вывешивается на крайней точке отвала.
Рис. 5. Расчетные положения отвала (P
, Py, Pz – усилия, действующие на отвал)
x
Силы, действующие на отвал в каждом расчетном положении, определяются
по формулам, приведенным в табл. 4.
В этих формулах: Gб – суммарный вес базовой машины и навесного обору-
дования; φ
сцепного веса для гусеничных базовых машин; φ
= 0,9 – 0,95 – максимальное значение коэффициента использования
max
= 0,8–0,85 – максимальное
max
значение коэффициента использования сцепного веса для колесных базовых машин; V – скорость базовой машины в момент встречи с препятствием; g –
13
981см/сек2 - ускорение земного тяготения; lА, l, lС – размеры, определяемые по
21
21
0
C
C
C
CC
..2 мб
GС
Расчетное
положение
Горизонтальное усилие
Вертикальное
усилие
Боковое усилие
1
0max
c
g
G
VGР
б
сцу
-
-
2
0max
)( c
g
G
VPGР
б
zбу
C
A
мбz
ll
l
GP
-
3
То же, что и для 2
То же, что и для 2
ll
L
РG
P
C
zб
x
max
2
4
0max
)( c
g
G
VPGР
б
zбу
Если
мбzб
ТPG
max
)(
, то
0
c
g
G
VТР
б
мбу
C
Б
мбz
l
l
GP
-
5
То же, что и для 4
То же, что и 4
C
zбм
x
l
L
РG
P
max
2
Если
мбzбм
TPG
max
)(
,
то
2
бм
x
G
P
схеме (см. рис. 4); L – длина отвала бульдозера; Т
– максимальное свободное
м.б
тяговое усилие по двигателю на рассчитываемой передаче; µ = 0,65 – 0,7 – коэффициент бокового сдвига; с0 – суммарная жѐсткость препятствия и системы
навесного оборудования:
. (22)
Коэффициенты жесткости препятствий с1 представлены в табл. 5.
Жесткость системы навесного оборудования С2 можно ориентировочно
определить по формуле:
, (23)
где α = 0,9 ÷ 1,0 кГ/(см∙кГ) – коэффициент жесткости навесного оборудования на
1 кГ веса трактора.
Таблица 4
Расчетные формулы для определения усилий, действующих на отвал бульдозера
14
Для бульдозера с поворотным отвалом, кроме того, необходимо проверить
№ препят-
ствия
Вид препятствия
С1, кгс/см
1
Грунт I категории при заглублении отвала длиной
300 см, угол резания: = 30о
= 60
о
1,15
1,35
2
Грунт II категории при заглублении отвала длиной
300 см, угол резания: = 30о
= 60о
170
520
3
Грунт III категории при заглублении отвала длиной
300 см, угол резания: = 30о
= 60о
285
850
4
Сосновая свая, удар на высоте 15 см, диаметр сваи:
= 30 см
= 70 см
1730
9300
5
Кирпичный столб шириной 65 см, площадь сечения
3900 см2, удар на высоте 15 см
18150
6
Камень (гранит) шириной 50 см
130000
прочность металлоконструкции при повернутом отвале с нагрузкой на выступающем конце ножа отвала (третье и пятое расчетные положения).
Таблица 5
Коэффициенты жесткости препятствия
Примечание: Коэффициент жесткости препятствия c1 выбирается следующим
образом: первое расчетное положение по 4-6 пунктам; со второго по пятое расчетные положения по 1-3 пунктам.
Варианты заданий по расчету основных параметров и режимов работы
бульдозеров на базе колесных и гусеничных тракторов приведены в приложении А (табл. А.1 – А.4).
В приложении Б (табл. Б.1 – Б.4) приведены варианты заданий по расче-
ту основных параметров и режимов работы фронтальных погрузчиков на базе
колесных и гусеничных тракторов.
15
2. РАСЧЕТ ПОГРУЗЧИКА
Рис. 6. Схема сил, действующих на погрузчик
для определения грузоподъемности
базового трактора определяют по формуле:
TГ
TTTTooT
н
La
xLGLbGLP
Q
)()(
, (24)
где G0 – конструктивный вес погрузочного оборудования; хТ – продольная
координата центра тяжести базового
трактора; aГ и bO – горизонтальные координаты центров тяжести груза в ковше и
оборудования; LТ – продольная база трактора; GT – вес трактора.
