Исходные данные:
Масса бульдозера 25000 кг;
Масса отвала 7700кг
Мощность двигателя Nдв=240 кВт.;
Скорость передвижения вперед Vвп=2,5 км/ч;
Скорость передвижения назад Vназ=5 км/ч;
Ширина отвала В=4730 мм;
Высота отвала H=1750 мм;
Длина перемещения Lпер=70 м;
Грунт-глина;
Плотность грунта =1600 кг/м3;
Коэффициент разрыхленности Кразр=1,3;
1. Определение тягового усилия по мощности двигателя:
ТсцТN
TN-тяговое усилие при заданной скорости:
TN=, кН;
где: = КПД = 0,8, U - скорость перемещения машины, м/с
TN=, кН;
2. Определение силы тяги по сцеплению:
Тсц=Gсц, кН;
где: Gсц - сцепной вес бульдозера
jсц-коэффициент сцепления jсц=0,9
Gсц=Gб.м+Gр.о= (7700+25000) *9,8=320,5 кН;
Тсц=320,50,9=288,45 кН;
Тсц> TN >
3. Определение суммарного сопротивления:
=W1+W2+W3+W4+W5;
а) Сопротивление резанию.
W1=kВh;
где: k - коэффициент удельного сопротивления грунта резанию
k=150кПа
В - ширина отвала.
h - толщина срезаемого пласта
h=0,09hотв=0,091750=157,5 (мм) =0,1575 (м)
W1=1504,730,1575=111,7 кН.
б) Сопротивление призмы волочения.
W2=0,5ggm2sina;
где: m2 - сопротивление грунта по грунту. m2=0,6
- угол естественного откоса грунта =45°.
W2=0,516009,80,60.81=55,2 кН;
в) Сопротивление перемещения призмы вверх по отвалу
W3=0,5ВН2ggcos2aрm1;
где: m1 - сопротивление грунта по отвалу m1=0,9
aр-угол резания aр=55о
W3=0,51.7524,731600cos2550,99,8=33,7 кН.
г) Сопротивление трения ножа отвала о грунт.
Pзат - удельное сопротивление от затупления, зависящее от ширины площадки и категории грунта
W4= PзатB,
W4=1000*4,73=4,7 кН
д) W5=Gбулf
f - Коэффициент сопротивления качения, f=0,06
W5= 156,80,06=19,2
=111,7+55,2+33,7+4,7+19,2= кН
Тсц> TN >
288,45 >246,8>224,5 кН
Условие тягового расчета выполняется.
4. Определение запаса тягового усилия по сцепному весу
Т’сц=Тсц- (W2+W3+W4+W5)
Т’сц=288,45 - (55,2+33,7+4,7+19,2) =175,6кН
5. Запас тягового усилия по мощности двигателя:
Т’маш=ТN- (W2+W3+W4+W5)
Т’маш=246,8- (55,2+33,7+4,7+19,2) =112,8кН
6. Определение толщины стружки:
а) в начале набора грунта
h1=Т’м /В*К=112,8/4,73*150=0,15м
б) в конце набора грунта
h2=Т’’ /В*К, Т’’= ТN- (W4+W5) = 246,8- (4,7+19,2) =222,9кН
h2=222,9/4,73*150=0,31 м
7. Определение фактического объема грунта призмы:
Vпр=0,5*Н2*В / tg φ=l1*В*hср
l1 - длина участка набора грунта
l1 =0,5*Н2/ tg φ* hср=0,5*1,752/1*0,23=3,8м
Vпр=3,8*4,73*0,23=4,2 м3
5. Выбираем скорости движения на участках:
Vн = 2.5 км/ч - при наборе, Vтр =4,5 км/ч - при транспортировании
Vзад= 7 км/ч - при движении задним ходом
6. Определение продолжительности цикла:
Tц=t1+ t2+ t3+ t4
а) продолжительность набора грунта
t1=3,6*l1/Vн=3,6*3,8 /2.5=5,4 с
б) время транспортировки
t2=3,6*lтр / Vтр=3,6*70 /4.5=56 с
в) время движения задним ходом
t3=3,6* (l1+lтр) / Vзад=3,6* (3,8+70) /7=38 с
г) время дополнительное (переключение скоростей, поворот и т.д.)
