62 Тяговый расчет бульдозера.
Тяговый расчет бульдозера, как и любой другой землеройной машины,
заключается а определении необходимого тягового усилия Р, которое должно быть
больше или равно сумме всех возникающих при работе машины сопротивлений
n
Р ≥ ∑ωi .
i =1
где п – количество видов сопротивлений; ωi – сопротивление i-того вида.
За расчетное положение при определении потребной силы тяги и мощности
берется момент окончания набора грунта перед отвалом бульдозера. Это необходимо
учесть как сопротивление вырезанию стружки грунта с определенной площадью
поперечного сечения, так и сопротивление грунта, которых перемещается впереди отвала
(призма волочения).
В основу расчета кладется суммирование сопротивлений, возникающих в процессе
резания и перемещения грунта, независимо от его инструкции.
При работе бульдозера полное сопротивление, преодолеваемое толкающим
усилием трактора, слагается из следующих сопротивлений:
n
∑ ω i = ω1 + ω 2 + ω 3 + ω 4 ,
i =1
где ω1 – сопротивление грунта резанию, кгс
ω1=k F0;
где k – удельное сопротивление грунта лобовому резанию, кгс/м2;
среднее значение для грунта 1 категории принимается равным до 7000 кгс/м2, (70
кПа), для 11 категории – до 11000 кгс/м2 (110 кПа), для 111 категории – до 1700 кгс/м2
(170 кПа); F0 – площадь сечения стружки, которая может быть определена
из условия технологического режима машины;
F0=hсп b0;
hсп - средняя глубина резания (толщина срезаемого слоя), м (принимается
самостоятельно;
b0 - ширина срезаемого слоя грунта, м;
ω2 - сопротивление перемещению призмы;
ω2=Gпр (μ ± i);
Gпр - масса призмы волочения, определяемая из условий
заполнения отвала грунтом;
Gпр=Vф γ
Vф - фактический объем грунта перед отвалом, м3 (расчетная формула
приводится в разделе расчета производительности бульдозера);
γ - объемная масса грунта;
μ- коэффициент трения грунта призмы волочения по грунту
поверхности забоя, равный для связных грунтов 0,5, для несвязных
грунтов – 0,7;
i - сопротивление перемещению грунта на подъем (под уклон);
i=tgα
α - угол наклона пути к горизонту, град, принимаемый со знаком
“минус” при движении под уклон;
ω3 - сопротивление перемещению грунта вверх по отвалу;
ω3=Gпрcos2δ μ1;
δ - угол резания, град (для неповоротного отвала, равный 550, для
поворотного отвала – 50…550);
μ1 - коэффициент трения грунта по металлу, равный для песка и супеси
0,35, для среднего суглинка – 0,50, для тяжелого суглинка – 0,80;
ω4 - сопротивление перемещению (транспортированию) бульдозера;
ω4 = G (f ± i)
G - сила тяжести трактора с бульдозерным оборудованием, кгс;
f - коэффициент сопротивления перемещению движителей трактора;
для гусеничного движителя f = 0,15… 0,20; для колесного движителя
f = 0,10… 0,15.
Произведя тяговый расчет для заданной машины, можно определить режимы, на
которых следует работать, чтобы полностью использовать мощность двигателя, и какие
максимальные рабочие сопротивления можно преодолеть для работы на заданных
режимах.
В случае, если сумма сопротивлений при производстве тягового расчета окажется
больше или меньше тягового усилия выбранной марки машины, необходимо,
проанализировав составные части расчета, принять решение, способствующие
изменению его в сторону снижения или увеличения. Принятые мероприятия следует
обосновать и отразить в тексте при повторном расчете.
