МІНІСТЕРСТВО ОСВІТИ І НАУКИ УКРАЇНИ
КРИВОРІЗЬКИЙ ТЕХНІЧНИЙ УНІВЕРСИТЕТ
Кафедра технології, організації та механізації будівництва
МЕТОДИЧНІ ВКАЗІВКИ
до виконання лабораторної роботи
ВИВЧЕННЯ ТА РОЗРАХУНОК КОНСТРУКЦІІ І РОБОТА БУЛЬДОЗЕРА
з напряму підготовки 6.092.100 «Будівництво»
для студентів денної та заочної форм навчання
Кривий Ріг
2010
Укладач: В.В. Афанасьєв
Відповідальний за випуск: О. І. Валовой
Рецензент: Ю. Б. Бендерський
Вказівки містять необхідні теоретичні відомості з конструктивних особливостей та основ експлуатації бульдозера, методику виконання лабораторної роботи, питання для самостійного опрацювання теоретичного матеріалу. Направлені на закріплення лекційного курсу та результатів самостійної роботи з землерийно-транспортних машин розділу «Машини для земляних робіт».
Розглянуто на засіданні Схвалено
секції ТОМБ кафедри ПЦБ на вченій раді Протокол № 6 будівельного факультету від 14.01.09 р. Протокол № 3 від 23.01.09 р.
Ціль лабораторної роботи: ознайомлення з конструкцією, процесом роботи бульдозера, а також розрахунок його основних експлуатаційних параметрів.
Мета лабораторної роботи – поглиблення знань студентів що до базових машин та конструкції бульдозерного робочого обладнання для різних умов експлуатації бульдозера.
Методика виконання роботи полягає у попередньому ознайомлені з загальними відомостями відносно сучасних конструкцій бульдозерів та з їх технічної експлуатації, що мають безпосереднє відношення до лабораторної роботи та розрахункової її частини, в ознайомлені з конструкцією бульдозера по лабораторних стенду та планшету, а також в знаходженні експлуатаційних параметрів: перевірка умов пересування та технічна продуктивність.
I. Загальні відомості
Землерийно-транспортними називають машини з пасивним ножовим робочим органом, які виконують одночасно пошарову розробку й переміщення ґрунта до місця ущільнення при їх поступальному руху. До цієї групи машин відносяться: бульдозери з навісним робочим обладнанням у вигляді відвалу на базі гусеничного або на пневматичних колесах трактора. Їх застосовують на легких, середніх та тяжких ґрунтах при зведенні насипів, дамб, копанні широких каналів і траншей, засипці ровів, ям, плануванні будівельних майданчиків та інше. Найбільш розповсюджені гусеничні бульдозери з гідравлічною системою управління і неповоротним відвалом (рис. 1), менше – з поворотним. Це забезпечує примусове заглиблення ножа відвала і фіксоване положення його для зрізання стружки ґрунта заданої товщини.
Основні параметри бульдозера (див. рис.2): тяговий клас; потужність двигуна (Nдв); вага (Gб); положення центра мас (a, d, l); передня робоча швидкість руху (Vр); задня холоста швидкість руху (Vх); довжина повздовжньої бази ходової частини (Lт); колія гусениць або коліс (Вт); ширина гусениць (b) або розмір шин коліс; дорожній просвіт (с); радіус повороту (не показано); питомий тиск і епюру тиску на грунт (qп, qз); габаритні розміри L ∙B ∙A.
Рис. 1. Бульдозер з гідравлічною системою управління і неповоротним відвалом.
.
Рис.2. Основні параметри бульдозера з неповоротним відвалом.
Параметри робочого обладнання бульдозера: ширина відвала (В), висота відвала (Н); кути в'їзду (α) і з’їзду (β) машини; висота підйому (Нп) та опускання відвалу (h); швидкість підйому (Vп) й опускання (_+ε) відвала; кут перекосу відвала (±с); напірне (Т) й вертикальне зусилля (Р) на ріжучій кромці; кут повороту відвала (ψ) в плані відносно повздовжньої осі в обидві сторони для поворотних бульдозерів (рис. 3).
Рис. 3. Бульдозер з поворотним відвалом.
Робоче обладнання бульдозера з поворотним відвалом приведено на рис. 4. Сучасний бульдозер на пневматичних колесах може бути обладнаним відвалом, який здатний перекошуватись поперечно на кут до 12º та повертатись на кут до 25º в обидва боки (рис. 5).
