Добавил:
ivanov666
Опубликованный материал нарушает ваши авторские права? Сообщите нам.
Вуз:
Предмет:
Файл:Машина в строительном деле. Сборник задач с примерами расчетов
.pdf
31
ном участке пути при холостом ходе вперёд на 4-ой передаче и проверить
Направление
движения
Передача
1-ая
2-ая
3-ая
4-ая
5-ая
6-ая
Вперёд
3,50
5,51
9,75
14,10
22,00
41,00
Назад
4,22
6,64
11,72
16,90
26,60
47,00
возможность передвижения.
Техническая характеристика автогрейдера ДЗ-98.
Нагрузка на переднюю ось – 5650кг.
Нагрузка на задние оси (тандем) – 13850 кг.
Общая масса (эксплуатационная) – 19500 кг.
Скорость передвижения автогрейдера при номинальном режиме
двигателя 1700 об/мин, км/ч (шины 16.00-24).
Таблица 23
Скорости передвижения автогрейдера
Центр тяжести находится на расстоянии 4,26 м от передней оси.
Продольная база от передней оси до оси тандема – 6,00 м.
База тандема – 1,62 м. Точка приложения усилия заглубления нахо-
дится на расстоянии 2,63 м от передней оси.
4.6. Определить общее сопротивление передвижению автогрейдера
ДЗ-98В.00010 (133), на свежесрезанном глинистом грунте (f = 0,1) на
подъёме 10º в режиме разгона. До какой скорости машина сможет разо-
гнаться в этом случае? Для решения используйте данные задачи 2.5.
4.7. Определить, как изменится суммарное тяговое усилие автогрейдера ДЗ-98В.00010 (133), а также тяговое усилие на передней оси и тандеме, если макс. усилие заглубления отвала составляет 103 кН. Для реше-
ния используйте данные задачи 2.5.
4.8. Определить, как изменится суммарное тяговое усилие автогрейдера ДЗ-98В.00010 (133), если усилие заглубления отвала полностью
разгружает переднюю ось или тандем, но не отрывает их от грунта. Найти
предельное усилие заглубления отвала для данного случая. Для решения
используйте данные задачи 2.5.
4.9. Определить, как изменится суммарное тяговое усилие автогрейдера ДЗ-98В.00010 (133), а также тяговое усилие на передней оси и тандеме, если макс. усилие заглубления кирковщика составляет 45,4 кН. Для
решения используйте данные задачи 2.5.
4.10. Определить, как изменится суммарное тяговое усилие автогрейдера ДЗ-98В.00010 (133), если усилие заглубления кирковщика
полностью разгружает переднюю ось, но не отрывает её от грунта. Найти
предельное усилие заглубления кирковщика для данного случая. Для решения используйте данные задачи 2.5.
4.11. Для копания канала треугольного сечения перпендикулярными
к оси проходами предполагают использовать гусеничный бульдозер
32
Б-10.1, техническая характеристика которого представлена в задаче 2.1.
Требуется определить предельный угол наклона дна канала, если рабочее
сопротивление на отвале достигает не менее 70 кН. Грунт – плотная глина
(f = 0,15, φ = 1,0). Какую глубину будет иметь канал, если ширина достигает 10 м?
Р е ш е н и е
Сумма сопротивлений передвижению:
W (f
Подставляя имеющиеся значения, получаем:
W (0,15
В данном случае пренебрегаем cos α, в силу его малого отличия от 1,
что в конечном итоге приводит к некоторому дополнительному запасу тяги и незначительному снижению угла.
Касательная сила тяги на гусеницах трактора определится из выраже-
ния (13) с учётом результатов задачи 2.1:
=
Сила тяги по сцеплению, развиваемая машиной, определится из вы-
ражения учётом всех значений:
Используя условие движения машины, получаем:
,
откуда:
=0,248; = 14º
Глубина канала при ширине 10м составит:
H =
5. РАСЧЁТЫ ПРОИЗВОДИТЕЛЬНОСТИ СТРОИТЕЛЬНЫХ
МАШИН
5.1. Для устройства фундамента здания в зимнее время требуется
произвести рыхление грунта, сложенного плотной глиной, на глубину до
3м. Размеры котлована в плане 60 Уклон местности отсутствует.
Для рыхления собираются использовать одностоечный рыхлитель Cater-
pillar D8L. Направления проходов по длине котлована. Параметры машины приводятся в табл. 24.
33
Таблица 24
Параметр
Величина
Мощность двигателя, кВт
250
Номинальное число оборотов вала, мин-1
1900
Масса в снаряжённом состоянии, кг
41756
К.П.Д трансмиссии на 1-ой передаче
0,70
Ширина стойки рыхлителя, мм
68
Макс. глубина рыхления, мм
1156
Параметры рыхлителя Caterpillar D8L
Требуется определить время производства работ данной машиной.
Решение
Определяем объём работ в плотном теле с учётом устройства выезда
из котлована с под углом 14º:
V =Ш
Время производства работ:
Т = , (32)
где – эксплуатационная часовая производительность рыхлителя в данных условиях, м3/ч.
Эксплуатационная часовая производительность рыхлителя вычисля-
ется по формуле:
, (33)
где В – ширина полосы рыхления за 1 проход, м;
v – скорость рыхлителя при работе, км/ч;
С – глубина рыхления, м;
– длина полосы рыхления (рабочий ход) с учётом выезда из котло-
вана, м;
-длина полосы откатки назад (холостой ход) с учётом выезда из
котлована, м;
кв=0,83 – коэффициент использования машины по времени.
m – количество проходов по одному месту;
– коэффициент разрыхления грунта.
Ширина полосы рыхления за 1 проход:
где К
В = К
с
с
– ширина стойки рыхлителя, м;
(34)
34
с – глубина рыхления за 1 проход, м;
– угол сдвига грунта, значения от 15º до 45º;
р – шаг рыхлителей (многостоечные машины), м.
Определяем ширину полосы, используя значения:
В = 0,75
Скорость движения машины и глубина рыхления м.б. определена
только путём рассмотрения условия движения машины.
Сумма сопротивлений передвижению при рабочем ходе машины:
W f
где
Подставляя имеющиеся значения, получаем:
W 0,12
=
Сила тяги по сцеплению, развиваемая машиной, определится из вы-
ражения учётом всех значений:
Принимая = , находим скорость рабочего хода:
= = 2,56км/ч
245,5 =
Получаем приведённое квадратное уравнение:
- 0,23 = 0
Глубина рыхления с = 0,45м. Ширина рыхления В = 0,44м.
Длина 1-го рабочего хода6
= 1,85м; = 12,4м;
В таком случае общий рабочий ход составит:
7,12 = 67,12м
Подставляя имеющиеся значения, получаем:
=261
Время производства работ:
Т = = 13,8часа
35
5.2. Используя данные задачи 5.1, определить время производства
Параметр
Величина
Мощность двигателя, кВт
172
Номинальное число оборотов вала, мин-1
1800
Масса в снаряжённом состоянии, кг
25750
КПД трансмиссии на 1-ой передаче
0,75
Ширина стойки рыхлителя, мм
55
Макс. глубина рыхления, мм
625
Шаг стоек
1000
Параметр
Величина
Объём грунта перед отвалом, м3
6,37
КПД трансмиссии на 1-ой передаче
0,75
Ширина отвала, мм
3990
Высота отвала, мм
1450
Макс. глубина копания, мм
525
Макс. высота подъёма отвала, мм
1150
Изменение угла резания, град.
10
Скорость заглубления отвала, м/с
0,25
работ в случае проходов рыхлителя по ширине котлована. Результаты
сравнить и объяснить причины изменения времени.
5.3. В карьере для добычи гипса используется трёхстоечный рыхли-
тель Liebherr PR 742B. Рыхление производится послойно на рабочей площадке 50 50м, имеющей уклон 10 %. Требуется определить время произ-
водства работ по вскрыше одного слоя гипса, если удельное сопротивление рыхления гипса составляет 600 кПа, коэффициент разрыхления – 1,35,
угол сдвига гипса – 15º, коэффициент удельного сопротивления перемещению – 0,15 и коэффициент сцепления – 0,85. Направление рабочих ходов соответствует уклону. Параметры рыхлителя приводятся в табл. 25.
