7.2 Расчёт производительности бульдозерного оборудования

Производительность бульдозера при резании и перемещении грунта определяется [1] c.:

где k_в - коэффициент использования бульдозера по времени, ;

k_укл - коэффициент, учитывающий влияние на производительность бульдозера (таблица 7.1.).

Таблица 7.1 — Значения коэффициента уклона местности k_укл

Угол подъема , град	kукл	Угол уклона, град	kукл
0—5 5—10 10—15	1,00—0,67 0,67—0,50 0,50—0,40	0—5 5—10 10—15 15—20	1,00—1,33 1,33—1,94 1,94—2,25 2,25—2,68

Т_ц - длительность цикла , с;

- объем грунта (в плотном теле) перед отвалом, м³:

где k_р - коэффициент разрыхления грунта;

k_пр - коэффициент, зависящий от характера грунта (связности, коэффициента рыхления) и от отношения . Этот коэффициент получен в результате обработки экспериментальных данных по производительности бульдозеров. Значения коэффициента k_пр в зависимости от отношения и вида грунта (таблица 7.2).

Таблица 7.2 — Значения коэффициента k_пр

Отношение	0,15	0,3	0,35	0,40	0,45
Связные грунты I—II категории	0,70	0,80	0,85	0,90	0,95
Несвязные грунты	1,15	1,20	1,20	1,30	1,50

Длительность цикла определяется выражением, с:

где l_n - длина пути перемещения грунта в м;

1_р - длина пути резания в м, м;

V₁ - скорость движения бульдозера при копании грунта в м/с; м/с;

V₂ - скорость движения бульдозера при перемещении грунта в м/с, м/с;

V₃ - скорость обратного холостого движения трактора в м/с,

м/с;

t₀ - время на опускание отвала, с, с;

t_с -время на переключение передач, с, с;

t_n - время, необходимое на разворот, с, t_n=10 с.

Производительность бульдозера при планировочных работах определяется по формуле [1] :

где B - ширина отвала, м;

n - число проходов по одному месту, ;

t_n - время на разворот трактора, с, t_n = 10 с;

V - рабочая скорость движения трактора в м/с, м/с;

l - длина планируемого участка, м;

0,5 - величина перекрытия проходов, м;

- угол захвата отвала, град.

7.3 Вывод

В данном разделе производился расчет производительность навесного оборудования машины бульдозера и рыхлителя. Производительность рыхлительного и бульдозерного оборудования составила 1155 м³/ч и

136,5 м³/ч соответственно.

8 Расчёт гидроцицилиндров бульдозерного оборудования

Для использования механизма подъёма-опускания рабочего оборудования бульдозера-рыхлителя для более стабильной работы в тяжёлых условиях необходимо установить более мощную гидросистему, расчитаную по максимально-возможным усилиям, возникающим в процессе работы технологического оборудования (выглублении отвала и зубьев рыхлителя при движении машины.

Основными параметрами гидроцилиндров являются внутренний диаметр цилиндра (диаметр поршня) D, диаметр штока d, рабочее давление, ход поршня L. Диаметр поршня определяют по формуле:

P=pS,

где Р — заданное полезное усилие, Н;

р — первоначально принятое давление в гидросистеме, Па;

S — эффективная (рабочая) площадь поршня при рабочем ходе (когда преодолевается заданное усилие), м².

Первоначальное давление принимается из ряда номинальных давлений по ГОСТ 12445-80: 1,6; 2,5; 4,0; 6,3; 10,0; 12,5; 16,0; 20,0; 25,0; 32,0; 40,0; 50,0; 63,0 МПа. При выборе давления учитывают величину преодолеваемого усилия При Р = ( 60-150) кН принимаем р=(12-20) Мпа. Для цилиндра р=16 МПа.

Величина эфективной площади S зависит от конструкции гидроцилиндра и в нашем случае равна:

S=π/4(D²-d²).

Принимаем: d/D=0,7, откуда d=0,7D.

Для передних гидроцилиндров:

S=P/p,

S=P/p=150/16=0,0094 м².

S4= π (D²-d²) ,

откуда: 0,0094=0,4D²

D=0,153мм d=0,107м.

Для задних гидроцилиндров:

S=P/p=60/16=0,0041 м²

S4= π (D²-d²),

откуда: 0,0041=0,4 D²

D=0,101м и d=0,071м.

Найденные из формул диаметры D и d округляют до ближайшего стандартного по ГОСТ 12447-80. Принимаем:

1. для передних гидроцилиндров: D =150 мм ; d=100 мм;

2. для задних гидроцилиндров: D=100 мм ; d=70 мм.

Диаметром штока необходимо задоваться в зависимости от давления, при р > 5 МПа d/D=0,7-0,75.

С учётом принятых стандартных диаметров D и d вычисляется действительное рабочее давление р_с в гидроцилиндре:

1. для передних гидроцилиндров:

S=π/4(D²-d²)=0,0098 м²,

p_c=P/Sб

p_c= 15010³/0,0072=15,3 Мпа.

2. для задних гидроцилиндров:

S=π/4(D²-d²)=0,0040 м²,

p_c=P/Sб

p_c= 6010³/0,0040=15 Мпа.

Принимаем большее значение давления в гидросистеме и пересчитываем усилие, развиваемое передними гидроцилиндрами:

Р=Sp_c=0,004015,310⁶=61,2кН.

Усилие, развиваемое гидроцилиндрами на выталкивание:

1. для передних гидроцилиндров:

S=π D²/4=0,017 м²,

Р=Sp_c,

Р=0,01715,310⁶=270кН.

2. для задних гидроцилиндров:

S=π D²/4=0,0040 м²,

Р=Sp_c,

Р=0,007815,310⁶=120кН.

Вылет гидроцилиндров определяем графически путём измерения на чертеже:

1. для передних гидроцилиндров:

L=930 мм

2. для задних гидроцилиндров:

L=430 мм

Из условия сохранения продольной устойчивости штока соотношение между ходом поршня L и его диаметром D не должно быть больше за 10 т.е. (L/D)<=10:

1. для передних гидроцилиндров:

L/D=930/100=9,3<10;

2. для задних гидроцилиндров:

L/D=430/150=2,9<10.