ГАОУ СПО Тюменский лесотехнический техникум
А. Л. ПАНОВ
Определение возможности движения бульдозера при резании грунта
Методические указания к выполнению практической работы
Для специальности № 2905
Дисциплина «Эксплуатация и ТО автомобилей тракторов и дорожных машин»
Форма обучения - заочная
Тюмень 2013
Рассмотрена
на заседании
цикловой
комиссии
протокол № 1 от 3.09.13
Председатель___________________/Панов А.Л.
Порядок выполнения работы.
1. Переписать задание и исходные данные.
2. Описать техническую характеристику машины.
3. Определить потребную мощность двигателя трактора, сравнить ее с мощностью, данной в технической характеристике трактора, она должна быть больше мощности полученной при расчетах. Сделать вывод.
4. Определить возможность движения бульдозера при резании грунта. Полученную при расчетах силу сцепления бульдозера с грунтом сравнить с силой полного сопротивления бульдозера, она должна быть больше. Сделать вывод.
5. Сдать работу.
Расчет потребной мощности двигателя для
бульдозера при резании грунта
Определение сопротивления грунта резанию бульдозером 
, кгс, по формуле
, (1)
где 
- коэффициент удельного сопротивления резанию;
- длинна отвала бульдозера, см;
- толщина стружки, см.
Значения коэффициентов удельного сопротивления резанию приведены в таблице 1.
Таблица 1 – Величины коэффициентов удельного
сопротивления резанию и копанию
| Категория грунта | Вид грунта | Удельное сопротивление в кг/см2 | ||
| Резанию kр | Копанию, k1 | |||
| Экскаватором с прямой лопатой | Ковшом драглайна | |||
| Песок, супесок легкий и средний, влажный и разрыхленный суглинок | 0,1-0,3 | 0,16-0,8 | 0,3-1,2 | |
| Суглинок, гравий мелкий и средний, легкая влажная или разрыхленная глина (мягкая) | 0,27-0,6 | 0,7-1,6 | 1-2 | |
| Суглинок плотный, глина средняя, тяжелая влажная или разрыхленная, уголь мягкий | 0,55-1,3 | 1,2-2,5 | 1,6-3 |
Продолжение таблицы 1
| Суглинок тяжелый со щебнем или галькой, глина тяжелая и очень тяжелая влажная, уголь средней крепости конгломерат слабосцементированный | 1,3-2,5 | 2,2-3,6 | 2,5-4,2 | |
| Сланцы средние, глина тяжелая сухая, лесс плотный отвердевший, мел и гипс мягкие, мергель мягкий | 2,3-3,2 | 3,3-4,5 | 4-5,5 | |
| Ракушечник, известняк мягкий, пористый мел, мел, сланцы, мергель и гипс средней крепости, уголь крепкий | 3-5,5 | 4,3-7,5 | - | |
| Сланцы, мергель, мел и гипс крепкие, известняк средней крепости, песчаник мягкий, мерзлые грунты | 10-35 | - | - | |
| Скальные и мерзлые породы, хорошо взорванные | - | 2,2-2,5 | 2,8-3,1 |
Определение силы трения ножа о грунт 
, кгс, по формуле
, (2)
Определение сопротивления волочения призмы грунта отвалом 
, кгс, по формуле
, (3)
где 
- объем призмы волочения, м3;
- объемная масса грунта, кг/м3
- коэффициент сопротивления перемещения грунта о грунт;
Определение объема призмы волочения , м3, по формуле
, (4)
где 
- высота отвала, м;
- угол резания, о
- длинна отвала бульдозера, м;
Значения объемной массы грунта приведены в таблице 2
Таблица 2 – Распределение немёрзлых грунтов в
зависимости от трудности разработки
бульдозерами
| Группа | Краткая характеристика | Объемная масса, т/м3 |
| Суглинок, лесс, солончак без примесей Торф бес корней Грунт растительного слоя без корней и примесей Шлак | 1,6-1,7 0,8-1 1,2 0,7 | |
| Глина, супесь, песок без примесей Суглинок легкий с примесями и тяжелый без примесей Грунт растительного слоя с корнями и примесями Торф с корнями Чернозем отвердевший Строительный мусор рыхлый и слежавшийся Гравийно-галечные грунты (размер частиц до 80 мм) | 1,6-1,85 1,75-1,95 1,2-1,4 0,85-1,2 1,2 1,8 1,75 | |
| Глина мягкая карбонатная, тяжелая, ломовая, сланцевая, твердая Лесс отвердевший Солончак или солонец отвердевший Гравийно-галечный грунт (размер частиц более 80мм) Строительный мусор сцементированный Щебень | 2,-2,15 1,8 1,6 1,8 1,9 1,75-1,95 |
Коэффициенты сопротивления перемещения грунта о грунт 
составляет 0,5…1,2.
