КОНТРОЛЬНАЯ РАБОТА

11

ОГЛАВЛЕНИЕ

КОНТРОЛЬНАЯ РАБОТА № 1. 2

1. Рассчитать и обосновать выбор основных параметров машины и ее рабочего органа. 2

1.1 Исходные данные 2

1.2 Описание дорожной машины 3

1.3 Расчет основных параметров рабочего органа 3

2. Определение суммарного сопротивления, возникающего при работе бульдозера 7

3. Кинематическая схема привода к рабочему органу. Основные характеристики привода 9

4. Определение эксплуатационной производительности машины за смену 10

БИБЛИОГРАФИЧЕСКИЙ СПИСОК 11

КОНТРОЛЬНАЯ РАБОТА № 1.

1. Рассчитать и обосновать выбор основных параметров машины и ее рабочего органа.

1.1 Исходные данные

Базовая машина	Трактор Т-100МГП
Дорожная машина	Бульдозер универсальный
Рабочий орган	Отвал с плоским ножом
Привод к рабочему органу	гидравлический
Число ударов	С = 1
Глубина резания грунта	h = 25 см
Дальность перемещения грунта lп, м	Разравнивание
Длина участка L, высота насыпи H, ширина земполотна B, м	L = 100; H = 0,8; B = 8,5.

1.2 Описание дорожной машины

Бульдозер представляет собой гусеничный или колесный тягач с навесным оборудованием, имеющим орган в виде отвала, соединенного с толкающими брусьями. Для подъема и опускания отвала служит гидроцилиндр.

Бульдозеры относятся к классу землеройно-транспортных машин.

Различают бульдозеры: 1) с неповоротным отвалом, закрепленный жестко перпендикулярно продольной оси машины. Такие бульдозеры применяют для устройства выемок, возведения насыпей, планировки площадок, разработки и засыпки траншей;

2) с поворотным отвалом, который поворачивается на угол 𝜑 в горизонтальной плоскости и на угол α в вертикальной плоскости, что позволяет перемещать грунт не только вперед, но и в сторону. Этими бульдозерами можно нарезать террасы на косогорах, засыпать траншеи, расчищать дороги от снега.

Главным параметром бульдозера считается номинальное тяговое усилие, основными параметрами – масса и мощность.

Бульдозеры классифицируются по тяговому усилию и по мощности базовой машины: легкие 20 – 80, средние 80 – 150, тяжелые 150 – 300, сверхтяжелые более 300 кВт.

1.3 Расчет основных параметров рабочего органа

Трактор Т-100МГП

Масса, кг	Габаритные размеры, м			Рекомендуемая масса навесного оборудования, %	Номинальная мощность, кВт	Скорости перемещения машины, м/с
	длина	ширина	высота			транспортная	при резании и перемещении грунта	при заднем ходе	на холостом ходе
11800	4,30	2,46	3,04	18 – 23	79,5	1,78-2,8	0,66	1,25-1,47	1,25-1,78

Рабочим органом бульдозера является отвал с плоским ножом. Основными параметрами отвала являются: угол резания δ, угол опрокидывания ψ, угол наклона ε_о, высота отвала Н, ширина отвала В, длина отвала L. Параметры отвала оказывают значительное влияние на сопротивление грунта копанию и волочению.

Номинальное тяговое усилие определяется по условиям сцепления ведущих колес с поверхностью качения и проверяется по мощности силовой установки с учетом буксирования движителя не выше 7 % для гусеничных и 20 % для колесных тракторов.

Номинальная сила тяги по условиям сцепления определяется следующим образом:

где G_сц – сцепная масса машины, т;

φ_сц – коэффициент сцепления ведущих колес с поверхностью качения, φ_сц = 0,7;

g – ускорение свободного падения (9,81 ≈ 10 м/с²).

где – G_т – масса трактора (базовой машины), т;

G_o – масса рабочего оборудования, т;

ψ – коэффициент использования массы машины по сцеплению.

При навешивании одного агрегата:

Номинальная сила тяги по мощности двигателя:

Где N_max – эффективная мощность, кВт;

v – скорость движения, м/с;

δ – коэффициент буксирования (для гусеничных тракторов 0,07);

η_м – КПД механической трансмиссии (0,85 – 0,88).

Т.к. Т_СЦ > Т_Н, в этом случае машина будет работать без буксования.

Из параметров рабочего органа определяем:

Длина поворотного отвала определяется при повернутом отвале, из расчета:

Где Г – габариты базовой машины или рамы бульдозерного оборудования по ширине.

Высота отвала определяется по формуле (мм):

где А – коэффициент, принимаемый для поворотных отвалов – 450 мм/кН^1/3;

Т_Н – номинальное тяговое усилие, кН.

