ev-E2902

F2 =[0,5ВH2 sinα ·ρ· g(μ1±i)/tg φ] ·10-3,

(3.2)

где Н - высота отвала, м (табл. 3.1); ρ - плотность грунта, кг/м3 (табл. 3.3); g = 9,81 м/с2; μ1 - коэффициент трения грунта по грунту (табл. 3.3); i = tgβ - уклон пути, β - угол наклона местности, град. (табл.3.1); φ - угол естественного откоса грунта в движении (см. табл.3.3). Знак «+» в формуле соответствует движению в гору.

Сила F3 - это сопротивление трения грунта по отвалу, кН, F3 =μ20,5ВH2·ρ·g·cosδ ·10-3,

где δ = 55° - угол резания; μ2 - коэффициент трения грунта по стали

(табл. 3.3).

Сила F4 - это сопротивление передвижению ходовой части по грунту, кН,

F4 = GБ (f ± i), (3.3)

где GБ - вес бульдозера с трактором, кН (табл. 3.1); f = 0,12 - коэффициент сопротивления движению машины по грунту.

Тяговое усилие FT зависит от мощности двигателя и скорости дви­ жения (при одинаковой мощности - чем меньше скорость, тем больше тяга­ ). Обычно тракторные бульдозеры выполняют резание грунта на 1й или 2й передачах, перемещение грунта на 2й и 3й передачах, а возвращаются для нового цикла задним ходом. Мощность двигателей и скорости движения см. в табл. 3.2. Тяговое усилие, развиваемое трактором, кН, на участке резания грунта

F =	ɊȾȼΚ		, (3.4)
T		Vv
		p
где PДВ - мощность двигателя, кВт; η=0,8 - КПД механизма передви-
жения трактора; vР - скорость движения, м/с (в данном расчете на пер-
вой передаче).
Сцепная сила тяги, кН,
Fɋɐ		GȻ <,

где ψ = 0,8 - коэффициент сцепления движителя с опорной поверхностью.

Замечание: при расчетах использовать размерности параметров, указанные в их расшифровке после каждой формулы, переводов в другие единицы не требуется, т.к. всё учтено в коэффициентах формул.

ЗАДАНИЕ НА ЗАДАЧУ № 3

Варианты задания и значения исходных данных указаны в табл. 3.1. Необходимо:

1)начертить эскиз бульдозера, показать действующие силы и рас­ четные геометрические параметры;

2)выполнить тяговый расчет, определить силы FT , FСЦ, F2, F3, F4.11

12					Вес				Угол
									уста-
					бульдо-							Дальность		Угол на-
	Вариант		Марка	Базовый		Длина	Высота		новки	Кате-
					зера с				отвала			перемеще-		клона
	задания		бульдо-	трактор	тракто-	отвала	отвала	Тип отвала	в пла-	гория		ния грунта		местности
			зера		ром GБ,	В, м	Н, м		не	грунта		LП, м		β, град
									α,
		*			кН				град.		*		*		*
	1	11	ДЗ-29	Т-74-С2	67,3	2,56	0,8	Неповоротный	90	I	III	30	50	8	0
	2	12	ДЗ-42А	Т-74-С2	63,6	2,52	0,8	Неповоротный	90	II	I	40	60	7	5
	3	13	ДЗ-54	Т-100-	140,2	3,2	1,2	Неповоротный	90	III	II	60	80	4	0
				МГП
	4	14	ДЗ-18	Т-100-	141	3,97	1,0	Поворотный	65	II	III	70	50	0	5
				МГП
	5	15	ДЗ-101А	Т-4АП-1	96,4	2,6	0,9	Неповоротный	90	III	I	50	70	5	0
	6	16	ДЗ-104	Т-4АП-2	99,65	2,6	0,9	Неповоротный	90	I	II	65	40	8	4
	7	17	ДЗ-28	Т-130.1.	165,5	3,94	1,0	Неповоротный	90	II	III	75	40	7	0
				Г-1
	8	18	ДЗ-109	Т-130.1.	164,9	4,12	1,14	Поворотный	60	III	I	90	60	0	8
				Г-1
	9	19	ДЗ-1200	Т-130.1.	160	3,2	1,3	Неповоротный	90	II	III	80	60	6	0
				Г-1
	10	20	ДЗ-34С	ДЭТ-250	306,8	4,54	1,55	Неповоротный	90	III	II	100	80	0	6

Примечания:

1.Все тракторы на гусеничном ходу.