Определение силы сопротивления перемещения грунта вверх по отвалу 
, кгс, по формуле
, (5)
где 
- вес призмы грунта, кг;
- коэффициент трения грунта о сталь;
Определение веса призмы грунта , кг, по формуле
, (6)
Коэффициенты трения грунта о сталь составляет 0,4…0,6.
Определение полного сопротивления перемещению отвала 
, кгс, по формуле
, (7)
Определение полного сопротивления бульдозера 
, кгс, по формуле
, (8)
где 
- вес бульдозера, т;
- удельное сопротивление движению бульдозера, кг/т.
Значения удельного сопротивления движению бульдозера 
приведены в таблице 3.
Таблица 3 – Удельное сопротивление качению
| Тип дороги | Удельное сопротивление качению пневматических шин, кг/т | Гусеничный ход, кг/т | |
| низкого давления | сверх низкого давления | ||
| Асфальт Гравийная Лежневая Грунтовая сухая укатанная Грунтовая сухая слабоукатанная Грунтовая после дождя Песок сухой сыпучий Песок влажный Снежная укатанная Снег рыхлый глубиной 400 мм | 16 – 20 25 – 35 20 – 30 30 – 45 45 – 60 50 – 150 120 -300 100 – 150 30 – 50 200 - 300 | 28 – 22 25 - 35 20 – 30 30 – 45 40 – 50 45 – 80 80 – 120 70 – 90 30 – 40 100 - 120 | - |
Определение потребной мощности двигателя 
, л.с, по формуле
, (9)
где 
- скорость бульдозера, м/с;
- КПД трансмиссии.
Значения КПД трансмиссии трактора приведены в таблице 4.
Таблица 4 – КПД трансмиссии трактора
| Тип трансмиссии | КПД |
| Гидроеханическая Механическая Электро-механическая | 0,7 – 0,8 0,8 – 0,9 0,9 – 0,95 |
При правильно выбранных, толщине стружки и скорости движения потребная мощность двигателя бульдозера должна быть меньше чем мощность двигателя трактора по технической характеристике.
Расчет возможности движения бульдозера при
выполнении работы по резанию грунта
Определение силы сцепления бульдозера с грунтом 
, кгс, по формуле
, (10)
где 
- удельная сила сцепления, кг/т.
Значения удельной силы сцепления движителя с почвой 
приведены в таблице 4.
Таблица 4 – Удельная сила сцепления движителя
| Тип дороги | Удельная сила сцепления, кг/т | ||
| Сухая поверхность | Мокрая поверхность | Гусеничный движитель | |
| Асфальт Гравийная Лежневая (деревянная) Грунтовая супесчаная Грунтовая суглинистая Песчаная Целина суглинистая Снежная Снег рыхлый глубиной 400 мм | 700 – 800 400 – 500 450 – 500 400 – 500 400 – 500 300 – 400 400 – 500 300 – 400 280 - 380 | 300 – 400 300 – 400 300 – 400 300 – 400 200 – 300 400 – 500 300 – 400 200 – 250 - | - - 800 – 1000 800 – 1000 400 – 500 400 - 500 |
При правильно выбранной толщине стружки сила сцепления бульдозера должна быть больше чем полное сопротивление бульдозера, в этом случае движение бульдозера возможно без буксования.