Призма волочіння – кількість ґрунта, який переміщено відвалом за один робочий цикл (рис. 6). При зрізанні стружки 4, ґрунт збирається перед відвалом 2 у вигляді призми 1, яка виступає на відстань А. У процесі транспортування не виключені втрати у валики 3 через бокові щоки відвалу 2. Чим більше призма 1, тим вище продуктивність.
2. Перевірка бульдозера на тягову здатність
Швидкість руху трактора залежить від опорів, що виникають від ґрунта.
Зусилля, яке необхідне здолати трактору при роботі:
W = W1+W2 + W3 + W4, H
Рис.
4. Робоче обладнання бульдозера з
поворотним відвалом (позначки в [4]).
1. Опір ґрунта при різані (W1):
W1 = В∙sin∙ψ∙c∙k, Н,
де: В - ширина відвала, м (табл.1);
ψ - кут закріплення (повороту) відвала в плані відносно вісі трактора, град.
(табл. 3);
с - товщина шару ґрунта, що зрізають, м (табл. 1);
k - питомий опір ґрунта різанню відвалом (10000...25000 кг/м²).
а)
б)
Рис. 5. Колісний бульдозер кар’єрного типу з поворотним відвалом та симетричним його перекосом: а) – загальний вид бульдозера МоАЗ-40489 (40486); б) – габаритні розміри МоАЗ-40489 (40486).
Рис. 6. Призма волочіння ґрунта (позначки в тексті) при роботі бульдозера.
2. Опір волочінню призми ґрунта поперед відвалом (W2):
W2 = 0,5 Н² • В • ρ • (μ ± i) ∙sinψ ∙ tgφ0, H,
де: φ0 - кут природного підкосу ґрунта (20.. .40°); ρ - щільність ґрунта (табл. 1), кг/м³; μ - коефіцієнт тертя ґрунта по ґрунту (0,4...0,8); менші значення для глинистих ґрунтів; і - уклон шляху (табл. 1), % .
Таблиця 1.
Вихідні дані
№ варіанту |
Тип бульдозера (модель базового трактора) |
Потужність двигуна, Nдв,кВт |
Параметри відвалу |
Швидкість руху, м/с |
Ґрунт |
Товщина стружки, с, м |
Робочий уклін місцевості і, % |
Вага бульдозера, Gб, кг |
||||
В, мм |
Н, мм |
φ, град |
V2=V1 |
Vх |
Тип |
Щільність, ρ, кг/м³ |
||||||
1 |
2 |
3 |
4 |
5 |
6 |
7 |
8 |
9 |
10 |
11 |
12 |
13 |
1 |
БГН-10 (Т-140) |
102 |
3350 |
1345 |
90 |
2.9 |
3,2…7,5 |
піщаний |
1500 |
0,06 |
0,02 |
17785 |
2
|
БГН-15 (Т-180) |
132
|
3920 |
1350 |
90 |
2.9 |
3,2…7,5 |
суглинистий |
1600
|
0,09 |
0,03 |
18140 |
1 |
2 |
3 |
4 |
5 |
6 |
7 |
8 |
9 |
10 |
11 |
12 |
13 |
3 |
БГН-6 (Т-4АП2) |
96 |
2800 |
990 |
90 |
2.4 |
4,5…5,3 |
глинистий |
1800 |
0,01 |
-0,04 |
9820 |
4 |
БГН-10(Т-170) |
129 |
3220 |
1150 |
90 |
2.9 |
3,2…7,5 |
глинистий |
1800 |
0,04 |
-0,06 |
16430 |
5
|
БГН-6 (К-702) |
147 |
3200 |
1100 |
90 |
2.3 |
5…6 |
піщаний |
1500 |
0,02 |
0,04 |
14500 |
6 |
БГН-25 (ДЭП-250М2) |
243
|
4310 |
1370 |
90 |
2.9 |
3,2…7,5 |
глинистий |
1800 |
0,1 |
0,01 |
34856 |
7 |
БГН-35 (Т-25,01) |
272 |
