3.4. Ручной расчёт

3.4.1. Определение эксплуатационного веса бульдозера.

Эксплуатационнаямасса бульдозера складывается из масс базового трактора и бульдозерного оборудования:

G_б =(G_p.o.+G_m) = (12,7 +64) =74,7т.

Вес бульдозера:

G_бg=74,7·9,81=752,4 кН.

3.4.2. Определение номинального тягового усилия«по сцеплению»

Р_сц=Gбgφ = 752,40,95=714,8кH.

По тягово-скоростной характеристике бульдозера оцениваем скоростной режим реализации расчетной тяги: 1-ая передача V₁=1,3 км/ч.

3.4.3.Определение объема призмы грунта в плотном теле перед отвалом Qпр для заданных размеров отвала (табл. 3.4):

3.4.5. Определение потребного тягового усилия бульдозера для перемещения призмы волочения объёмом Qпр и возможных скоростей её перемещения.

P=Q_прμρg + G_б f g = 14,23∙0,625∙1,8∙9,81 = 157 кН

При полученном тяговом усилии находим возможные скорости перемещения бульдозера, исходя из его тягово-скоростных характеристик.

Для первой передачи 4 км/ч

Для второй передачи 7 км/ч

Для третей передачи 7,5 км/ч = 2,08 м/с

3.4.6. Определение скоростного режима перемещения грунта при копании

Определяем максимально возможную толщину стружки С₁ при Р₁ = 714.8 кН и V₁ = 1.3 км/ч, которое составит

С₁ = (Р - G_δgf) / (К_рез∙В₀)= (714,8 – 76,7∙9,81∙0,1) / (100∙5,49) =

= (714,8 – 75,2) / 549 = 1,16 м.

Однако, максимально возможное заглублениизаданного бульдозераC_max = 0,67 м.Принимая С₁ = 0,67м тяговое усилие при копании составит:

Р(V)=К_резВ₀С₁ + G_δgf=549·0,67+76,7∙9,81∙0,1=

=444кН.

Эта величина тягового усилия может быть реализована, как на первой передаче при V₁=1,3 км/ч, так и на второй при V₂ = 2,3 км/ч (смотри тягово-скоростную диаграмму).Принимаем скоростной режим работы при копании

V_коп=V₁=2,3км/ч=0,64м/с.

Используя данные табл. 3.4, определяемтягово-скоростные характеристикибульдозера при перемещении грунта: работа на второй передаче с V₂ = 4,5 км/ч = 1,25 м/с с тяговым усилиемР =230кН.

3.4.7. Определение протяженности основных участков трассы и составляющих времени цикла

а) Копание грунта.

Длина пути внедрения отвала, м

l_вн = С₁ а = 0, 67 ∙ 1,5 = 1.005м.

Длина пути добора грунта в отвал, м

l_н = (Q_пр–0,5аB₀(C₁²+C₂²))/(0,5B₀(C₁+C₂)) =

= (14,23–0,5∙1,5∙5,49·(0,67²+

+ 0,05²))/(0,5∙5,49∙(0,67+0,05)) =

= (14,23–0,5∙1,5 ∙5,49 ∙0,451) / (0,5 5,49 0,72) =

=(14,23 – 1,86) / 1,98 = 6,26 м.

Длина пути выглубления отвала, м

l_выгл = C₂∙а = 0,05∙ 1,5= 0,075 м.

Длина пути копания грунта, м

l_коп = l_вн + l_н + l_выгл= 1,005 +6,27+0,075 =7,350 м.

Продолжительность цикла копания грунта, с

t_коп=l_коп / V_коп = 11,5 с.

б) Перемещение грунта.

А_в = (В_н ∙ Н_н + (Н²_н – К_р h²_в) ctgγ) / (К_р h_в)= (16 2+(2² - 1,2 1,5²) ∙ 2,15) / (1.2∙1,5) = 19.3 м.

D = 0,5 ∙ (H_п ctg γ + 2 d +A_в+2 h_в ctg γ) = 0,5 (2 ∙ 2,15 + 3,0 ∙ 2 +19,3 + 2 ∙ 1,5 ∙ 2,15) ≈ 18,2 м.

tgα ≈ 0,5 (H_п+h_в) / D = 0.5 ∙ (2 + 1,5) / 18,03 = 0,097 =>α = 5⁰30’.

Длина перемещения грунта, м

l_п = D / cosα = 18,2 / 0,995 ≈ 18,3 м.

Время перемещения грунта, с

t_п = l_п / V_п = 18,1 / 2,08 = 8,7 с.

в) Отсыпка грунта.

Длина отсыпки грунта, м

l _отс = Н_н К_упл ctg γ + В_н= 2 0,7 2,15 +16 = 19,01 м.

Высота отсыпки грунта, м

h_отс = (Q_пр (1- K_пот l_п)) / (l_отс В₀) = 14,2 (1 – 0,004∙ 18,3) / (19∙ 5,49) =

= 0,13 м.

Скорость отсыпки грунта, м/c

V_отс= V_к = 0,64 м/с .

Время отсыпки грунта, с

t_отс = l _отс / V_отс= 19 / 0,64 = 29,7 с.

г) Холостой ход.

Длина холостого хода, м

l _хх = K_хх∙(l_коп+l_п+l_отс)= 1,1∙(7,77 + 18,1 + 19,0) = 1,1 ∙ 44,87 =

= 49,4 м

Скоростьхолостого хода, м/c

V_хх = V_max =V₃= 12 км/ч = 3,33 м/с.

Времяхолостого хода, с

t_хх= l _хх / V_хх= 49.4 / 3,33 = 14,8 с.