Таблица 25
Параметры рыхлителя Liebherr PR 742B
5.3. Определить время производства работ гусеничным бульдозером
Liebherr PR 742B при возведении насыпи при переходе оврага, объёмом
уплотнённом состоянии 1000 м3. Грунт для насыпи находится на расстоянии 75 м от его геометрической и ниже её отметки на 7,5 м ходов соответствует уклону. Параметры бульдозера-рыхлителя приводятся в табл. 25 и
26. Удельное сопротивление копания песка II категории составляет
200кПа, коэффициент начального разрыхления – 1,15, коэффициент остаточного разрыхления – 1,03, коэффициент удельного сопротивления перемещению -0,20 и коэффициент сцепления – 0,8.
Таблица 26
Параметры бульдозера Liebherr PR 742B
36
Р е ш е н и е
Время производства работ:
Т = ,
где м3;
– эксплуатационная часовая производительность бульдозера, м3/ч.
Объём работ в плотном теле:
V = (35)
Подставляя имеющиеся значения, получаем:
V =
Эксплуатационная часовая производительность бульдозера вычисля-
ется по формуле:
, (36)
где V
– объём призмы грунта перед отвалом, ;
пр
К
– коэффициент, учитывающий уклон местности.
укл
kв – коэффициент, учитывающий простои машин;
k
– коэффициент начального разрыхления грунта.
н.р
Длительность рабочего цикла бульдозера определится из выражения:
где - время набора грунта отвалом, с;
- время перемещения грунта к месту укладки, с;
- время разгрузки отвала, с;
- время холостого хода назад, с;
- время реверсирования машины, с.
Время набора грунта отвалом при треугольной стружке:
(38)
где – путь набора грунта отвалом, м;
v1 – скорость движения при наборе грунта, м/с;
В – ширина отвала, м;
– максимальная толщина срезаемой стружки при наборе грунта, м.
После подстановки получаем:
= , м
Подставляя имеющиеся значения, получаем: t1 = , с
37
Величины могут быть определены только при тяговом рас-
чёте.
Скорость при перемещении грунта соответствует скорости набора,
т.е. =
Время разгрузки отвала принимаем равным нулю, т.к. нет отсыпки
тонким слоем, грунт под действием силы его тяжести падает в овраг с
бровки, т.е.
Время движения задним ходом для преодоления пути набора и
транспортировки грунта:
, с
Время реверсирования машины:
=10с
Сумма сопротивлений при рабочем ходе бульдозера:
W (f
где: - угол подъёма бульдозера, arctg = arctg0,1 = 6º.
W
– рабочее сопротивление бульдозера с неповоротным отвалом:
раб
+
где значения этого
параметра: грунты I категории – 120 кПа, II категории – 200 кПа, III кате-
гории – 300 кПа и IV категории – 400 кПа;
v0 -скорость заглубления отвала, м/с;
для не-
связных грунтов, 0,75 – для малосвязных и 1,0 –для связных грунтов;
0,35 – для
глины и для песка – 0,8;
– угол резания отвала бульдозера, обычно 50º-60º.
Подставляя имеющиеся значения, получаем:
+
= 798 + 62,56
Уравнение: 62,56 798 - 202 = 0. Получаем
38
Подставляя имеющиеся значения, получаем сумму сопротивлений
при рабочем ходе машины в режиме копания грунта:
W (0,2
Подставляя имеющиеся значения, получаем сумму сопротивлений
при рабочем ходе машины в режиме перемещения грунта:
W (0,2 6,37
=152,1кН
Сила тяги по сцеплению, развиваемая машиной, определится из вы-
ражения учётом всех значений:
Принимая = , находим скорость рабочего хода и макс. тол-
щину стружки: = = 2,7км/ч
= 202 или
Решение уравнения даёт результат
Путь набора грунта отвалом:
= = 17,3м
Время набора грунта:
= = =23,1с
Время перемещения грунта:
= = = 100с
Время холостого хода назад:
= = 46,1 с.
