- •1. Исторический очерк развития землеройной техники.
- •2. Классификация и общая характеристика машин.
- •4. Требования, предъявляемые к основным агрегатам.
- •5. Основные параметры и технико-экономические показатели работы.
- •6. Строительная классификация грунтов. Определение трудности разработки грунтов землеройными машинами.
- •8. Механические свойства грунтов.
- •10. Общие требования к системам управления.
- •11 Приводы непосредственного действия
- •12 Приводы с усилителем
- •14 Двс, их характеристики.
- •15. Ходовое оборудование, общая характеристика, условия работы.
- •16. Колесное ходовое оборудование, подвески.
- •17. Гусеничное ходовое оборудование.
- •18. Трансмиссии: механические, гидравлические, электрические.
- •19 Гидротрансформаторы, их характеристики.
- •20. Способы массового разрушения грунтов.
- •21. Рабочие органы землеройных машин и их взаимодействие c грунтом.
- •22. Использование формулы акад. Горячкина для определения сопротивления копанию.
- •23. Влияние параметров рабочего оборудования на сопротивление резанию и копанию.
- •24. Использование формулы Ветрова для определения сопротивления резанию.
- •25. Бульдозеры: назначение, применение, классификация, конструкция, производительность.
- •26 Выбор основных параметров.
- •27. Тяговый расчет бульдозера.
- •28. Влияние основных параметров рабочего оборудования на энергоемкость процесса копания бульдозером.
- •29. Определение усилий, действующих на отвал бульдозера при выполнении прочностных расчетов.
- •31. Рыхлители: назначение, применение, производительность.
- •33. Определение усилий выглубления и заглубления рабочего оборудования рыхлителя.
- •34. Корчеватели - собиратели.
- •35. Кусторезы.
- •37. Определение основных параметров скреперов. Влияние основных параметров на энергоемкость рабочего процесса.
- •38. Тяговый расчет скрепера.
- •40 Определение усилий в задней стенке скрепера.
- •41. Определение усилий на подъем и опускание ковша.
- •42. Производительность скрепера, рациональная область использования.
- •43. Подвески скреперов.
- •47. Погрузчики с раздельным черпанием и совмещенным черпанием.
- •48. Основные параметры погрузчиков.
- •49. Автогрейдеры: назначение, применение, область использования, классификация.
- •50. Основные конструктивные схемы автогрейдеров, их компоновка.
- •53. Определение основных параметров автогрейдеров.
- •54. Тяговый расчет автогрейдеров.
- •56 Назначение, область применения и классификация одноковшовых экскаваторов.
- •57. Рабочее оборудование одноковшовых экскаваторов.
- •60. Определение параметров ковшей прямой и обратной лопаты.
- •61 Определение параметров драглайна
- •66. Факторы и их характеристики, влияющие на производительность одноковшовых экскаваторов.
- •67. Устойчивость одноковшовых экскаваторов.
- •69. Многоковшовые экскаваторы: назначение, применение, классификация, конструкция.
- •71. Баланс мощности цепного траншейного экскаватора.
- •72. Роторные траншейные экскаваторы: назначение, применение, классификация, конструкция, основные параметры.
- •76. Машины для уплотнения грунтов: способы уплотнения, процесс уплотнения.
- •78. Конструкция катков для уплотнения грунтов, тяговый расчет, производительность.
- •79. Машины и оборудование для гидромеханизации. Гидромониторы, землесосы.
- •80. Перспективы развития конструкций зтм.
- •81. Силы, действующие на колеса при качении. Уравнение движения.
- •82. Тяговые расчеты зтм. Уравнение тягового баланса.
33. Определение усилий выглубления и заглубления рабочего оборудования рыхлителя.
бщий расчет рыхлителя состоит из установления конструктивной схемы, размеров и массы рабочего оборудования, определения основной рабочей нагрузки (расчетных сил сопротивления рыхлению), тягового расчета, вычисления необходимой номинальной силы тягача и мощности двигателя, а также усилий заглубления и подъема рабочего органа.
Исходными данными общего расчета являются задание на проектирование, в котором указывается производительность рыхлителя и технологические условия: расчетные характеристики грунта и технологическое назначение рыхлителя, а также дополнительные требования на тип ходового устройства, систему управления и др.
В зависимости от этих условий принимается число зубьев, их ширина расстояние между ними, вычисляется глубина рыхления, соответствующая заданной производительности, назначаются размеры и форма зубьев (их длина, вылет, углы резания и заострения, ширина и очертания) [13].
