Производительность бульдозера

Исходные данные

Вид грунта: супесчаный

Марка бульдозера: ДЗ-35

Базовый трактор: Т-130.1Г1

Общая масса: 14,03 т

Мощность двигателя: 118 кВт

Номинальное тяговое усилие: 98 кН

Скорость движения: 2,44–2,92 м/с

Длина отвала: 3,9 м

Высота отвала: 1,0 м

Угол захвата: 63 град

Угол ест. откоса: 38 град

Угол резания грунта: 55 град

Коэф. сопротивления движению: 0,28

Коэф. трения грунта о грунт: 1

Коэф. трения грунта о сталь: 0,85

Объемная масса разрыхленного грунта: 1450 кг/м³

Удельное сопротивление грунта резанию: 160 кН/м²

Глубина копания: 0,15 м

Скорость при резании: 0,89 м/с

Расстояние перемещения грунта: 25 м

Длина планируемого участка: 120 м

Число проходов при планировке грунта: 3

Коэф. разрыхления: 1,25

Удельное сопротивление лобовому резанию: 70000-100000 Н/м²

Уклон -0,06

Определение параметров машины.

По условию сцепления значение номинальной силы тяги определяется из выражения:

,

где j _сц – коэф. сцепления ведущих колес с поверхностью качения ( для гусеничных тракторов j _сц = 0,8 );

g – ускорение свободного падения, g = 9,81 м/с² .

Н=1,1∙10⁵ Н

По мощности двигателя номинальная сила тяги равна:

,

где N_max – эффективная мощность, кВт;

h - КПД трансмиссии, h= 0,85;

- скорость при резании грунта, м/с;

- коэф. буксования ( для гусеничных тракторов =0,07 ).

Н=5,8∙10⁴ Н

За расчетное значение номинального тягового усилия Т_н принимают меньшее из сравниваемых величин, т.е. Т_н = 5,8∙10⁴ Н.

Определение параметров рабочих органов отвального типа

Объем призмы волочения определяется по формуле:

,

где - коэф. призмы волочения, зависящий от вида грунта и отношения Н/В, для Н/В = 1,00 / 2,9 = 0,35 и супеси = 1,25;

В – длина отвала, м;

Н – высота отвала, м.

м ³

Тяговый расчет бульдозера

Полное сопротивление движению бульдозера состоит из ряда сопротивлений:

W = W₁ + W₂ + W₃ +W₄ + W₅ ,

где W₁ – сопротивление движению от резания грунта, Н

,

где К_п – удельное сопротивление лобовому резанию грунта, Н/м²;

h – глубина копания, м;

j - угол захвата, град.

Н =4,9∙10⁴ Н

W₂ – сопротивление от перемещения призмы волочения перед отвалом, Н

,

где G_пр – масса грунта в призме волочения, кг. Определяется по формуле:

,

где g - объемная масса грунта, кг/м³;

кг

f₁ – коэф. трения грунта о грунт;

i – отвлеченная величина уклона ( i = -0,06 ).

Н=1,4∙10⁴ Н

W₃ – сопротивление от перемещения грунта вверх по отвалу, Н

,

где f₂ – коэф. трения грунта о сталь;

d - угол резания, град.

Н

W₄ – сопротивление от перемещения грунта вдоль по отвалу, Н

Н

W₅ – сопротивление движению базовой машины, Н

,

где - масса бульдозера, кг;

f₀ – основное удельное сопротивление движению машины ( f₀ = 0,1 для гусеничных машин ).

Н

Тогда полное сопротивление будет равно:

W = 49517 + 14498 + 5528 + 8563 + 5505,3 = 83611,3 Н

Так как полное сопротивление движению W больше номинальной силы тяги Т_н , необходимо снизить толщину стружки грунта. Оптимальная толщина стружки грунта h находится из формулы сопротивления от резания грунта W₁ , приняв W = Т_н :

W = Т_н = W₁ + 14498 + 5528 + 8563 + 5505,3= 58020 Н

W₁ = 58020 – (14498 + 5528 + 8563 + 5505,3) = 23925,7 Н

м

Н

W = 23108 + 14498 + 5528 + 8563 + 5505,3= 57202,3 Н

Теперь условие W < Т_н выполняется.

Необходимую мощность на перемещение вычисляют по формуле:

,

где - рабочая скорость движения машины, м/с.

кВт

Сравниваем найденную мощность с паспортной: 154,6 > 118 – условие выполняется.

Производительность бульдозера

Производительность бульдозера при разработке и перемещении грунта определяется по формуле:

,

где К_в – коэф. использования рабочего времени (К_в = 0,8 );

К_н – коэф. наполнения призмы (К_н = 1,33 );

К_п – коэф. потерь грунта при перемещении:

,

l_п – расстояние перемещения грунта, м;

К_ра – коэф. Разрыхления (К_ра = 1,1 );

t_ц – продолжительность рабочего цикла, с:

,

где n_р, n_п, n_хх – скорости при резании, перемещении грунта и обратного хода, м/с;

t_п, t_о, t_с – продолжительность поворота, опускания отвала и переключения передач:

t_п = 10 – 20 с, t_о = 1 – 2 с, t_с = 4 – 5 с

l_p – длина пути резания грунта, м:

,

где К_вп – коэф., учитывающий потери грунта за счет образования боковых валиков (К_вп=1,1).

м;

с;

м³/ч.

Производительность бульдозера на планировочных работах:

,

где L – длина планируемого участка, м;

a_п – ширина полосы перекрытия ( a_п = 0,2 м ),м ;

m – число проходов по одному месту.

м²/ч.

Лабораторная работа № 2

Автогрейдер

Прицепная или самоходная машина для планировки и профилирования площадей и откосов, разравнивания и перемещения грунта, снега или сыпучих строительных материалов.

Выполнение всех функций грейдера происходит с помощью специального рабочего органа — отвала с ножом, который смонтирован на раме машины. Его можно поднимать, опускать, поворачивать в горизонтальной и вертикальной плоскости.

Самоходные грейдеры носят также название автогрейдеры. Отвал автогрейдера снабжен механическим или гидравлическим управлением, приводимым в действие от двигателя.

Иногда на автогрейдере устанавливается вспомогательный орган — кирковщик, который состоит из 7-11 зубьев, предназначенных для разрушения дорожных одежд и покрытий при ремонте дорог.

Грейдеры применяются при строительстве и содержании дорог, аэродромов, в сельском хозяйстве.

Исходные данные

Марка: ДЗ-98

Ширина земляного полотна: 10 м

Длина захвата: 350 м

Средняя рабочая скорость: 2 м/с

Угол естественного откоса: 55 град

Коэф. трения грунта о грунт: 1,00

Коэф. трения грунта о сталь: 0,55

Угол захвата: 65 град

Удельное сопротивление грунта резанию: 200000 Н/м²

Объемная масса грунта: 1700 кг/м³

Отвлеченная величина уклона: +0,08

Коэф. сопротивления движению автогрейдера: 0,15

Мощность двигателя: 198 кВт

Масса автогрейдера: 19500 кг

Длина отвала: 4,27 м

Высота отвала: 0,74 м