Расчет тяговых и эксплуатационных параметров бульдозера Б-12

спецификация.cdw

КП МЗР 090763 00.00.00
"Госуниверситет - УНПК"
Бульдозерное оборудование
Левый винтовой подкос
КП МЗР 090763 00.00.00 СБ
Ребро жесткости отвала
Ребро жесткости козырька
Правый винтовой подкос
Болт М18 ГОСТ 7798-70

расчет в АРМ.cdw

КП МЗР 090763 00.00.00
рабочего оборудования
Госуниверситет - УНПК
Коэффициент запаса по текучести
Коэффициент запаса по усталости

3 лист.cdw

Госуниверситет -УНПК
дальности перемещения
КП МЗР 090763 00.00.00
Госуниверситет - УНПК
земляного сооружения
КП МЗР 090763 00.00.00 ТЧ
КП МЗР 091223 00.00.00. ТЧ

запискa.docx

Министерство науки и образования Российской Федерации
Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение
высшего профессионального образования
«Государственный университет – учебно-научно-производственный комплекс»
по дисциплине: «Машины для земляных работ»
на тему: «Расчет тяговых и эксплуатационных параметров бульдозера»
Выбор и расчет тяговых и весовых параметров 8
Определение основных параметров отвала . ..13
Тяговый расчет бульдозера .16
1.Активное копание грунта 19
2.Пассивное копание и перемещение грунта ..21
3.Перемещение грунта ..22
4.0тсыпка грунта тонким слоем ..22
5. Холостой ход ..23
Расчет производительности бульдозера . 24
Определение производительности и времени возведения земляного сооружения .. ..27
1.Возведение полки 27
Расчет рабочего оборудования в АРМ WinMachine.. ..31
Техническое обслуживание ремонт и техника безопасности при работе бульдозера 31
Список использованных источников 42
Землеройно-транспортными называют машины с ножевым рабочим органом выполняющие одновременно послойное отделение от массива и перемещение грунта к месту укладки при своем поступательном движении. К этой группе машин относится: бульдозеры скреперы автогрейдеры грейдеры. Первые два типа машин особенно бульдозеры широко используются в промышленном и гражданском строительстве. Основными преимуществами землеройно-транспортных машин является возможность совмещения в одном рабочем цикле всего комплекса операций по копанию перемещению отсыпания грунта с предварительным разравниванием и частичным уплотнением простота конструкции и высокая производительность.
Бульдозер – машина состоящая из трактора оборудованного управляемым отвалом с ножом для послойного срезания перемещения и разравнивания грунта. Грунт срезается ножом накапливается перед отвалом и перемещается по поверхности рабочей площадки при передвижении бульдозера за счет тягового усилия трактора. Бульдозерами возводятся насыпи планируются площадки и откосы отрываются и засыпаются траншеи котлованы каналы штабелируются и распределяются по поверхности различные сыпучие материалы.
Бульдозеры нашли широкое применение в строительстве. От общего объема земляных работ выполняемых в строительстве на долю бульдозеров приходится около 35-40%. Они являются машинами цикличного действия и их применяют во всех видах строительства и особенно в дорожном мелиоративном ирригационном и в карьерах. Здесь ими производят планировочные работы устройство автодорожных и железнодорожных насыпей из боковых резервов транспортировку грунта на расстояние до 100м рытье каналов и котлованов засыпку ям и траншей очистку дорог и строительных площадок от снега валку деревьев корчевку пней. Иногда их используют в качестве толкачей при работе со скреперами.
Общие сведения о машине
Рисунок 1 – Общий вид бульдозера Б12
Базовый трактор имеет маркировку Т12.6020 а бульдозерно-рыхлительные агрегаты - Б12.6020. Трактор Т12.6020 и агрегаты на его базе предназначены для выполнения больших объемов землеройных работ в широком диапазоне температур окружающего воздуха от +45° до -50° С и разработки различных грунтов с малой несущей способностью (болото снежный покров оттаявший мерзлый грунт и др.)
