ЗАГАЛЬНІ ПОЛОЖЕННЯ

Робочими програмами курсу „Машини для земляних і дорожніх робіт” для студентів спеціальностей 6.090214 „Підйомно-транспортні, будівельні, дорожні і меліоративні машини і обладнання” і 6.010104 „Професійне навчання. Виробництво, експлуатація та ремонт підйомно-транспортних, будівельних, дорожніх і меліоративних машин і обладнання” передбачено виконання практичних вправ. Методичні вказівки містять матеріали, що стосуються першої частини курсу машин для земляних робіт.

Метою вправ є закріплення і поглиблення теоретичних знань, які отримані студентами протягом лекційного курсу, практичне ознайомлення з методиками розрахунку конструктивних, технологічних і економічних показників машин для земляних робіт та вивчення конструкцій машин і окремих їх вузлів.

Кожна вправа містить постановку задачі, порядок розрахунків, короткі теоретичні пояснення, розрахункові параметри, розшифровку прийнятих позначень. Значення всіх вихідних і довідкових даних для виконання вправ наведено в таблицях, на рисунках і графіках.

При укладанні методичних вказівок використано матеріали науково-дослідницької роботи кафедри будівельних машин і науково-дослідного інституту будівельно-дорожньої і інженерної техніки КНУБА. У вправу 5 увійшли матеріали магістерської роботи студента спеціальності БМО О.В.Носова.

Вправа1. Розрахунок сил і енергоємності різання ґрунту однозубим розпушником

Задача вправи полягає у визначенні сил (дотичних і нормальних) і енергоємності різання ґрунту однозубим розпушником і побудові залежностей цих сил і енергоємності від глибини різання.

1. Порядок розрахунків

1. Розрахувати сили різання (дотичну і нормальну), що прикладаються до передньої грані наконечника.

2. Розрахувати сили різання (дотичну і нормальну), що прикладаються до площадки зносу.

3. Розрахувати сумарні сили різання (дотичну і нормальну), що прикладаються до наконечника.

4. Розрахувати середні сили різання (дотичну і нормальну), що прикладаються до наконечника.

5. Розрахувати енергоємність різання ґрунту.

6. Побудувати графіки залежностей всіх розрахованих сил і енергоємності різання ґрунту від глибини різання.

Розрахунки виконуються для чотирьох глибин різання.

2. Пояснення до вправи

Розрахунки виконуються для випадку блокованого різання ґрунту на докритичній глибині різання з незруйнованої поверхні ґрунтованого масиву, тобто з утворенням прорізу трапецеїподібного перерізу. Наконечник має площадку зносу. Відомі всі параметри, що характеризують міцність ґрунту (для передньої грані наконечника і,,для площадки зносу), тому розрахунки виконуються за повною схемою.

Схему сил, діючих на наконечник, наведено на рис. 1.1,а, переріз зрізу в ґрунті – на рис 1.1,б.

Рис.1.1. Схема сил, діючих на наконечник (а), і переріз зрізу в ґрунті (б)

Значення параметрів надано для площадки зносу визначеної ширини. Для розрахункових значень ширини площадки зносуопори ґрунту перераховуються пропорційно цій ширині.

При = 0 з ґрунтом взаємодіє тільки площадка зносу (рис. 1.2,а) і тому сили, що діють на передню грань наконечника, дорівнюють нулю.

1.3. Розрахункові параметри

Сила різання, що прикладається до передньої грані наконечника, кН

Нормальна сила різання, що прикладається до передньої грані наконечника, кН

.

Сила різання, що прикладається до площадки зносу, кН

.

Нормальна сила різання, що прикладається до площадки зносу, кН

Сумарна сила різання, кН

Сумарна нормальна сила різання, кН

Середня сила різання, що прикладається до наконечника, кН

Середня нормальна сила різання, що прикладається до наконечника, кН

.

Площа перерізу зрізу в ґрунті, м²

.

Енергоємність різання ґрунту, МДж/м³

Результати розрахунків заносяться до результуючої таблиці

Таблиця 1.1

Результати розрахунків сил і енергоємності різання ґрунту

, м	, кН	, кН	, кН	, кН	, кН	, кН	, кН	, кН	, м2	, МДж/м3
1	2	3	4	5	6	7	8	9	10	11

Далі будуються графіки залежностей ,,іна одному графіку; графіки залежностей,іна другому та графік залежностіна третьому.

При побудові графіків треба враховувати те, що нормальна сила різання, яка прикладається до площадки зносу (графа 6) спрямована в глибину ґрунтового масиву, тобто має знак «мінус».

1.4. Прийняті позначення

коефіцієнт, що враховує вплив кута різання на силу різання (при куті різання =45⁰=1);

питома сила різання для подолання опорів ґрунту перед передньою гранню наконечника при куті різання 45⁰, МПа;

ширина наконечника, м;

глибина різання, м;

коефіцієнт, що характеризує питому силу різання для руйнування ґрунту в бокових розширеннях прорізу, МПа;

коефіцієнт, що характеризує питому силу різання для подолання опорів ґрунту зрізуванню боковими ребрами наконеч- ника, кН/м;

кут різання, град (приймається = 45⁰);

кут тертя ґрунту по сталі, град;

додаткова питома сила для подолання опорів ґрунту площадці зносу при кульовій глибині різання, кН/м;

різниця між граничним значенням додаткової питомої сили, коли прямує до безкінечності, та ії значенням при= 0, кН/м;

глибина різання, що відповідає додатковій питомій силі =+0,5, м;

розрахункова ширина площадки зносу, м;

ширина площадки зносу, якій відповідають значення заданих параметрів ,і,м;

кут нахилу площадки зносу до траєкторії різання, град (приймається =10⁰);

коефіцієнт енергоємності різання ґрунту;

коефіцієнт глибини частини прорізу, що розширюється;

кут нахилу бокових поверхонь прорізу до поверхні різання, град.

Вправа2. Тяговий розрахунок двозубого розпушника

Робота полягає у розрахунку зовнішніх опорів в робочому режимі розпушника з метою вибору передачі базового трактора з силою тяги, яка забезпечує подолання цих опорів, а також потужності, що витрачається в робочому режимі.