строительные машины / 605847_70AA4_raschet_proizvoditelnosti_buldozera_s_nepovorotnym_otvalom

Астраханский государственный технический университет

Кафедра Градостроительства

Лабораторно-практическая работа по теме № 2

“Расчёт производительности бульдозера с неповоротным отвалом и определение часовой и сметной производительности бульдозера”

Выполнил: ст.гр.ДСС-31

Калинина Е.И.

Проверил: ст.пр.Сиидов Ш.И.

Астрахань,2012

Расчёт производительности бульдозера с неповоротным отвалом с учётом сил сопротивлений, возникающих в процессе копания грунта в заданных условиях производства работ.

Исходные данные:

Требуется определить часовую техническую и сменную эксплуатационную производительность бульдозера с неповоротным отвалом с учётом сил сопротивлений, возникающих в процессе копания грунта при следующих производственных условиях, которые даны в задании на проектирование:

Марка бульдозера;

Марка базового гусеничного трактора бульдозера;

Вид и плотность разрабатываемого грунта;

Схема работы бульдозера;

Средняя дальность перемещения грунта;

Перемещение грунта на подъем, под уклон или на горизонтальном участку.

Технические характеристики бульдозера по его заданной марке.

Вариант	Марка бульдозера	Базовый трактор	Мощность двигателя, кВТ	Длина отвала, мм	Высота отвала, мм	Максимальное заглубление отвала в грунт, мм	Масса бульдозера,кг
3	ДЗ-54	Т-100М	79,4	3200	1200	370	13580

Схема сил сопротивлений, возникающих в процессе копания грунта бульдозером.

В процессе разработки грунта отвалом бульдозера сначала происходит внедрение ножевой плиты отвала в грунт, затем резание грунта, т.е. процесс определения грунта от массива и формирование стружки грунта или призмы волочения в зависимости от физико-механических свойств грунта.

При дальнейшем движении бульдозера вперед происходит процесс копания грунта, т.е. совокупность процессов, включающих резание, формирование стружки,её перемещение вверх по поверхности отвала бульдозера и перемещение её в набранной призме волочения перед отвалом бульдозера к месту разгрузки.

Усилие, которое необходимо преодолеть трактору бульдозера при копании грунта (кН), складывается из суммы следующих сил сопротивлений:

Где – сопротивление грунта резанью ножевой кромкой отвала бульдозера, кН;

– сопротивление волочению призмы грунта перед отвалом бульдозера, кН;

– сопротивление движению грунта вверх по металлической поверхности отвала бульдозера, кН;

– сопротивление движению бульдозера как транспортной единицы, кН.

Определение величины сил сопротивлений, возникающих в процессе копания грунта отвалом бульдозера.

Для определения величины сил сопротивлений, возникающих в процессе копания грунта отвалом бульдозера, необходимо сначала определить объем грунта в призме волочения , перемещаемой отвалом бульдозера

Где - длина отвала бульдозера, м;

- высота отвала бульдозера, м;

- угол откоса грунта в призме волочения перед отвалом бульдозера в движении, град;

- коэффициент разрыхления грунта.

и принимаются по техническим характеристикам бульдозера.

Величина силы сопротивления грунта резанью ножевой кромкой отвала бульдозера (кН)

Где – длина отвала бульдозера, м;

– толщина срезаемой стружки грунта ножевой кромкой отвала бульдозера, м;

- удаленное сопротивление грунта резанью ножевой кромкой отвала бульдозера, МПа.

Величина определяется в зависимости от вида грунта. При разработке глинистых грунтов =0,1м, при разработке суглинистых грунтов = 0,15м, а при разработке песчаных и супесчаных грунтов = 0,2м.

Сопротивление перемещению призмы волочения по поверхности разрабатываемого участка грунта перед отвалом бульдозера (кН)

Где - объем грунта в призме волочения, ;

- плотность перемещаемого грунта, ;

– ускорение силы тяжести, ;

– коэффициент силы трения грунта, перемещаемого по грунту;

- коэффициент сопротивления движению бульдозера по поверхности разрабатываемого участка на подъеме или под уклон.

=0,4-0,8 при этом меньшие значения коэффициента принимаются для влажных и глинистых грунтов, а большие – для сухих и песчаных грунтов.

