Исследование параметров бульдозера

Лабораторная работа №2

 

При строительстве и ремонте дорог основными работами являются перемещение грунта при устройстве выемок и насыпей, подвозка песка, гравия и других материалов для строительства полотна дорог, планировка и уплотнение грунта и строительных материалов. Для выполнения этих работ широко применяются бульдозеры.

Бульдозеры предназначены для разработки и перемещения грунта на расстояние до 100 м при возведении насыпей, устройстве выемок, для штабелирования или разравнивания грунта, гравия, щебня и других строительных материалов, засыпки траншей, оврагов, каналов, расчистки снега, освобождения площадей от кустарника, мелколесья, мелких пней и других работ. Бульдозер представляет собой отвал с ножом, установленный спереди трактора на толкающей раме. Подъем и опускание бульдозера осуществляется гидроцилиндрами. Различают неповоротные и поворотные (универсальные) бульдозеры. В лесном хозяйстве применяют бульдозер Б-10М на базе трактора Т-180, бульдозер ДЗ-110 на базе трактора Т-130М, бульдозер Д-606 на базе трактора ДТ-75М и другие. Все эти бульдозеры имеют сходную конструкцию и отличаются габаритами отвалов, тяговой мощностью тракторов и производительностью.

Процесс взаимодействия рабочего органа бульдозера с почвой показан на рис. 2.7.

 

Расчетная схема работы бульдозера:

 

G _т – сила тяжести бульдозера; d – угол наклона пути;

– скорость движения

Для успешной работы бульдозера необходимо соблюдать следующее условие:

 

Р _т > P_R,

 

где Р _т – толкающее усилие трактора, Н; P_R – сумма всех сил сопротивления движению, Н:

 

P_R = P_f ± P_w ± P_i ± P_a + P _коп,

 

где P_f – сила сопротивления качению, Н; P_w – лобовое сопротивление движению, Н; P_a – динамическая сила, Н; P_i – составляющая от силы тяжести трактора G _т, Н; P _коп – силы сопротивления копанию грунта, Н.

 

Сила P_w имеет весьма малое значение и ее, как правило, не учитывают. Сила P_a при установившемся движении ( = const) равна нулю. Сила P_i на горизонтальном участке равна нулю. Тогда силы сопротивления движению будут выражаться зависимостью

 

P_R = P_f + P _коп.

 

Сила сопротивления качению определяется по формуле

 

P_f = G _т × f _к,

 

где G _т – сила тяжести трактора, Н; f _к – коэффициент трения качения (f _к = 0,2).

 

Силы сопротивления копанию грунта P _коп определяются по следующей формуле

 

P _коп = Р _рез + Р _пв + Р _по + Р _тр + Р _дин,

 

где Р _рез – сила сопротивления резанию грунта, Н; Р _пв – сила сопротивления перемещению призмы волочения перед отвалом, Н; Р _по – сила сопротивления перемещению призмы волочения вверх по отвалу, Н; Р _тр – сила трения рабочего органа о почву, Н; Р _дин – сила динамическая, возникающая при подрезании пласта, Н.

 

Р _рез = К_рез × а × b,

 

где К_рез – удельное сопротивление почвы резанию, Н/м³ (К_рез = 8 × 10⁴ –
– 25 × 10⁴ Н/м²); а – глубина резания почвы, м (а » 0,1 – 0,15 м); b – ширина захвата отвала, м (b = b _тр + 200 мм, b _тр – ширина трактора, м)

 

Р _пв = G _пр × f _гр,

 

где G _пр – сила тяжести призмы волочения, Н; f _гр – коэффициент трения грунта о грунт (f _гр = 0,8–1,0).

 

G _пр= d ,

 

где d – плотность грунта, кг/м³ (d = 1500–2100 кг/м³); b – ширина захвата отвала, м; h – высота призмы волочения, м (h = 0,8 b); g – ускорение свободного падения, м/с² (g = 9,8 м/с²)

 

Р _по = G _пр × cos²g_o × f _т,

 

где G _пр – сила тяжести призмы волочения, Н; g_o – угол резания, град (g_o = = 50–55°); f _т – коэффициент трения металла о почву (f _т = 0,3–0,7).

 

Р _тр = G _ро × f _т,

 

где G _ро – сила тяжести рабочего органа, Н.

 

Р _дин = d ab .

 

Мощность, затрачиваемая на процесс резания почвы N _оп, определяется по формуле

 

N _оп= , кВт.

 

Часовой расход топлива G _час определяется по формуле

 

G _час= , кг/час,

 

где q _т – удельный расход топлива двигателя трактора, г/кВт × ч.

 

Сменная производительность бульдозера, П_см (м³/час) определяется по формуле

 

П_см= , (м³/час),

 

где V – объем призмы волочения, м³ (); К_в – коэффициент использования времени смены (К_в = 0,8–0,9); К_ук – коэффициент влияния уклона (при движении на подъем К_ук = 0,6, при движении на спуск К_ук = 1,5); t _ц – время цикла, сек (180–250 сек)

 

t _ц= ,

 

где l _p – длина пути резания грунта, м; l _п – длина пути перемещения грунта, м; l _o – длина обратного хода, м; , , – соответствующие скорости, м/с; t _c – время, затрачиваемое на переключение передач, с (t _c = 3–5 с); t _о – время опускания отвала, с (t _о = 2–3 с).

 

Бульдозер Б-10М

 

Бульдозер Б-10М предназначен для строительства и ремонта дорог, разравнивания грунта, на мелиоративных объектах. Может применяться в лесном хозяйстве и садово-парковом строительстве.

 

 

 

. Бульдозер Б-10М