Высота козырька:

Ширина отвала:

Угол резания δ = 55˚, задний угол α = 35˚, угол захвата 𝜑 = 45˚.

Рис. 1. а) отвал с плоским ножом; б) геометрия отвала.

2. Определение суммарного сопротивления, возникающего при работе бульдозера

Суммарное сопротивление, возникающее при работе бульдозера определяется по формуле:

где W_р – сопротивление, возникающее при резании грунта, Н;

W_в и W_пр – сопротивление перемещения грунта вверх по отвалу и перед отвалом, Н.

W_т - сопротивление от перемещения бульдозера как тележки, Н.

Расчет силы сопротивления резанию, возникающее при работе бульдозера.

Для плоского ножа отвала:

где h – толщина срезаемой стружки, см;

C – число ударов стандартного ударника-плотномера, Н/см2;

L – длина режущей кромки ножа, м;

α – угол захвата, град;

δ – угол резания, град.

Сопротивление от перемещения грунта вверх по отвалу:

где G_пр – вес грунта в призме волочения, кг;

f₁ – коэффициент трения грунта о сталь (0,5 – 0,6);

δ – угол резания в град;

𝜑 – угол захвата в град.

V_пр – объем призмы волочения, м³;

δ_о – объемный вес грунта (1400 – 1600 кг/м³).

где k_пр – поправочный коэффициент, зависит от вида грунта и отношения H/L, равен 1,3.

Сопротивление от перемещения призмы волочения грунта перед отвалом:

где f₂ - коэффициент трения грунта о грунт (0,8 – 1,0);

Сопротивление от перемещения бульдозера как тележки:

где f – коэффициент сопротивления перемещению бульдозера (0,1 – 0,12);

i – постоянное заглубление отвала в грунт (0,3 – 0,4).

Номинальное тяговое усилие определяем по формуле:

где G – вес бульдозера, кг;

𝜑_сц – коэффициент сцепления (0,9 – для гусеничных машин).

Расчет требуемой мощности, кВт:

v – рабочая скорость движения машины, м/с;

η – КПД машины (0,85 – 0,95);

Мощность тягача больше, чем требуемая мощность для данного бульдозера, а это значит, что расчет по тяговому усилию выполняется.

3. Кинематическая схема привода к рабочему органу. Основные характеристики привода

Рис. 2. Гидравлическое управление бульдозера:

1 – отвал, 2 – гидроцилиндры, 3 – гидронасос, 4 – упряжной шарнир, 5 – толкающий брус рамы, 6 – лыжи.

Гидравлическое управление позволяет производить принудительное заглубление отвала в грунт, что особенно важно при работе на тяжелых грунтах. Система может включать в себя один или два гидроцилиндра двойного действия. Корпусы гидроцилиндров через стойки шарнирно укреплены на раме трактора. При одном гидроцилиндре для этой цели обычно применяется универсальный шарнир. Штоки цилиндров укрепляются на раме бульдозера. Для подъема и опускания отвала используются гидроприводы с рабочим давлением 30 – 100 кг/см2. Подвод масла к цилиндрам осуществляется резиновыми шлангами или металлическими трубками, свернутыми в виде компенсатора. Для ограничения опускания отвала служат лыжи.

Наклон отвала вперед или назад осуществляется гидроцилиндрами или путем перестановки соответствующих упоров вручную.

4. Определение эксплуатационной производительности машины за смену

Для машин на разравнивании, м²/ч;

где П_Э – производительность эксплуатационная, ед.изм/ч;

L_o – длина отвала, м;

а – ширина перекрытия обрабатываемой полосы, м;

В – ширина земполотна, м;

α – угол поворота;

T_p – рабочее время в смену, мин;

K_в – коэффициент использования рабочего времени (0,8 – 0,85);

V – рабочая скорость движения, м/с;

t_п – время, затрачиваемое на поворот машины, с;

n₁ – количество проходов по одному месту;

n₂ – количество проходов по ширине обрабатываемого участка;

n₁ = B/L_o; n₂ = B/L_o*sinα;

L_уч – длина участка, м.

БИБЛИОГРАФИЧЕСКИЙ СПИСОК

1. Хархута, Н. Я. Дорожные машины [Текст] / Н. Я. Хархута. – Л. : Машиностроение., 1968. – 416 с., ил.

2. Алексеева, Т. В. Дорожные машины. Машины для земляных работ [Текст] : 3-е изд., перераб. и доп. / Т. В. Алексеева, К. А. Артемьев. – М. : Машиностроение., 1972. – 504 с.

3. Гальперин, М. И. Строительные машины [Текст] : учеб. Для вузов. – 3-е изд., перераб. и доп. / М. И. Гальперин, Н. Г. Домбровский. – М. : Высш. шк., 1980. – 344 с., ил.