63 Расчетная схема автогрейдера в рабочем режиме
Рк=G2*F коэф сцепления Рк=Мкр*i общ*кпд/r ст RN=0.5Rкоп Ри=(Кд-1)*ФИmax*G2 Ри-сила инерции Кд-коэф.динамичности=1.16-1.12 ФИmax=0.85 Н=r ст+0.5М а=0.25…0.3L
|
L-продольная база по оси балансира G1 нагрузка на передний мост G2 нагрузка на задний мост Z1,Z2 соответ. Нагрузки Rст статический радиус шины по гост 8430
|
Тяговая мощность в раб.режиме
N=T*V*1/(1-б)*кпд транс*кпд н
Т-тяговая усилие,V-скорость,кпд трансмиссии
Допущения
1.реактивные силы действуют на задние колеса приложенные в точке О2
2.реакции грунта на колесах равны между собой
3.коэф сопротивления кочения равны перед зад колес
4.масса грейдера в центре тяжести машины и там же сила инерции
Далнейшее решение сводиться к уравнению равновесия.
Тяговая мощность в раб.режиме
N=T*V*1/(1-б)*кпд транс*кпд н
Т-тяговая усилие,V-скорость,кпд трансмиссии
Допущения
1.реактивные силы действуют на задние колеса приложенные в точке О2
2.реакции грунта на колесах равны между собой
3.коэф сопротивления кочения равны перед зад колес
4.масса грейдера в центре тяжести машины и там же сила инерции
Далнейшее решение сводиться к уравнению равновесия.
64Расчетная схема автогрейдера в случае встречи с препядствием
L-продольная база по оси балансира
G1 нагрузка на передний мост
G2 нагрузка на задний мост
Z1,Z2 соответ. Нагрузки
Rст статический радиус шины по гост 8430
Рк=G2*F F-коэф сцепления
ИЛИ по двигателю
Рк=Мкр*i общ*кпд/r ст
RN=0.5Rкоп
Ри=V*
V-скорость max
m-масса грейдера
–
коэф.жесткости
Н=r ст+0.5М
а=0.25…0.3L
Z1=G1+Ри*Н/L
Z2=G2-Ри*Н/L
Тяговая мощность в раб.режиме
N=T*V*1/(1-б)*КПД транс*КПД н
Т-тяговая усилие,V-скорость,кпд трансмиссии
65 Определениепропускной способности отвала грейдера Рабочий процесс автогрейдера заключается в срезе и поперечном перемещении грунта рабочим органом, расположенным под углом к направлению движения машины. Считая грунт однородной сыпучей средой, рассмотрим характер его движения перед рабочим органом автогрейдера.
Если пренебречь силами трения, то траектории частиц грунта можно считать лежащими в вертикальной плоскости, проходящей через точки а и с под углом 90˚-α к направлению движения машины (рис. 2.). Тогда частица грунта, попавшая на отвал в точке а, должна сойти с него в точке с. В результате трения траектории частицы отклоняются на угол ρ, и частица оказывается за пределами отвала только в точке d.
Рис. 2. Схема движения частицы грунта перед отвалом грейдера:
l1 – длина отвала грейдера;
α – угол установки отвала по отношению к направлению движения грейдера;
l2 – путь грейдера, за который грунтовая частица сместится за пределы отвала.
Скорость перемещения грунтовой призмы вдоль отвала
,
м/с
где υгр – скорость движения грейдера, м/с.
Подставляя в это выражение значения l1, определяемое из косоугольного треугольника abd, получим
или
после преобразований
Сечение призмы волочения:
,
м2
где
H
– высота отвала, м;
- угол естественного откоса грунта в
движении,
,
м
где Fр – площадь поперечного сечения срезанного (рыхлого) валика грунта,; k – коэффициент, учитывающий влияние формы призмы волочения
Максимальный объем грунта, перемещаемого отвалом за единицу времени, т.е. пропускная способность отвала:
Пот= Fпр.максυпр, м3/ч
Грунт перемещается поперек движения грейдера на расстояние:
l=L∙sinα,
где L – длина отвала,
По данным И.А. Недорезова, наиболее целесообразным очертанием отвала в профиле является дуга окружности радиусом:
,
м
где δ – угол резания δ=30˚; H – высота отвала.