2.Второй столбец значений исходных данных использовать для вариантов 11...20 (обозначен *).

1.3 Таблица

Замечания:

1.Если окажется, что FТ>FСЦ, то просто следует это отметить, т.к. параметры движения определяются в задаче № 4.

2.Сила F1 не определяется, так как величина h неизвестна. Она устанавливается бульдозеристом или системой автоматики та­кой, чтобы соблюдалось условие движения 1, чтобы двигатель не заглох.

								Таблица 3.2
Марка	Мощность	Скорости движения вперед на						Скорости
	Двигателя			передачах. м/с				движения
трактора
	Р, кВт							назад, м/c
		1		2	3		4
Т-74-С2	55	0,65		1,06	1,28		1,6	2,7
т-100МГП	80	0,65		1,06	1,28		1,6	1,4
Т-4АП-1	95	0,6		1,0	1,4		1,82	1,1
Т-4АП-2	95	0,6		1,0	1,32		1,9	1,9
Т-130.1.Г-1	118	0,85		1,03	1,3		1,72	2,1
ДЭТ-250	230	Скорости		меняются	бесступенчато			2,8
			в диапазоне 0,56...3,5*
Примечание. * - Принимать аналогично Т-130.1.Г-1

Таблица 3.3

		Удель-				Угол	Коэф-	Коф-
			Коэф-		Коэф-	есте-	фициент	фи-
		ное	фициент		фи-	ствен-	наполне-	циент
		сопро-		Плот-
	Кате-	тивление	разрых-	ность	циент	ного	ния гео-	тре-
	гория	грунта	ления	грунта	трения	откоса	метри-	ния
	грунта		грунта в		грунта	грунта	ческой	грунта
		резанию		ρ, кг/м3
			призме		о грунт	в дви-	призмы	по
		KРЕЗ,	KP		μ1	жении	грунтом	стали
		МПа
						φ, град.	KН	μ2
	I	0,06	1,1	1600	0,8	35	1,05	0,45
	II	0,12	1,2	1700	0,6	40	0,95	0,6
	III	0,2	1,3	1800	0,4	45	0,85	0,75

13

ЗАДАЧА 4. РАСЧЕТ ПАРАМЕТРОВ ПРОЦЕССА РЕЗАНИЯ И ПЕРЕМЕЩЕНИЯ ГРУНТА БУЛЬДОЗЕРОМ

Параметры определяются на основе результатов тягового расчета. В связи с тем, что тяговое усилие FТ может быть ограничено сцеп­ ной силой FСЦ, требуется определить фактическую силу тяги FТФ. Если

FСЦ ≤FT, то FТФ = FСЦ (иначе - пробуксовка). Если FСЦ ≥ FT, то пробуксовки не будет и реализуется вся тяга машины, обеспечиваемая мощностью

двигателя, т.е. FТФ = FT.

В начале процесса резания всё тяговое усилие FТФ расходуется только на резание грунта и движение бульдозера, т.е. FТФ = F1 + F4, a

F1=FТФ	- F4. В	этом случае толщина срезаемого слоя будет максималь-
ной и из (3.1)		следует, что
		hmax =	Fɬɮ-F4	,
			B sin ɤɪɟɡ 103

где hmax выражена в метрах.