4400 |
1740 |
90 |
2.3 |
6…7 |
глинистий |
1800 |
0,02 |
0,04 |
40510 |
8 |
БГН-15 (Т-180ГП) |
132 |
4430 |
1200 |
70 |
2.9 |
3,2…7,5 |
піщаний |
1500 |
0,05 |
-0,06 |
19320 |
9 |
БГН-35 (Т-330) |
250 |
3600 |
1200 |
90 |
2.3 |
6…7 |
суглинистий |
1600 |
0,05 |
-0,06
|
44000 |
1 |
2 |
3 |
4 |
5 |
6 |
7 |
8 |
9 |
10 |
11 |
12 |
13 |
10 |
БГН-6 (Т-100М) |
79 |
3940 |
1100 |
63 |
2.4 |
4,5…5,3 |
суглинистий |
1600
|
0,06 |
0,04 |
14000 |
11 |
БГН-10 (Т-170) |
129 |
4120 |
1140 |
70 |
2.9 |
3,2…7,5 |
суглинистий |
1600 |
0,01 |
0,01 |
16450 |
12 |
БГН-10 (Т-170) |
129 |
3220 |
1150 |
90 |
2.9 |
3,2…7,5 |
суглинистий |
1600 |
0,02 |
0,01 |
16300 |
13 |
БГН-35 (Т-500) |
342 |
4800 |
2100 |
90 |
2.3 |
6…7 |
суглинистий |
1600 |
0,02 |
-0,04 |
51030 |
14 |
БГН-35 (Т-500) |
342 |
4800 |
2100 |
90 |
2.3 |
6…7 |
глинистий |
1800 |
0,15 |
-0,06 |
51030 |
15 |
БГН-6(К-702) |
147 |
3200 |
1100 |
90 |
2.3 |
6…7 |
глинистий |
1800 |
0,02 |
-0,05 |
14500 |
16 |
БГН-6(Т100М) |
79 |
3030 |
1100 |
90 |
2.4 |
4,5…5,3 |
суглинистий |
1600
|
0,01 |
-0,06 |
13595 |
1 |
2 |
3 |
4 |
5 |
6 |
7 |
8 |
9 |
10 |
11 |
12 |
13 |
17 |
БГН-10 (МоАЗ-542) |
177 |
3500 |
1050 |
65 |
2.3 |
5…6 |
глинистий |
1800 |
0,04 |
-0,04 |
2100 |
18 |
БГН-25 (ДЭТ-250) |
243 |
5000 |
1550 |
65 |
2.3 |
6…7 |
глинистий |
1800 |
0,1
|
0,01 |
29500 |
19 |
БГН-10 (Т-100МГП) |
79 |
3900 |
1000 |
90 |
2.4 |
4,5…5,3 |
Суглинистий |
1600 |
0,21 |
-0,05 |
13780 |
20 |
БГН-10(Т-100МГП) |
79 |
3900 |
1000 |
90 |
2.4 |
4,5…5,3 |
піщаний |
1500 |
0,09 |
-0.06
|
13780 |
1 |
2 |
3 |
4 |
5 |
6 |
7 |
8 |
9 |
10 |
11 |
12 |
13 |
21 |
БГН-10(Т-100МГП) |
79 |
3900 |
1000 |
90 |
2.4 |
4,5…5,3 |
піщаний |
1500 |
0,15 |
0,2 |
13780 |
22 |
БГН-25(Т-330) |
250 |
4480 |
1270 |
90 |
2.3 |
5…6 |
суглинистий |
1600 |
0,06 |
-0,06 |
29500 |
23 |
БГН-10(Т-140) |
102 |
3350 |
1345 |
90 |
2.9 |
3,2…7,5 |
суглинистий |
1600 |
0,01 |
0,1 |
17185 |
Примітка: БКН – бульдозер колісний з неповоротним відвалом;
БКП - те ж з поворотним;
БГН - бульдозер гусеничний з неповоротним відвалом;
БГП – те ж з поворотним.
3. Опір внутрішньому тертю ґрунта при переміщенні вверх по відвалу (W3):
W3 = χ∙В∙Н²∙ρ, Н,
де: χ - коефіцієнт пропорційності (вплив кута внутрішнього тертя ґрунту), рівний 0,24.. .0,31 - для глини; 0,37... 0,41 - для суглинку и супесі; 0,46…0,5 - для піску.
4.Оnip самопересуванню бульдозера волочінню призми (W4):
W4 = Gб (ω 0 ± і) , Н,
де: ω0 – питомий опір самопересуванню - відношення тягового зусилля до власної ваги бульдозера (табл.2); Gб, - вага бульдозера (табл.1), кг.
Таблиця 2.