Г
ooTT
Н
a
bGxG
Q
2.1. Выбор и расчет основных параметров погрузчика
Тяговый расчет погрузчика такой же, как и у бульдозера (см. п. 1.1.).
Грузоподъемность погрузчика – допустимый вес груза в ковше с учетом его
приложения в центре тяжести основного ковша.
Особенность определения номинальной грузоподъемности QН колесных по-
грузчиков состоит в том, что ее определяют при максимальном вылете ковша
(условие 1 – рис. 6) по допустимым нагрузкам Р на ходовую часть базовой машины и из условия устойчивости в момент опрокидывания (условие 2).
Грузоподъемность по допускаемым нагрузкам P на ходовую часть (колеса)
Для обеспечения устойчивости погрузчика необходимо, чтобы
минимальную из двух условий.
В качестве реальной величины номинальной грузоподъемности выбирают
По заданной грузоподъемности QН определяют аГ и b0.
. (25)
16
Максимальная грузоподъемность Q
oTo
kGG
q
GG
Q
q
oT
H
H
PC
H
H
Q
V
ОТП
GGG
– наибольший вес груза, прило-
max
женный в центре тяжести основного ковша, который может быть поднят на максимальную высоту с помощью гидропривода навесного оборудования. Ее определяют после выбора и расчета параметров гидропривода навесного оборудования.
Конструктивный вес погрузочного оборудования определяют по весу базово-
го трактора G
где k0 – коэффициент, равный 0,25 – 0,35.
Т
, (26)
Рациональность использования веса базовой машины и совершенство ходо-
вой части определяют по коэффициенту удельной грузоподъемности
. (27)
Рекомендуют следующие предельные значения коэффициента удельной гру-
зоподъемности [q]: для гусеничных погрузчиков 0,20 – 0,22; для колесных 0,25 –
0,3.
Номинальную емкость основного ковша, м3, определяют по грузоподъемно-
сти погрузочного оборудования из расчета работы на сыпучих и мелкокусковых
материалах с объемным весом γC = 1,6 т/м
3
, (28)
где εр – коэффициент наполнения ковша, равный 1,25.
Коэффициент наполнения выбирают с учетом того, что в эксплуатационных
условиях ковш наполняется материалом с «шапкой», объем которой в средних
условиях составляет 25% его номинальной емкости.
Эксплуатационный вес погрузчика равен сумме эксплуатационных весов
базового трактора и погрузочного оборудования:
. (29)
Напорное усилие погрузчика, т. е. тяговое усилие базового трактора с уче-
17
том веса погрузочного оборудования на рабочей передаче, определяют по тяговой
fG
V
N
Т
ПT
pp
e
Н
)1(
max
Псц
GТ
i
rn
V
кдв
P
377,0
зв
к
к
l
z
r
2
ш
шш
к
Dd
r
2
2
характеристике из условия работы погрузчика на горизонтальной площадке.
Напорное усилие по двигателю приближенно определяют по формуле:
где N
– наибольшая эффективная мощность двигателя, Вт; Vp – рабочая ско-
emax
, (30)
рость внедрения в м/с; ηТ – к.п.д. механической трансмиссии 0,85 – 0,88, гидроме-
ханической 0,6 – 0,75; f – коэффициент сопротивления качению, принимают при
гусеничной ходовой части 0,06 – 0,1, при колесной – 0,03 – 0,04; δр – расчетное
буксование, в первом случае 0,07, во втором – 0,20.
Напорное усилие по сцепному весу
, (31)
где φ – коэффициент сцепления движителя (0,9 – гусеничные промышленные
тракторы, 0,6 – 0,8 – колесные).
Скорость рабочего хода погрузчиков принимают 3,0 – 4,0 км/ч. Расчетное
значение скорости, км/ч
где n
– номинальная частота вращения вала двигателя в об/мин; i – передаточное
дв
, (32)
число трансмиссии; rк – динамический радиус окружности ведущей звездочки или
колеса в м.
Для гусеничной ходовой части
, (33)
где lзв – шаг звена гусеничной цепи; zк – число зубьев ведущей звездочки.
Динамический радиус пневматических шин определяют по нагрузочной ха-
рактеристике или по формуле:
, (34)
18
где dш – ширина профиля шины; Dш – диаметр обода; εш – коэффициент деформа-
Pvvкз
VkV 277,0
..
