27. Тяговый расчет бульдозера.

Тяговый расчет бульдозера позволяет вычислить максимальную глубину резания в заданных грунтовых условиях, оценить возможности тягача при транспортировании грунта с подрезанием стружки минимальной толщины, Условие тягового расчета:

_{Р≤Тдв≤Тсц}

здесь Р – сопротивление перемещению бульдозера в процесс копания грунта (кН), которое складывается из сопротивления перемещения машины с учетом уклона Р_пер, сопротивления грунта резанию Р_рез, сопротивления перемещению призмы волочения Р_пр, сопротивления перемещению грунта вверх по отвалу Р_от:

где f – коэффициент сопротивления движению; α_п – угол продольного уклона пути; h– глубина резания, м; k – удельное сопротивление грунта резанию (кПа); δ_р – плотность разрыхленного грунта (т/м³); μ₁ – коэффициент трения грунта по металлу; μ₂ – коэффициент трения грунта по грунту; g – ускорение свободного падения, м/с².

Объем призмы волочения рассчитывается по формуле:

;

где К_пр – коэффициент, зависящий от характера грунта и отношения .

Если бульдозер поворотный, то сопротивление перемещению бульдозера в процессе копания:

;

где Р_вд – сопротивление перемещению грунта вдоль по отвалу:

;

Для бульдозера с поворотным отвалом расчеты ведут при угле захвата , а также при наименьшем угле захвата (40…45⁰) На основании расчетов устанавливают возможность использования той или иной передачи при копании и перемещении грунта.

28. Влияние основных параметров рабочего оборудования на энергоемкость процесса копания бульдозером.

Рис. 14.5 Сечение неизношенного ножа бульдозера

Основными параметрами отвала являются его ширина В и высота Н. Ширина В должна быть такой, чтобы при любом рабочем положении отвала она превышала габаритную ширину ходовой части машины не менее, чем на 100 мм с каждой ее стороны.

Ширина неповоротного отвала В(м) может быть установлена по зависимости:

;

Высота отвала Н (мм) может быть определена в зависимости от номинального тягового усилия Т_нб (кН) бульдозера. При неповоротном отвале ее определяют из выражения:

;

Для поворотных отвалов:

;

где А=0,5 при Т_нδ<400 кН и А=1 при Т_нδ>400 кН.

Отвалы бульдозера оснащаются козырьком, высота которого составляет (0,1…0,3) Н.

Параметры профиля отвала задаются углами резания δ (угол между горизонталью и передней плоскостью ножей), наклона ε (угол между горизонталью и линией, соединяющей верхнюю кромку отвальной поверхности с режущей кромкой среднего ножа отвала), и опрокидывания β (угол между горизонталью и касательной к остальной поверхности в верхней кромке отвала) (рис. 14.6). Экспериментально установлена целесообразность создания отвалов с постоянным радиусом кривизны, который выбирается в диапазоне R=(0,8…0,9) Н. 29. Определение усилий, действующих на отвал бульдозера при выполнении прочностных расчетов.

Для расчета рамы, отвала и других деталей бульдозера на прочность за расчетные принимают такие положения бульдозера в процессе его работы, при которых в деталях возникают наибольшие напряжения. Расчетным условиям соответствуют наиболее неблагоприятные сочетания активных сил, действующих на отвал бульдозера. При расчете бульдозеров принимают пять расчетных положений.

Расчетное положение Ι (рис. 14.9, а). Внезапный упор в препятствие средней точкой отвала при движении по горизонтальной поверхности; механизм подъема в положении закрыто.

Принимают, что в средней точке на кромку отвала действует усилие:

;

где Т_нбмакс – максимальное тяговое усилие бульдозера по сцеплению при коэффициенте сцепления φ_сцмакс=0,9…0,95; Р_д- динамическое усилие.

;

V – скорость бульдозера в момент встречи с препятствием; С – приведенная жесткость препятствия и системы навесного оборудования.

Рис. 14.9 Схемы сил, действующих на нож отвала при расчете на прочность

;

где С₁ – жесткость препятствия; С₂ – жесткость навесного оборудования.

Расчетное положение ΙΙ (рис. 14.9, б). В процессе заглубления отвала при одновременном движении вперед по горизонтальной поверхности трактор вывешивается на средней точке отвала, при этом гидроцилиндры развивают усилие, достаточное для опрокидывания трактора относительно задней кромки опорной поверхности гусениц (точка А рис. 14.10).

Рис.14.10 Расчетная схема положения бульдозера при опирании на кромку ножа отвала

При этом:

;

;

где G_δ – вес трактора с бульдозерным оборудованием.

Расчетное положение ΙΙΙ. В процессе заглубления отвала при одновременном движении вперед по горизонтальной поверхности трактор вывешивается на крайней точке (С) отвала, при этом развивается усилие, достаточное для опрокидывания трактора относительно точки А (рис. 14.10).

В этом случае кроме вертикального и горизонтального усилий, определяемых как и для расчетного положения ΙΙ, на нож действует боковое усилие:

;