Учитывая характер использования тракторов Т12 в его конструкции использованы как технические решения апробированные на тракторах Т10М так и оригинальные разработки по важнейшим системам трактора. Реализация высоких тяговых усилий обеспечивается существенными изменениями в конструкции ходовой системы трактора. Колея трактора увеличена на 200 мм (2080 мм) что позволяет устанавливать башмаки гусеницы шириной 560 или 690 мм. Длина опорной поверхности на грунт увеличена до 3182 мм за счет установки тележек гусениц с семью опорными катками на подшипниках скольжения. На этот трактор устанавливается 6-цилиндровый V-образный дизельный двигатель ЯМЗ-236 Б-4 размерностью 130х140 мм с номинальной мощностью 230 л.с. при 1800 обмин. Двигатель оснащен турбонаддувом и жидкостно-масляным теплообменником для охлаждения масла. Удельный расход топлива не более 162 гл.с.ч а относительный расход масла на угар 05% от расхода топлива. Двигатель установлен на раме трактора на амортизаторах. Вентилятор "толкающего" типа обеспечивает необходимый температурный режим охлаждающей жидкости двигателя и масла трансмиссии за счет "обратного" потока воздуха в результате чего уменьшается засоряемость радиаторов и тепловая нагрузка на кабину в летнее время года. При необходимости в холодное время года может быть установлена крыльчатка вентилятора прямого потока.
Тракторы Т12 оборудуются реверсивной гидромеханической трансмиссией (ГМТ) обеспечивающей три передачи вперед (максимальная скорость движения по передачам 342; 607 и 957 кмчас) и три назад (максимальная
Рисунок 2 - Теоретическая тягово-скоростная характеристика
скорость движения 425; 754 и 1187 кмчас). Трехколесный гидротрансформатор с активным диаметром 410 мм и повышенным до 295 (против 22 у трактора с двигателем Д-180) коэффициентом трансформации скомпонован в едином корпусе с редуктором обеспечивающим привод гидронасосов систем трактора а также возможность независимого отбора мощности на различные агрегаты (например тяговые лебедки).
Планетарная пятирядная коробка передач соединена карданом с ведо-
мым валом гидротрансформатора и крепится на передней стенке корпуса бортовых фрикционов. Конструкция планетарной коробки передач в основном идентична применяемой на тракторах типа Т10.
Применение силовой установки с двигателем ЯМЗ и новым гидротрансформатором широко опробовано на промышленных партиях тракторов типа Т10М.
Теоретическая (расчетная) характеристика трактора представлена на рисунке 2. Совмещение характеристик элементов моторно-силовой установки выполнено таким образом что увеличенные тяговые усилия трактора при необходимых значениях скоростей движения на рабочем ходе при бульдозерно-рыхлительных работах могут выполняться на первой передаче с высоким значением коэффициента полезного действия ( КПД гидротрансформатора не менее 08).
Автоматическая приспособляемость силовой передачи к внешним нагрузкам в широком диапазоне их значений освобождает оператора от необ-
ходимости переключения передач в период рабочего хода агрегата который в большинстве случаев выполняется на I передаче. Это в сочетании с сервированным управлением трактором и навесными орудиями существенно облегчает условия труда оператора и обеспечивает увеличение производительности агрегата.
Балансирная балка шарнирно соединена с тележками связывая их в единую систему что повышает надежность составных частей а также осей качания тележек.
Повышена надежность бортовых редукторов. Прокачка тележек относительно осей вынесенных из зоны бортовых редукторов дала возможность убрать раскосы тележек обеспечить лёгкий монтаж-демонтаж бортредуктора исключает передачу на них нагрузок от навесного оборудования при копании и перемещении грунта увеличивая надежность этих важнейших узлов трансмиссии. Бортовые редукторы выполнены в виде самостоятельного узла (модуля) позволяющего устанавливать его целиком на раму трактора. Это двухступенчатые механизмы: первая ступень - цилиндрическая пара шестерен вторая - планетарный ряд. Повышенное до 1963 передаточное число бортредукторов (у Т10 - 1479) позволяет обеспечить увеличение тягового усилия при значительном уменьшении нагрузок действующих на все элементы силовой передачи (в т. числе бортовые фрикционы и тормоза коническая передача и др.). Ведущие колеса с секторами замена которых при износе не требует разборки трактора.