t4=30…40 с, принимаем t4=30 с
tц=5,4+56+38+30=129,4 с
7. Определение числа циклов за час работы:
n=3600 / tн= 3600 / 129,4=27,8 ≈28 цикла
8. Определение технической производительности бульдозера:
ПТ= (0,5*Н2*В / tg φ) *ψ*n*Ккв* (1/Кр)
Ψ - коэффициент потерь грунта на боковые валки, Ψ = 0,75
Кр - коэффициент разрыхления грунта, Кр=1,3
ПТ= (0,5*1.752*4.73/1) *0,75*28*0.9* (1/1,3) =105,3 м3/ч
9. Эксплутационная производительность:
ПЭ= ПТ*КВ*ККВ
КВ - коэффициент использования машины по времени, КВ=0,85
ККВ - коэффициент учитывающий квалификацию, ККВ=0,9
ПЭ=105,3*0,85*0,9=80,5 м3/ч
Задание 2. Тема: "Определение усилия и производительности рыхлителя"
Исходные данные:
Заглубление hр=0,8 м;
Глубина промерзания hпром=1,5 м;
Ширина наконечника S=12 см;
Угол рыхления
Количество зубьев z=1; Длина пути забора грунта l1=12 м;
1. Определение усилия рыхлителя:
, кН
где: Суд-количество ударов ударника ДОРНИИ Суд=100, коэффициент характеризующий свободное резание , коэффициент характеризующий заточку
кН
2. Определение производительности рыхлителя:
а) Определение транспортной производительности.
м3/ч
Где: V - скорость V=2 км/ч =0,55 м/с, hр - глубина рыхления hр=0,8 м, вр - ширина рыхления вр= zhр=10.7=0.7 м, Z - количество зубьев Z=1, К1 - коэффициент снижения рабочей скорости равен 0,7, К2 - коэффициент уменьшения толщины рыхления грунта равен 0,6, К3 - число проходов по одному месту К3=3, К4 - число проходов в поперечном направлении К4=3
Время набора грунта
с
м3/ч
а) Определение эксплуатационной производительности.
м3/смен
Где: Кв - коэффициент использования техники равен 0,85
м3/смен
При толщине разрабатываемого слоя грунта H=1.5 м
Определим площадь разрабатываемого участка
м2 L=м
Определим время цикла
;
c; с;
дополнительное время для подготовки, переключение
скоростей, естественные нужды t4= 30 с.
с
Определим число циклов за час работы
Определим коэффициент потерь грунта при транспортировании:
Определим производительность бульдозера
м3/ч
Кр - коэффициент разрыхленности равен 1,45
м3/ч
Определим время выталкивания
часа.
Задание 3. Тема: "Тяговый расчет и определение производительности скрепера"
Исходные данные:
Ширина ковша В=3,04 м;
Высота стружки hстр=0,35 м;
Масса скрепера m=17000 кг;
Вместимость ковша q=15 м3;
Расстояние перемещения грунта L перем=500 м;
i=0,04; 1960 кг/м3;
грунт-плотный суглинок;
Расстояние разгрузки Lразгр = 10м
Мощность двигателя Nдв=240 кВт.;
1. Тяговый расчет.
Должно выполняться условие:
тяговое усилие при заданной скорости определяется по формуле:
, ;
V=2,5 км/ч =0,7 м/с
кН
сила тяги по сцеплению, определяется по формуле:
, Кн
jсц - коэффициент сцепления jсц=0,9
Gсц - сцепной вес
Gсц=Gб.м. сц+Gскр сц
Gб.м. сц - сцепной вес базовой машины равен 173,1 кН
Gскр сц - сцепной вес скрепера
Gскр сц=mg=170009.8=166,6 кН
Gсц=166,6+320,5=487,1 кН
кН
суммарное сопротивление
=W1+W2+W3+W4+W5, кН
а) Сопротивление резанию.