В конце набора грунта, когда на бульдозер действует полное сопро­ тивление, толщина срезаемого слоя будет минимальной, м:

h

=

Fɬɮ-F2-F3-F4

.

min

B sin

ɤɪɟɡ 103

Средняя толщина срезаемого слоя, м,

hɫɪ = hmax hmin .

BH2

2

Объём грунта в призме волочения, м3,

V=

ɤ

ɇ

,

2tgΜ

ɤ

ɪ

гдекН

-коэффициентнаполненияобъёмапризмыволочения(табл.3.3);

кр - коэффициент разрыхления грунта (табл. 3.3).

Длина участка набора грунта, м,

L

=

V

.

p

B hcɪ

3600Vɤ

Техническая производительность бульдозера, м3/ч, ɉɌ =

Ɍɐ

ɉ ,

LП

где кп

= 1-0,005LП

- коэффициент потерь грунта при перемещении;

- дальность перемещения грунта, м (табл.3.1); ТЦ - продолжитель-

ность цикла, с.

Время, затраченное на весь цикл, есть сумма продолжительности

отдельных операций:

Ɍɐ =t1+t2 +t3+t4,

Lɉ

гдеt1

LP

- время набора грунта; t2

- время перемещения

v

v

VP

Vɉ

14

грунта­ (Vп - в данном расчете скорость на второй передаче);

t3	L	+L	ɉ - время движения задним ходом;
		Ɋv
		V3
t4 = 15c - время переключения передач; LP, LП - длины соответствую-
щих участков; vp, vП, v3 - скорости трактора на участках работы (табл.
3.2).
При перемещении грунта бульдозером сопротивление состоит из
сопротивления волочению F2 и сопротивления движению F4. Оба эти
значения­	зависят от величины i = tgβ - уклона пути, преодолеваемого

при движении. Из (3.2) и (3.3) следует, что

FTɎ =♠←0,5ȼɇ2sin Υg(Π1 i)/tgΜ≡… 103 GȻ ( f i),

откуда можно определить максимальный угол подъема местности β, ко­ торый в состоянии преодолеть бульдозер при этой операции. Тяга FТФ выбираетсясучетомвозможногоограниченияFT поРсц,аFT рассчитыва­ ется по (3.4) для скорости VП на второй передаче.

ЗАДАНИЕ HA ЗАДАЧУ № 4

Варианты задания и значения исходных данных указаны в табл. 3.1. Необходимо, используя результаты тягового расчета, определить следующие­ параметры процесса резания и перемещения грунта бульдозером­ : FТФ на участках резания и перемещения грунта; толщины срезаемого слоя hmax, hmin, hср; объем грунта в призме волочения V; длину участка на­бора грунта Lр; длительность рабочего цикла Тц; техническую производительность­ бульдозера Пт; максимальный угол подъёма местности β при перемещении грунта на второй передаче. Результаты расчетов по РГР №3 и №4 представить в итоговой таблице. Наличие таблицы в отчёте обязательно.

15

ЗАДАЧА № 5. СОСТАВЛЕНИЕ И РАСЧЕТ КИНЕМАТИЧЕСКОЙ СХЕМЫ ПРИВОДА МАШИНЫ

Машина обычно состоит из двигателя, трансмиссии и рабочего ор­гана. Приводом машины называется совокупность двигателя и трансмиссии­ .

Таблица 5.1

			Обозначения			Прере-
	Устройство					даточное	КПД
		на кинематической схеме
						число
	1. а - вал, ось:
	б - неподвижное		а		б
	соединение­
	детали с валом
	2. Подшипники
	каче­ния
	и скольжения
	3. Муфты:		а		б
	а - любая;
	б - упругая
	4. Фрикционная
	муфта
	сцепления
	5. Передача					до 6	0,94...0,96
	ременная
	6. Передачи
	зубчатые: а - ци-					до 5	а - 0,98
	линдрическая;						б - 0,96
		а		б
	б - коническая
	7. Передача					8...80	0,7...0,9
	червячная
	8. Передача					до 6	0,94...0,96
	цепная
	9. Тормоз
	10. Двигатели:	а		б
	а - электриче-		М		М
	ский;
	б - внутреннего
	сгорания­

16

В строительных машинах широко применяются механические трансмиссии, состоящие из зубчатых, червячных, цепных и ременных передач­ . Величина передаточного числа каждой передачи ограничена по конструктивным соображениям (табл. 5.1), поэтому для ее увеличения трансмиссии обычно выполняются многоступенчатыми. Тогда общее передаточное­ число

iобщ=i1·i2...in,

где i1, i2, in - передаточные числа отдельных ступеней.