, где - угол наклона пути движения бульдозера к горизонту. ”+” – при движении бульдозера в рабочем цикле на подъем, “-” – при движении бульдозера под уклон.

Сопротивление, возникающее при движении срезаемой стружки грунта (кН) вверх по поверхности отвала:

Где - коэффициент силы трения при перемещении грунта по поверхности металла, принимается для суглинистого и супесчаного в пределах , для глинистых , а для песчаных грунтов ;

- угол резания грунта ножевой кромкой отвала бульдозера, его значения принимаются в пределах

Сопротивление, возникающее при движении бульдозера как транспортной машины (кН), определяется по следующей зависимости:

,

Где – коэффициент удельного сопротивления движению гусеничного трактора по плотному грунту;

- угол наклона поверхности пути движения бульдозера при рабочем цикле к горизонту, град;

- масса бульдозера, кг.

«+» если бульдозер движется на уклон и «-» если под уклон.

Суммарная величина всех основных сил сопротивлений, возникающих в процессе копания грунта:

Условие нормальной работы бульдозера при копании грунта без буксования:

Где - сила тяги бульдозера по сцеплено ходовой части гусеничного трактора со шпорами с грунтом, кН;

- тяговое усилие трактора на первой скорости коробки передач, кН;

- суммарная величина всех основных сил сопротивлений, возникающих в процессе копания грунта, кН.

Для проверки нормальной работы бульдозера при копании грунта без буксования необходимо определить значения параметров машины и .

Сила тяги бульдозера по сцеплению ходовой части гусеничного трактора со шпорами с грунтом (кН)

Где - масса бульдозера, кг;

- коэффициент сцепления ходовой части гусеничного трактора бульдозера со шпорами с грунтом.

Величина максимального тягового усилия трактора на первой скорости коробки передач (кН) определяется:

Где - мощность двигателя трактора бульдозера, кВт;

- коэффициент полезного действия трансмиссии трактора ;

- скорость движения трактора бульдозера на первой скорости коробки переключения передач, м/с.

После определения цифровых значений и необходимо проверить выполнение цифровых значений неравенства:

В случае, если это условие выполняется, то для дальнейшего расчёта можно использовать принятое значение толщины срезаемой стружки грунта. Если значение величины , значительно меньше, чем и , необходимо увеличить толщину срезаемой стружки грунта до максимально возможного.

Определение длины участка набора грунта в призму волочения и продолжительности рабочего цикла бульдозера.

Длина участка набора грунта в призму волочения:

Где – объем грунта в призме волочения, ;

B – длина отвала бульдозера, м;

- принятая толщина срезаемой стружки грунта, м.

Продолжительность полного рабочего цикла бульдозера:

Где - длина пути набора грунта в призму волочения, м;

- длина пути перемещения призмы волочения грунта к месту разгрузки, м;

- количество поворотов бульдозера при рабочем цикле;

- количество переключений передач при рабочем цикле бульдозера;

- время на один поворот бульдозера на 180⁰ (10с);

- время на одно переключение передачи (4-5с);

- скорость движения бульдозера при наборе грунта в призму волочения, м/с;

- скорость движения бульдозера при перемещении призмы волочения грунта, м/с;

- скорость движения бульдозера при обратном холостом ходе, м/с.

При продольно-поворотной схеме работы бульдозера за рабочий цикл он делает два поворота на 180⁰, при челночной схеме обратный холостой ход бульдозер производит на задней скорости коробки передач, следовательно, .

Определение часовой технической и сменной эксплуатационной производительности бульдозера.

Техническая производительность бульдозера с неповоротным овалом ().

м³/ч

Где - объем грунта в плотном состоянии в призме волочения, ;

- коэффициент, учитывающий влияние уклона местности;

- коэффициент потерь грунта из призмы волочения при его перемещении отвалом бульдозера;

- продолжительность времени полного рабочего цикла, с.

Коэффициент потерь грунта при его перемещении зависит от вида перемещаемого грунта и дальности пути перемещения.

Где - длина пути перемещения грунта отвалом бульдозера, м.

Эксплуатационная сменная производительность бульдозера () определяется по следующей зависимости:

Где - продолжительность рабочей смены в часах, ;

- коэффициент использования рабочего времени бульдозера в течении смены, принимается .

м³/ч