W1=kbh, кН
где: k-коэффициент удельного сопротивления грунта резанию, k=130 кН/м2, b - ширина срезаемого слоя в=3,04 м, h - толщина срезаемого слоя h=0,35 м
W1=130003,040,35=138,3 кН
б) Сопротивление перемещению призмы волочения перед скрепером
W2=ybH2gкН
где: m2 - сопротивление грунта по грунту. m2=0,5, y=0,5; , H-высота слоя грунта в ковше равна 1,5 м, плотность грунта равна 2000 кг/м3
W2=0,53,042,4219609,8(0,5-0,04) =77,4 кН
в) Сопротивление от веса срезаемого слоя грунта, движущегося
в ковше, кН
W3=bhHg =3,040,352,419609,8=49 кН
г) Сопротивление от внутреннего трения грунта в ковше
W4=bH2Xg кН
где: X-коэффициент, учитывающий влияние рода грунта равен 0,3
W4=3,042,4219600,39,8=100,9 кН
д) Сопротивление движению скрепера
W5= (Gскр+Gгр) (f)
где: f-коэффициент сопротивления качения f=0,2
Gскр - вес скрепера, кН
Gгр - вес грунта в ковше, кН
Кр= коэффициент разрыхления грунта в ковше скрепера равен 1,3
Gгр =кН
W5= (166,6+221,6) (0,2-0,03) =66 кН
=138,3+77,4+49+100,9+66=431,6 кН
Мощности двигателя тягача не достаточно для набора грунта, по этому
данный скрепер может применяться только в паре с толкачом.
2. Определение производительности скрепера
м3/ч
где: q - геометрическая вместимость ковша равна 15 м3
КВ - коэффициент использования рабочего времени 0,85
КР - коэффициент рыхления 1,3
КН - коэффициент наполнения 0,8
ТЦ - продолжительность цикла, с
где: l1 - длина пути заполнения равна 16,6 м
U1 - скорость движения при заполнении ковша равна 0,7 м/с
L2 - длина пути транспортирования грунта равна 500 м
U2 - скорость движения груженого скрепера равна 1,25 м/с
L3 - длина пути разгрузки равна 10 м
U3 - скорость движения скрепера при разгрузке равна 1 м/с
l4 - длина пути порожнего скрепера равна 526,6 м
U4 - скорость движения порожнего скрепера равна 2.75 м/с
tдоп-время на подъем и опускание ковша, переключение скоростей
tдоп= 30 с.
Определим длину пути, заполнения ковша скрепера
l1=м
где: КП - коэффициент, учитывающий потери грунта при образовании призмы волочения и боковых валиков КП=1,3
l1=м
с
м3/ч
Задание 4. Тема: "Перерасчет показателей бульдозера по формуле Зеленина"
Исходные данные:
Натуральные размеры:
ВН=4.73 м; HН=1,75м;
Размеры модели:
ВМ=0,8 м; HМ=0,4 м;
hМ=5 см; СМ=1;
=55о; 1600 кг/м3;
0.7;
1. Определим масштаб:
КС=- по высоте
КС=- по ширине
Средний масштаб КС=5
2. Перерасчет натуральных параметров:
3.
HН= КСHМ=50,4=2 м
ВН= КСВМ=50,8=4 м
С= КССМ=51=5
hстр= КСhМ=55=25 см = 0,25 м
hМ - толщина стружки создаваемая отвалом модели
Суммарное усилие
а) в пересчете
В-ширина отвала равна 4 м, угол резания равен 55о, КСЖ - коэффициент сжатия равен 0,02303 н/м2
VПР - объем призмы VПР=м3
КПР - коэффициент зависящий от характера грунта равен 0,85
пригрузочный коэффициент, зависящий от высоты бульдозерного отвала равен 2
4. Определим max погрешность:
- суммарное сопротивление, возникающие при лобовом резании и транспортировании грунта по горизонтальной поверхности, из
первого расчетного задания =224.5 кН
4. Определение сопротивления перемещения:
GСЦ - сцепной вес, GСЦ=GБМ1,22=2450001,22=298.9 кН
f - коэффициент сопротивления качению равен 0,06
кН
5. Определение мощности на процесс копания:
кВт
NДВ - мощность двигателя, Nдв=240кВт
Мощность по сцеплению
коэффициент сцепления равен 0,9
кВт
NСЦ > NДВ > N
330 > 240 > 122