КаждаяпередачахарактеризуетсянекоторымзначениемКПД(табл. 5.1). Общий КПД трансмиссии

ηобщ=η1·η2...ηn,

где η1, η2, ηn - КПД отдельных ступеней.

Кинематически более выгодны те передачи, которые обеспечивают большее передаточное число трансмиссии, а энергетически выгоднее передачи­ с большим КПД.

При проектировании и эксплуатации машин широко используются кинематические схемы, на которых условно изображаются все элементы, участвующие в передаче движения. Их обозначения представлены в табл. 5.1.

ЗАДАНИЕ НА ЗАДАЧУ № 5

1.Составить две кинематические схемы приводов машин, состоя­ щихиздвигателяитрехступенчатойтрансмиссии,поисходнымданным, приведенным в табл. 5.2.

2.Рассчитать передаточное число и КПД трансмиссии. При расчете принимать средние значения передаточных чисел и КПД ступеней.

3.Сделать выводы о кинематической и энергетической выгодности трансмиссий и о вкладе отдельных передач в эти показатели.

17

Таблица 5.2

Вариант	1(20)	2(13)	3(6)	4(11)	5(20)	6(7)	7(14)	8(17)	9(10)	10(7)
задания
Двигатель	Эл	ДВС	Эл	ДВС	Эл	ДВС	Эл	ДВС	Эл	ДВС
	Р	Ц	Ц	З	Р	Р	Р	З	Р	Ц
Передачи	З	Ч	ЗК	ЗК	ЗК	Ч	З	Ч	Ч	ЗК
	Ц	З	З	Ч	Ч	ЗК	ЗК	ЗК	ЗК	Ч
Вариант	11(6)	12	13	14	15(2)	16	17	18	19	20
задания		(17)	(14)	(15)		(17)	(18)	(19)	(20)	(15)
Двигатель	Эл	ДВС	Эл	ДВС	Эл	ДВС	Эл	ДВС	Эл	ДВС
	Ц	З	Р	Ц	Р	Ц	Р	Ц	Р	Ц
Передачи	З	ЗК	ЗК	З	Ч	Ч	З	Ч	Ч	З
	Ч	Ч	З	Ч	ЗК	ЗК	Ц	ЗК	З	ЗК

Примечания.

1.В таблице обозначено: Эл - электродвигатель; ДВС - двигатель внутреннего сгорания; Р, Ц, 3, 4, ЗК - передачи соответственно­ ременная, цепная, цилиндрическая зубчатая, червячная, зубчатая коническая.

2.В скобках дан номер второй схемы задания.

Примеры кинематических схем приводов показаны на рис. 5.1 и 5.2. При составлении схем следует учитывать, что все передачи понижающие. У понижающих передач габариты ведущего звена всегда меньше, чем у ведомого, а у повышающих - наоборот.

18

Рис. 5.1

1-2 - ременная передача; 3-4 - цилиндрическая зубчатая передача; 5-6 - зубчатая коническая передача; 7 - электродвигатель; 8 - тормоз; 9 - муфта упругая; 10 - рабочий орган

Рис.5.2

1 -2 - цепная передача; 3-4 - цилиндрическая зубчатая передача; 5-6 - червячная передача; 7 - двигатель внутреннего сгорания; 8 - фрикционная муфта сцепления; 9 - тормоз; 10 - муфта;

11 - рабочий орган

19