Основная рабочая нагрузка (касательная составляющая сопротивления грунта рыхлению) Pк при рыхлении мерзлых грунтов может быть определена по формуле, предложенной А.Н. Зелениным [14]:
Н; (8.1)
где С – число ударов динамического плотномера; h – глубина рыхления, см; s – ширина резания, см; α- угол резания, град; μ – коэффициент учитывающий вид резания: при блокирован резании μ=1, при полублокированном – 0,75; при свободном – 0,5; Δ – коэффициент, учитывающий затупление наконечника зуба, его значение может изменяться 0,85 до 2.
Нормальную составляющую сопротивления грунта рыхлению можно определить по условию:
; (8.2)
где α- угол резания, φ – угол трения грунта о материал наконечника.
Усилие Рн – при установившемся процессе рыхления и остром наконечнике зуба рыхлителя направлено в массив грунта, т.е. рабочий орган как бы затягивается в грунт. При затуплении наконечника зуба во врем заглубления несущая способность грунта может оказаться больше усилия, прикладываемому к зубу. В этом случае Рн будет направлена вверх.
Тяговое усилие базовой машины Рт, определяемое условиями сцепления должно быть больше или равно сумме сопротивлений W, действующих на рыхлитель при разработке грунта:
Рт ≥ W
Расчетную величину Ртр определяют в зависимости от соотношения Рдв и Рсц, которые определяют соответственно по формулам:
; (8.3)
; (8.4)
где Рдв – тяговое усилие развиваемое двигателем тягача, кН; Nдв – мощность двигателя тягача, кВт; V – скорость передвижения, км/ч; η – КПД трансмиссии; Рсц – тяговое усилие тягача, которое может быть реализовано по условиям сцепления ходового оборудования с грунтом; Gсц – сцепной вес рыхлителя; φ – коэффициент сцепления.
Для гусеничного тягача, имеющего только рыхлительное оборудование:
; (8.5)
где Gδ –сцепной вес базового тягача.
При навешивании на тягач бульдозерного и рыхлительного оборудования:
; (8.6)
Если Рдв < Рсц, то за расчетное значение Рт принимается Ртр=Рдв. При Рдв > Рсц, зарасчетное значение Ртр принимается Ртр=Рсц.
При определении суммарного сопротивления рыхлителя необходимо учитывать направление нормальной составляющей Рн, которая, в случае затягивания зуба, направлена вниз, увеличивает сцепной вес.
Сумма сопротивлений передвижению тягача в процессе рыхления:
; (8.7)
где Gо – вес бульдозерного оборудования; G'о – вес рыхлителя; f – коэффициент сопротивления передвижению; i – уклон местности.
Максимальное усилие заглубления в грунт рыхлителя определяют из условия вывешивания базового тягача относительно ребра А (рис. 8.5 а).
Из условия равновесия ∑Ма = 0 можно записать:
; (8.8)
Усилие подъема зуба рыхлителя Рв определяют из условия опрокидывания базового тягача относительно ребра В при максимальной глубине рыхления (рис. 8.5 б). Из условия равновесия ∑Мв = 0.
; (8.9)
Рис.8.5 Схемы к расчету усилий на зубьях рыхлителя: а – при заглублении; б – при подъеме.
При расчете на прочность рыхлительного оборудования учитывают динамические нагрузки, действующие на рабочий орган при встрече с непреодолимым препятствием. Для предварительных расчетов наибольшее нагрузки на рабочем органе рассчитывают с учетом коэффициента динамичности кд в виде Рт.д. = Рт.р.·кд (кд = 2÷2,5 при механической трансмиссии). Для тракторов с гидромеханической трансмиссией кд = 2 в начале заглубления и кд = 1,5 при наибольшей глубине рыхления с максимальным вылетом зубьев. Тяговое усилие Рт.р. принимают по тяговой характеристике тягача при рыхлении на наибольшую глубину со скоростью 1-1,5 км/ч и в начале заглубления со скоростью 2-2,5 км/ч. При работе с толкачом суммарное тяговое усилие:
; (8.10)
где Ртол – тяговое усилие толкача; ко =0,6÷0,7 – коэффициент использования тягового усилия толкача.
Эксплуатационную производительность рыхлителя, м3/ч, определяют по формуле:
; (8.11)
где Vраб – скорость рабочего хода, км/ч; hр – глубина рыхления; Lр.х. – длина рабочего хода в одну сторону; tпов – время одного разворота в конце участка с учетом выглубления зубьев; tпов =15÷20 с.
Ширина захвата при рыхлении:
; (8.12)
где кпер – коэффициент перекрытия проходов, кпер = 0,75; вн – ширина зуба; Z –количество зубьев; βс – угол скола грунта по вертикали, βс = 15÷450 (меньшее значение при рыхлении мерзлых и талых грунтов, большее – при рыхлении талых грунтов); S – шаг зубьев.