Приложение 1 – Техническая характеристика гусеничных
бульдозеров с неповоротным отвалом
| Параметры | ДЗ-42Г | ДЗ-128 | ДЗ-101 | ДЗ-101А | ДЗ-54 | ДЗ-27С | ДЗ-110 | ДЗ-110А | ДЗ-35 | ДЗ-35Б | ДЗ-118 | ДЗ-59 | ДЗ-124ХЛ |
| Базовый трактор | ДТ-75 | ДТ-75П | Т-4АП1 | Т-4АП2 | Т-100МЗ | Т-130 | Т-130 | Т-130 | Т-180 | Т-180КС | ДЭТ-250М | Т-330 | Т-330 |
| Класс трактора | |||||||||||||
| Отвал: длина, мм высота, мм подъем, мм опускание,мм угол перекоса,о | - | ± 6 | ± 6 | ± 6 | ± 4 | ± 4 | ± 6 | ± 12 | ± 6 | ± 6 | ± 12 | ± 6 | ± 12 |
| Способ изменения угла перекоса | - | гидроцилиндром | вручную | гидроцилиндром | вручную | вручную | гидроцилиндром | гидроцилиндром | вручную | гидроцилиндром | гидроцилиндром | гидроцилиндром | гидроцилиндром |
| Масса, кг: Бульдозерного оборудования Общая с трактором | |||||||||||||
| Угол резания, о |
Приложение 2 – Техническая характеристика гусеничных тракторов
| Параметры | ДТ-75МР | Т-4АП2 | Т-130 | Т-180Г | ДЭТ-250 | Т-330 |
| Класс | ||||||
| Мощность, кВт | ||||||
| Трансмиссия | Механическая | Механическая | Механическая | Механическая | Электромеханическая | Гидромеханическая |
| Число передач Вперед/назад | 7/7 | 8/4 | 4/4 | 5/2 | 2/2 | 3/3 |
| Скорость движения, км/ч: вперед Назад | 3,3-11,2 4,1-8,5 | 2,2-9,3 3,4-6,1 | 3,7-10,3 3,6-9,9 | 2,9-12 3-7,4 | 1,1-19 1,1-19 | 0-13 0-10,8 |
| Подвеска гусениц | С балансирными подрессоренными каретками | С балансирной рессорой | С балансирной рессорой | С балансирными подрессоренными каретками | С индивидуальным подрессориванием катков | С индивидуальным подрессориванием катков и жестким балансирным брусом |
| Управление поворотом | Бортовые фрикционы и тормоза | Бортовые фрикционы и тормоза | Бортовые фрикционы и тормоза | Планетарный механизм поворота и тормоза | Планетарный механизм с блокировочными фрикционами и тормозами | Раздельный привод гусениц |
| Давление, МПа | 0,048 | 0,046 | 0,058 | 0,05 | 0,07 | 0,081 |
| Дорожный просвет, мм | ||||||
| Масса, кг | ||||||
| Расположение кабины | Заднее | Заднее | Заднее | Среднее | Среднее | Переднее |
Приложение 3
Практическая работа №1
Вариант 1
1. Дать техническая характеристика машины.
2. Определить потребную мощность двигателя трактора с бульдозерным оборудованием при резании грунта.
3. Определить возможность движения бульдозера при резании грунта.
Исходные данные.
Марка машины ДЗ – 42Г
Категория грунта 1
Количество рабочих дней в году 252
Годовой объем работ, м3 500000
Расстояние перемещения грунта, м 50
Количество смен 1
Уклон местности, % 5
Квалификация машиниста высшая
Способ выполнения работ продольный
Список использованных источников
1. Барсов И. В. Строительные машины и их эксплуатация. Строиздат
2. В. А. Горбачевский. Эксплуатация машин и механизмов на лесозаготовках. Лесная промышленность.
3. Васильев А. А. Дорожные машины: Учебник для автомобильно-дорожных техникумов.- 3-е изд., перераб. И доп.-М.: Машиностроение, 1987.-416 с., ил.