Находим общую длительность рабочего цикла бульдозера:
Т
= 23,1 + 100 + 0 + 46,1 + 10 = 179, 2 с
ц
Производительность машины составит:
= 92 м3/ч.
Время производства работ:
Т = = 10,5 ч.
39
5.4. Используя данные предыдущей задачи, построить график произ-
Параметр
Величина
Объём грунта перед отвалом, м3
4,75
Ширина отвала, мм
3310
Высота отвала, мм
1310
Макс. глубина копания, мм
440
Макс. высота подъёма отвала, мм
1020
Угол резания, град.
55
Изменение угла резания, град.
10
Скорость заглубления отвала, м/с
0,25
водительности бульдозера при изменении дальности от 75 до 125м с шагом 10м при сохранении угла подъёма траектории перемещения.
5.5. Используя данные задач 2.1 и 4.11, определить время возведения
1 км канала треугольного сечения перпендикулярными проходами к оси
гусеничным бульдозером Б-10.1. Параметры канала: ширина достигает
10м; глубина – 1,25м и угол наклона дна - 14º. Грунт – плотная глина (f =
0,15, φ = 1,0 ).
Дополнительные данные по бульдозеру Б.10.1 приводятся в табл. 27.
Таблица 27
Параметры бульдозера Б10.1 (МТ)
5.6. Определить время возведения 1 км насыпи трапециевидной фор-
мы из боковых резервов перпендикулярными проходами к оси гусеничным бульдозером Б-10.1. Параметры насыпи: ширина по верху - 7м; высота – 1,5м, величина откоса и угол наклона откоса - 25º. Грунт – плотная
глина (f = 0,15, φ = 1,0, ). Резерв грунта находится на
расстоянии 5 м от основания насыпи с каждой стороны.
5.7. Определить производительность гусеничного бульдозера Б-10.1 и
время работ при перемещении грунта и его распределении слоем толщиной 20 см при устройстве горизонтальной площадки с размерами 50
50м. Грунт – супесь (f = 0,18, φ = 0,8, ). Резерв
грунта находится на расстоянии 25 м от края площадки.
5.8. Группа самоходных скреперов МоАЗ-6014 в количестве 10 единиц (см. задачу 4.1) используется для возведения насыпи автомобильной
дороги. Параметры насыпи: ширина по верху - 7м; высота – 1,5м, величина откоса 1:m =1:1. Грунт – песок I категории трудности разработки ( =
120кПа, f = 0,10, φ = 0,60, ). Резерв грунта находится на расстоянии 2,5км от начала насыпи и связан с нею временной доро-
гой, состояние которой поддерживается автогрейдером, что позволяет тягачу скрепера двигаться на 3-ей передаче с грузом и на 4-ой без груза.
40
Движение происходит практически на горизонтальном участке. Загрузка
Параметр
Величина
Объём грунта в ковше, м
3
геометрический
с шапкой
8
10
Ширина резания, мм
2750
Макс. глубина копания, мм
300
Мин. радиус поворота, мм
7000
Скорость передвижения, км/ч:
1-я передача
2-я передача
3-я передача
4-я передача
5-я передача
2,4
5,4
8,8
16,5
29,0
скреперов производится бульдозером Б10.1 поочерёдно.
Требуется определить:
-длительность цикла работы скрепера;
- длительность цикла работы толкача;
-производительность скрепера в начале и конце насыпи;
-производительность группы скреперов;
-время возведения насыпи.
Дополнительные данные скреперу приводятся в табл. 28.
Таблица 28
Параметры скрепера МоАЗ-6014
Р е ш е н и е
Так как скрепер используется с толкачом во время загрузки, то тя-
говый расчёт не производим и принимаем среднюю толщину стружки:
0,15 м.
Длина пути набора грунта определится из выражения:
= , м (39)
м3;
В –ширина резания, м;
0,7 − коэффициент, учитывающий неоднородность стружки.
Подставляя имеющиеся значения, получаем:
= м
Время набора грунта:
= 43,2с
Время перемещения грунта:
Соседние файлы в предмете [НЕСОРТИРОВАННОЕ]