1. Тяговые расчёты

1.1. Уравнение тягового баланса

Для выполнения тяговых расчётов бульдозеров используют уравнение тягового баланса:

, (1.1)

где тяговая сила на ведущих колёсах (звёздочках) бульдозера, которая возникает в результате совместной работы двигателя и трансмиссии и обусловлена взаимодействием движителя (гусениц) с поверхностью движения.

В правой части уравнения тягового баланса суммируются все силы сопротивления движению бульдозера:

сила сопротивления качению;

сила сопротивления движению на подъём;

сила инерции поступательно движущих масс бульдозера;

сопротивление на рабочем органе бульдозера при выполнении им определённого вида работ. При послойной разработке грунта и его перемещению основным сопротивлением является сопротивление грунта копанию .

Копанием называется процесс, включающий резание грунта и перемещение его разрушающей части (призмы волочения) перед рабочим органом, перемещение поступающего грунта по рабочему органу и по грунту, уже захваченному им, и трение рабочего органа о грунт (рис. 3).

Определение всех сил сопротивления грунта копанию является весьма сложной задачей в связи с разнообразием грунтов (их физико-механических свойств), многообразием конструкции рабочих органов и режимов работы. Крупные исследования, вскрывающие физическую сущность процесса копания грунтов, проведены Н. Г. Домбровским, В. И. Баловневым, А. Н. Зелениным, К. А. Артемьевым и другими учёными.

Для того чтобы бульдозер мог совершать движение, необходимо выполнение следующего условия: в любой момент времени при выполнении определённой операции рабочего цикла тяговая сила , развиваемая бульдозером, была больше суммы всех сил сопротивления, возникающих при выполнении данной операции цикла (набор грунта, движение гружёным ходом или др.), т.е.

, (1.2)

где суммарное сопротивление при выполнении определённой операции рабочего цикла бульдозера: наборе грунта, движении гружёным ходом, разгрузке грунта, планировке и др.

Рис. 3. Гусеничный бульдозер фирмы “Liebherr” в работе

В процессе работы бульдозера сопротивления операции цикла изменяются. При возрастании сила тяги бульдозераувеличивается, но при этом увеличиваются потери на буксование движителя. Остановка бульдозера при значительном увеличении нагрузки () может произойти или вследствие заглохания двигателя (возрастание тяговой силы лимитируется мощностью двигателя, его крутящего момента), или вследствие полного буксования движителя (возрастание силы тяги лимитируется сцеплением движителя с грунтом). Поэтому сила тяги бульдозера, которая может быть получена по мощности двигателя (сила тяги по двигателю) на низшей передаче (обозначим её через), должна быть проверена на возможность её обеспечения по сцеплению с грунтом в данных грунтовых, дорожных и климатических условиях (сила тяги по сцеплению), т.е. должно выполняться условие: