Бульдозер

Пт	3600S(Bsin з		0,5)	,
	n ( S	to )			(5.5)
	V

где S - длина планируемого участка, м; n - число проходов по одному месту; 0,5 - величина перекрытия проходов, м.

6 ОПРЕДЕЛЕНИЕ ВНЕШНИХ НАГРУЗОК

Расчет металлоконструкций элементов бульдозерного оборудования ведется по случайным нагрузкам. При этом расчетные положения предопределяют возникновение максимально возможных напряжений в деталях в процессе работы машины, обуславливается наиболее неблагоприятное сочетание активных сил, действующих на отвал бульдозера.

Нагрузки эти возникают редко, но металлоконструкции бульдозерного оборудования должны их воспринимать без возникновения пластических деформаций.

Для расчета бульдозерного оборудования используется пять расчетных положений.

I расчетное положение. При движении бульдозера по горизонтальной поверхности и механизме подъема в положении закрыто происходит внезапный упор в препятствие средней точкой отвала (рисунок 8, а).

На кромку отвала в т. О действует сила (кН)

R y Tн Рд ,

(6.1)

31

где Tн Gб сц - максимальная сила, тяги по сцеплению

(кН) при сц 0,9...0,95 ;	Рд V	Gб с	- динамическое уси-
		g

лие; Gб - сила тяжести бульдозера, кН; V - скорость бульдозера при встрече с препятствием, м/с; g =9,8 м/с;

c	c	c1c2		- приведенная жесткость системы навесного
			c	2
	1

оборудования c1 и препятствия c2 ; c1 aжmбм - жесткость металлоконструкции бульдозерного оборудования (кН/м)

при коэффициенте жесткости aж 0,9...1,0 мкНкг и массе ба-

зовой машины mбм , кг.

При определении максимальных нормальных нагрузок, деформациями металлоконструкций пренебрегают.

Поэтому также принимается спр c2 в качестве жесткости препятствия.

Последнее складывается из интенсивности нарастания сопротивления резанию

Vз
cp a1B K K V	(6.2)

и интенсивности нарастания сопротивления от увеличения призмы волочения

cн	B hmax (Wпр Wв) ,	(6.3)
	2Vпр

где a1 - коэффициент, учитывающий влияние рода грунта и

конструкции ходовых частей бульдозера на наклон траектории внедрения рабочего органа (таблица 3); К - удельное сопротивление резанию, МПа; K - коэффициент, учитываю-

32

щий влияние угла резания; Vз и V - скорости соответствен-

но заглубления отвала и перемещения бульдозера, м/с. Таким образом, приведенная жесткость, используемая для определения максимальных нормальных нагрузок

Рисунок 8 - Схемы к определению внешних нагрузок

33

cпр c2 cн cp . (6.4)

Для определения максимальных случайных нагрузок, жесткость препятствия (кН/м) принимается по эксперимен-

тальным данным
Массив мерзлого грунта	2500
Сосновая свая диаметром 700 мм	9300
Кирпичный столб шириной 650 мм	18200
Гранитный массив шириной 500 мм	130000

II расчетное положение. При движении бульдозера по горизонтальной поверхности осуществляется заглубление отвала. Трактор вывешивается на средней точке отвала и задней кромке гусениц, (т. А, рисунок 8, б).

Определяются действующие на режущую кромку ножа в т. О (рисунок 8, б) вертикальное усилие

Rz lGг бll31

игоризонтальное усилие

R y (Gб R z ) сц Pд ,

где l3 , lг , l1 - линейные размеры (рисунок 8).

III расчетное положение. При движении бульдозера по горизонтальной поверхности и одновременном заглублении отвала трактор вывешивается на крайней его точке О и задней кромке гусениц (т. А, рисунок 8, б).

Кроме вертикальной и горизонтальной сил, определяемых как и для расчетного положения П, на нож действует боковая сила

34

R х (Gб Rz ) В сцmax . 2(l1 lг)

IV расчетное положение. При движении бульдозера по горизонтальной поверхности и одновременном выглублении отвала трактор вывешивается на его средней точке и передней кромке гусениц (т. Б, рисунок 8, в).

На отвал в средней точке действует вертикальная си-

ла

Rz Glб1l2

игоризонтальное усилие

R y (Gб Rz ) сцmax Pд .

Если сила тяги по сцеплению Tн (Gб Rz ) сцmax больше максимальной силы тяги по мощности на первой передаче ТНNI , то следует принимать R y ТНNI Pд .

V расчетное положение. При движении бульдозера по горизонтальной поверхности в процессе выглубления отвала трактор вывешивается на крайней точке отвала (т. О’, рисунок 8, в) и передней кромки гусениц (т. В, рисунок 8, в). Кроме вертикального и горизонтального усилий, сосредоточенных в т. О и определяемых как для положения IV, на нож будет действовать боковая сила

R х (Gб Rz ) В сцmax . 2lс

35

Если окажется, что (Gб Rz ) сцmax ТНNI прини-

мать R х G2б , где 0,65...0,7 - коэффициент боково-

го сдвига.

7 УСТОЙЧИВОСТЬ БУЛЬДОЗЕРА

Продольная устойчивость бульдозера проверяется при движении под уклон п со скоростью V и внезапной

остановке:

а) в результате встречи отвала с непреодолимым препятствием (рисунок 9, а);

б) вследствие резкого торможения (рисунок 9, б); в) при движении на подъем с углом откоса п .

Поперечная устойчивость бульдозера оценивается по условиям опрокидывания или потери сцепления движителя с дорогой:

в) на наклонной поверхности (рисунок 9, в); г) на закругленных участках дорог (рисунок 9, г).

При запертых гидроцилиндрах бульдозер, встретившись с непреодолимым препятствием, может опрокинуться относительно режущей кромки отвала (рисунок 9, а), если угол спуска (град) составляет

				V2
	у	arcsin 1				o
				2g R

либо скорость движения (м/с) под уклон п равняется

36

1,2 hц

V 2g(lц cos п sin п) ,

где о arctg hц / lц ; g = 9,81 м/с2; R lц2 hц2 ; 1,2 -

запас устойчивости бульдозера.

При движении под уклон с одновременным торможением возможно опрокидывание относительно т. О (рисунок 9, б).

Из суммы проекций сил на ось Х

Pj Gб( сц cos y sin у)..	(7.1)
Из совместного решения выражения (7.1) и уравне-
ния равновесия относительно т. О
Gбlц cos y (Pj Gб sin у)hц

получили lц сцhсц

Если lц сцhсц , то возможно опрокидывание буль-

дозера относительно т. О (рисунок 9, б).

Предельный угол по опрокидыванию при запасе ус-

тойчивости 1,2 составит
у arctg	lсц
	1,2 hсц

Вслучае lц сцhсц опрокидывания относительно т.

Оне будет; но возможно его сползание по наклонной поверхности при

lсц / hсц tg у сц.

37

Рисунок 9 - Схемы к определению устойчивости бульдозеров

Предельный угол уклона по сцеплению при запасе устойчивости 1,2 для гусеничных машин и колесных со всеми тормозными колесами

сцу arctg 1,сц2 ,

с передними тормозными колесами

у arctg сцL lсц( сц f ) 1,2 L hсц( сц f )

с задними тормозными колесами

38

	у arctg	L f lсц( сц f )	,
		1,2 L hсц( сц f )

где L - база машины, м; f - коэффициент сопротивления перекатыванию колес.

При движении на подъем возможно опрокидывание бульдозера относительно задних опор или сползание назад юзом.

Предельный угол подъема по условию опрокидыва-

ния

п arctg L lсц . 1,2 hсц

Предельные углы подъема по условию сцепления с грунтом для ходового оборудования гусеничного и колесного со всеми ведущими колесами

сцп arctg( сц f )

спередними ведущими колесами

сц arctg сц(L lсц) f L

пL hсц сц

ис задними ведущими колесами

сц arctg сцlсц f L .

п L hсц сц

Предельный угол подъема при 100% использовании мощности двигателя

			N
	п	arcsin		2		f .
					)
		GбV (1 f

Поперечная устойчивость бульдозера по условиям опрокидывания на наклонной поверхности оценивается углом (рисунок 8, в)

39

arctg 0,5B , 1,2 hсц

а по условиям сцепления движителя с поверхностью дороги

сц arctg 0,81,2сц .

Скорость движения на закруглениях дороги с запасом устойчивости 1,2 можно найти из выражения

V	(0,5 B )g
	1,2 hсц

то же по условию сцепления движителя

Vсц 0,667 сц g ,

- радиус закругления дороги, м.

40