Последовательность выполнения задания

1. Проверить суммарное сопротивление грунта копанию бульдозера.

2. Проверить условие движения бульдозера без буксировки.

3. Определить продолжительность рабочего цикла работы бульдозера.

4. Определить эксплуатационную производительность бульдозера.

Методика расчета

В процессе копания грунта бульдозером тяговое усилие, развиваемое трактором, должно быть достаточным для преодоления возникающих сопротивлений при резании и транспортировании грунта отвалом бульдозера. Условие движения бульдозера без буксования:

Р_сц ≥ Р_т > ∑ Р,

где Р_сц = G_сц*φ_с – сила тяги по сцеплению, Н; G_сц = G_б = 9,81 m_б – сцепной вес бульдозера, Н; φ_с – коэффициент сцепления (таблица 6); Р_т – тяговое усилие, развиваемое трактором, Н

N

Р_т = 3600 ------ η, H

ν

N –эффективная мощность двигателя, кВт (таблица 10); ν – скорость машины на первой или второй передаче, км/ч (таблица 10); η = 0,8 – коэффициент полезного действия машины; ∑ Р – сумма сопротивлений, возникающих в случае лобового резания и транспортирования грунта отвалом бульдозера, Н

∑ Р = Р₁+ Р₂ + Р₃ + Р₄ + Р₅

где Р₁ – сопротивление грунта резанию, Н; Р₂ – сопротивление перемещению призмы грунта перед отвалом, Н; Р₃ – сопротивление перемещению грунта вверх по отвалу, Н; Р₄ – сопротивление перемещению бульдозера, Н; Р₅ – сопротивление, возникающее на площадке затупления, Н

Р₁ = К F*10⁵, H

где К – удельное сопротивление резанию, МПа, для бульдозеров: К = 0,06 для первой группы грунтов; К = 0,09 – для второй группы; К = 0.12 – для третьей группы грунтов; F = L*h – площадь поперечного сечения вырезаемой стружки грунта, м²; L – длина отвала бульдозера, м (таблица 9); h – глубина резания, м (таблица 9).

Р₂ = V_пр γ μ₁/ К_р, Н

где V_пр=L H²/2K_пр –объем грунтовой призмы перед отвалом бульдозера, м³; Н – высота отвала, м (таблица 9); К_пр – коэффициент, зависящий от соотношения геометрических параметров отвала и вида грунта (таблица 6); γ – плотность грунта, кг/м³ (таблица 8); К_р – коэффициент разрыхления грунта (таблица 8); μ₁ – коэффициент трения грунта о грунт (таблица 8).

Р₃ = V_пр γ μ₂ Соs ² α / К_р, Н

где μ₂ - коэффициент трения грунта о поверхность отвала (таблица 8);

α – угол резания (таблица 9)

Р₄ = G_б (f ± i), H

где f – коэффициент сопротивления перемещению движителя (таблица 6);

i – уклон местности (таблица 12)

Р₅ = Р_уд L, Н

где Р_уд – удельное сопротивление от затупления, зависящее от ширины площадки затупления и группы грунта (таблица 7).

Пользуясь формулой для условия движения, следует проверить, соблюдается ли условие движения бульдозера без буксования.

Эксплуатационная производительность бульдозера определяется по формуле:

3600 V_пр Т_см К_у К_в

П_э = -----------------------, м³ / смену

К_р t_ц

где Т_см – продолжительность смены (Т_см = 8,2 часа); К_у – коэффициент, учитывающий влияние уклона на производительность (таблица 11);

К_в - коэффициент использования машины по времени в течение смены

К_в = 0,4…0,55; t_ц – время рабочего цикла бульдозера, с

t_ц = 3,6 (l_p / ν_p + l_гр / ν_гр + l_х / ν_х) + 2 (t_п + t_пов + t_о), с

l_p, l_гр, l_x – длина пути резания, перемещения грунта и холостого хода, м (таблица 12); ν_р, ν_гр, ν_х – скорости движения бульдозера при резании грунта, перемещении и холостом ходе, км/ ч (таблица 10); t_п – время на переключение передач, с; t_п = 40…50 с; t_пов – время на поворот бульдозера, с; t_пов = 10…12 с; t_о – время на опускание отвала, с; t_о=1…2 с.

Обычно разработка грунта бульдозером осуществляется на I или II передачах базового трактора, перемещение грунта – на II или III передаче, холостой ход – на задней скорости или III…V передачах, в зависимости от состояния забоя.

Пользуясь данными таблицы 10 выбираются скорости для расчета рабочего цикла бульдозера.

Таблица 6. Коэффициенты сопротивления перемещению движителя f,

сцепления φ_с и К_пр

Таблица 7. Удельное сопротивление от затупления

Таблица 8. Физико-механические свойства грунтов

Таблица 9. Основные технические характеристики бульдозеров

Таблица 10. Технические характеристики базовых тракторов

Таблица 11. Значение коэффициента, учитывающего влияние уклона местности на производительность бульдозера

Таблица 12. Исходные данные

Примечание. Ширину площадки затупления принять 5 см для вариантов

1-10; 10 см – для вариантов 11-20; 15 см – для вариантов 21-30

Задание № 3.