2,1...0,1/
..
Pкзv
VV
oкзкз
RV /
....
x
d
П
СП
V
S
S
V
..
..
)3,1...2,1(
СПoc
VV
ции шины, равный 0,930 – 0,935 для шин низкого давления и 0,945 – 0,950 для
шин высокого давления.
Скорость обратного холостого хода выбирают на 25–40% выше рабочей ско-
рости движения.
Линейная скорость поворота (запрокидывания) ковша (по режущей кромке
ковша относительно шарнира поворота ковша), м/с
, (35)
где kv = 0,5 – коэффициент снижения рабочей скорости от буксования и при внедрении ковша с падением частоты вращения вала двигателя; v – коэффициент совмещения скоростей запрокидывания и внедрения ковша.
При совмещенном процессе разработки материала соотношение скоростей
запрокидывания и внедрения
. (36)
Угловая скорость запрокидывания ковша, рад/с
, (37)
где R0 – радиус поворота ковша (кратчайшее расстояние между осью шарнира поворота ковша и режущей кромкой, см. формулу 51).
Скорость подъема стрелы при совмещении движений вверх и вперед, м/с
, (38)
где SП – длина пути шарнира крепления ковша при подъеме стрелы; Sd – средняя
длина пути рабочего хода погрузчика; Vх – скорость обратного холостого хода погрузчика.
Скорость опускания стрелы определяют по скорости подъема с таким расче-
том, чтобы в полости опускания гидроцилиндров стрелы не образовывался вакуум:
Выглубляющее усилие Nв – усилие, развиваемое гидроцилиндрами поворота
19
и приложенное на режущей кромке основного ковша.
нв
QN )0,30,2(
нп
QN )3,28,1(
,
max
к
г
B
T
q
.
к
в
в
B
N
q
Наименование
показателей
Ходовая часть
Показатели в кгс/см при грузоподъемности в тс
до 3
4 – 6
св. 6
Удельное
напорное усилие
Гусеничная
Колесная
25 – 40
15 – 30
40 – 60
25 – 40
Св. 60
» 40
Удельное вы-
глубляющее
усилие
Гусеничная
Колесная
20 – 35
25 – 40
Св. 30
.
Его проверяют по устойчивости машины.
Подъемное усилие Nn – усилие на режущей кромке ковша, развиваемое гид-
роцилиндрами стрелы и проверяемое по устойчивости машины. Приближенно его
определяют по номинальной грузоподъемности
.
Удельное напорное усилие на кромке ковша (табл. 6):
где Т
– наибольшее тяговое усилие по двигателю или по сцепному весу; Вк –
mах
наружная ширина режущей кромки ковша.
Удельное выглубляющее усилие на кромке ковша определяют по формуле:
Рекомендуемые значения удельных напорных и выглубляющих усилий для
основного ковша
По данным табл. 6 определяют величину ВК.
(39)
(40)
Таблица 6
Центр давления и распределения нагрузок по мостам порожнего и груженого по-
грузчика определяют в статическом состоянии при транспортном положении рабочего
оборудования (ковш запрокинут “на себя”, шарнир крепления ковша к стреле находится на расстоянии 400 мм от поверхности) и при максимальном вылете (см. рис. 7).
20
,
Г
нп
ннпп
QG
aQxG
x
TГT
LхL
6
1
Г
Рис. 7. Схема сил, действующих на погрузчик, для определения центра
давления и нагрузок на мосты:
а – гусеничный ход; б – колесный ход.
Вес груза в ковше принимают равным грузоподъемности и считают прило-
женным в центре тяжести ковша. Положение центра давления относительно оси
ведущей звездочки для груженого гусеничного погрузчика (рис. 7, а) определится
следующим образом:
(41)
где xп = LT – x
– координата центра тяжести погрузчика от оси ведущей звездоч-
T
ки; aн – координата центра тяжести груза в ковше от оси ведущей звездочки; Gп –
вес погрузчика; Qн – номинальная грузоподъемность.
Плечо центра давления
для гружѐной машины относительно оси опор-
Г
ных направляющих колѐс должно превышать 1/6LT:
. (42)
Статические нагрузки на мосты для порожнего колесного погрузчика
(рис. 7, б) определяют по следующим зависимостям:
Соседние файлы в предмете [НЕСОРТИРОВАННОЕ]