Определение производительности Бульдозера

Цель работы: изучение устройства и принципов работы бульдозера, освоение методики расчета производительности бульдозера при разработке и перемещении грунта с учетом тягово-цепных характеристик гусеничного трактора.

Исходные данные:

Длина отвала b = 3,95 м; Высота отвала h = 1,3 м;

Дальность транспортирования грунта l2 = 60 м;

Масса трактора с навесным оборудованием т = 21000 кг;

Угол поворота отвала в плане относительно оси трактора α = 90°; Марка трактора - Т-220;

Разрабатываемый грунт - суглинок плотный; Плотность грунта γ = 1800 кг/м3;

Место работы - горизонтальная площадка (i = 0).

Решение:

Тяговое усилие

Тяговое усилие, развиваемое трактором:

T_N=0,9∙(1000∙N_дв∙η_м)/v_н

где: Nдв – мощность двигателя, кВт;

ηм – к.п.д. трансмиссии (ηм = 0,8 ÷ 0,85);

vн – скорость движения бульдозера при наборе грунта, м/с.

Тяговое усилие, развиваемое трактором Т-220 при Nдв = 160 кВт, ηм = 0,8 и минимальной скорости движения вперед (на I передаче) vн = 3,7 км/ч = 1,03 м/с, по формуле:

T_N=0,9∙(1000∙160∙0,8)/1,03=111844 Н=111,8 кН

Для гусеничных тракторов с бесступенчатой трансмиссией - скорость движения бульдозера при наборе грунта принимается равной vн = 2 ÷ 4 км/ч.

Тяговое усилие по сцеплению определяется:

Т_ц=G_ц∙φ

где: Gсц – сцепной вес машины, Н;

φ – коэффициент сцепления (плотный влажный грунт φ = 0,8; плотный сухой грунт φ = 0,9).

Для бульдозера на базе гусеничного трактора:

G_сц=G=m∙g,

где: G – вес трактора с навесным бульдозерным оборудованием, Н;

m – масса трактора с навесным оборудованием, кг;

g – ускорение свободного падения, м/с2

Тяговое усилие по сцеплению при движении бульдозера по плотному грунту (φ = 0,9), по формулам:

Gсц  G  21000  9,8  205800 Н  205,8 кН

Тсц  205,8 0,9  185,22 кН

Сопротивления, возникающие при работе бульдозера

Машины находятся в движении без пробуксовывания при условии, что сцепная сила тяги больше окружного усилия на ободе ведущего колеса (звездочки) и больше общего сопротивления передвижению. Таким образом, условие движения без буксования будет следующее:

где: W – суммарное сопротивление, возникающее при работе бульдозера, Н.

W=∑▒〖W_i+W_1+W_2+W_3 〗+W_4

где: W1 – сопротивление грунта резанию, Н;

W2 – сопротивление волочению призмы грунта впереди отвала, Н;

W3 – сопротивление трению грунта по отвалу, Н;

W4 – сопротивление передвижению трактора с навесным бульдозерным оборудованием, Н.

W_1=b∙c∙k∙sinα,

где: b – длина отвала, м;

с – толщина срезаемого слоя грунта, м;

k – удельное сопротивление грунта резанию ножом бульдозера, МПа (прил., табл. 3);

α – угол поворота отвала в плане относительно оси трактора.

W_2=0,5∙a∙h∙b∙sinα∙γ∙g(μ±i),

где: h – высота отвала, м;

a – ширина призмы грунта впереди отвала, м; γ – плотность грунта, кг/м3;

μ – коэффициент трения грунта по грунту (μ = 0,4 ÷ 0,8, причем меньшие значения берут для влажных и глинистых грунтов);

i – уклон пути.

Ширину призмы грунта впереди отвала можно выразить следующим образом:

a=h/〖tg〗_(φ_° ) ,

где: φо – угол естественного откоса грунта (принимаем φо =40 ÷ 45°).

W_3=0,5∙b∙h^2∙γ∙g∙〖cos〗^2