Уплотнение узла обеспечивается самоподжимными шайбами типа Duo Cone (такого же типа уплотнения используются и в катках и натяжных колесах ходовой системы). Большое количество мероприятий направленных на обеспечение высокой надежности машины реализовано практически во всех узлах и системах трактора.
Усовершенствованная кабина с аварийно-вентиляционным люком в соответствии с современными тенденциями обеспечения комфортными условиями работы оператора целью которых является достижение максимальной работоспособности с минимальной усталостью. Посадка оператора - удобная с обеспечением безопасности за счёт установки RopsFops и ремня безопасности ввода удобно расположенных минимума рычагов управления с сервированием по усилию содержание вредных веществ в кабине доведено до требуемых ГОСТом норм обеспечиваемых за счёт установки двигателя и кабины на амортизаторы её герметичности ввода вентилятора-отопителя кондиционера теплошумоизолирующего коврика и панелей интерьера. Все это создает комфортные условия работы оператора.
Тракторы оснащаются двумя типами бульдозерного оборудования: полусферическим отвалом (Е) и прямым (В). Устанавливаются также два типа рыхлителей: трехзубый (Р) и однозубый (Н).
Проведенные лабораторно-полевые испытания партии тракторов Б12 выявили существенную эффективность новых машин на разработке и перемещении различных видов грунта.
Выбор и расчет тяговых и весовых параметров
Главный параметр бульдозера – номинальное тяговое усилие создаваемое базовым трактором со смонтированным на нем рабочим оборудованием на плотном грунте при относительном буксовании менее 7% для гусеничных и 20% для колесных базовых параметров.
Номинальное тяговое усилие бульдозера определяется по формуле:
где: Gcц— сцепной вес бульдозера Gcц=2232кН;
Подставив значения в формулу (1) получим:
Тн = 2232085=1897кН.
Сцепной вес бульдозера составляет:
Gб— эксплуатационный вес бульдозера Gб =2232кН.
Подставив значения в формулу (2) получим:
Эксплуатационный вес бульдозера определяется по формуле:
где: GT - эксплуатационный вес базового трактора с гидросистемой GT=186кН;
gpo — вес рабочего оборудования определяемый его типом и способом навески на базовый трактор gpo=372кН.
Подставив значения в формулу (3) получим:
g6 = 186+372=2232кH.
Вес рабочего оборудования составляет:
где: К — коэффициент характеризующий относительный вес рабочего оборудования К=02.
Подставив значения в формулу (4) получим:
Таблица 1 – Относительный вес рабочего оборудования
Прямой с активными зубьями
Определение основных параметров отвала
Длина отвала определяется по формуле:
неповоротный отвал любого типа:
В0 = Вг +300 мм; (5)
где: Вг — габарит по ширине гусеничного или колесного хода трактора Вг=2640мм;
— минимальный угол захвата отвала в плане =60 град.
Подставив значения в формулу (6) получим:
Высота отвала определяется по формуле:
где: — положительное тяговое усилие бульдозера =1897кН.
Рисунок 3 - Профиль отвала бульдозера:
Подставив значения в формулу (8) получим:
Высота козырька определяется по формуле:
Нк =(01 025) Н0 мм; (9)
Длина козырька внизу принимается равной В0=3370мм а по верху — не менее 12 В0 то есть 1685мм.
Профиль отвала который обеспечивает наименьшую энергоемкость при разработке любых грунтов приведен на рисунке 3. Оптимальные значения углов профиля приведены в таблице 2.
Таблица 2 – Оптимальные значения углов профиля
Значения углов для типа отвала
- угол резания град;
- угол наклона отвала град;
- угол отваливания град;
-угол установки козырька град;
- центральный угол отвала град;
н- высота отвала м;
нк-высота козырька м;
Рисунок 4 - Зависимость высоты подъема отвала над поверхностью грунта максимальной глубины копания и максимального перекоса отвала от мощности двигателя базового трактора.
Оптимальное значение углов профиля отвала
Радиус криволинейной части отвальной поверхности определяется по формуле:
Подставив значения в формулу (10) получим:
Длина ножа принимается равной длине отвала Вн = В0. У бульдозеров с мощностью двигателя более 100 л.с. нож состоит из трех частей: левой средней и правой. Размеры левого среднего и правого ножей принимаются равными:
левого и правого ножей:
Вл=Вп=(250 300) Вл=Вп=270мм; (11)
Вс = Во- Вл - Вп = В0 - 2Вл=3370-2270=2830 мм ; (12)
ал = ас = ап =150 250 мм. (13)
В формулах (11 12 и 13) большие размеры соответствуют более мощным машинам.
По найденным значениям углов и линейных размеров строится оптимальный профиль отвала.
Высота подъема отвала выбирается из расчета достижения угла въезда не менее 20 30 ° для бульдозеров с неповоротными и 20 25 0 для бульдозеров с поворотными отвалами. Высоту подъема отвала можно также определить по зависимости на рисунке 4.
Величина опускания отвала ниже опорной поверхности базовой машины определяется величиной угла не менее 20 ° между опорной поверхностью и линией соединяющей режущую кромку отвала в крайнем нижнем положении с центром давления. Величину опускания отвала можно также установить по зависимости на рисунке 4.
Скорость подъема и опускания отвала принимается равной:
Тяговый расчет бульдозера
Работа бульдозера может осуществляться в следующих основных режимах:
активное копание связанное с формированием призмы волочения грунта перед отвалом при непрерывном поступательном движении машины;
пассивное копание связанное с перемещением призмы грунта и компенсированием потерь грунта из нее в боковые валики путем копания стружкой небольшой толщины;
перемещение призмы грунта;
перемещение грунта с одновременной его отсыпкой тонким слоем;
холостой ход вперед или назад.
В задачи тягового расчета входит выявление всех основных сопротивлений возникающих при работе бульдозера и их сопоставления с тяговым усилием базовой машины при названных режимах работы либо определение основных параметров стружки исходя из известного тягового усилия.
При работе бульдозера с гидравлическим приводом действуют следующие основные сопротивления:
Wk — сопротивление копанию кН;
Wгр— сопротивление перемещению грунта перед отвалом кН;
Wo— сопротивление перемещению грунта по отвалу кН;
Wб — сопротивление перемещению бульдозера кН.
Формулы для вычисления перечисленных сопротивлений приведены в таблице 3.
Таблица 3 – Сопротивления при работе бульдозера
Перемещение призмы волочения
Трение грунта по отвалу
Vпр2 cos2 sinφ+ +Vпр21cosφ
Перемещение бульдозера
(GT + Gбо)(фcosαsinα)
Примечание: в приведенных формулах прияты следующие обозначения:
К – удельное сопротивление грунта копанию К =9Па;
B0 – длина отвала B0=337м;
с – толщина срезаемой стружки м;
φ — угол захвата отвала φ =70 град.;
Vпр - объем призмы грунта в плотном состоянии перемещаемый перед отвалом м3;
- объемный вес грунта в плотном теле =18 кНм3;
- коэффициент трения грунта о грунт (для связных грунтов 2=05; для несвязных грунтов 2 = 07);
— коэффициент трения грунта о сталь (для песка и cyпеси 1 = 035 для среднего суглинка 1 = 050 и для тяжелого суглинка 1= 080);
— угол резания =55 град.;
GT — эксплуатационный вес базового трактора GT =186 кН;
Gбо — вес бульдозерного оборудования Gбо =372 кН;
ф — коэффициент сопротивления движению ф=01;
α — крутизна местности град. (принято (+ ) — подъем ( -) — уклон).
Средние предельные преодолеваемые бульдозером значения крутизны приведены в таблице 4.
Предельный преодолеваемый подъем
Предельный преодолеваемый уклон
Предельный поперечный уклон
Таблица 4 - Максимальные значения продольной и поперечной крутизны местности при работе бульдозера
Рисунок 5 – Схемы различных видов стружки срезаемой отвалом бульдозера
Объем призмы волочения в разрыхленном состоянии без копания стружкой небольшой толщины для компенсации потерь грунта в боковые валики (с= 0) определяется по формуле:
где: Но — высота отвала Но =144м;
Во — длина отвала Во =337м;
Таблица 5 - Значения коэффициента Кпр характеризующего призму грунта перед отвалом бульдозера
Связные грунты I и II категории
К - коэффициент зависящий от характера грунта (связности коэффициента разрыхления) и отношения Н0В0 К=13.
Подставив значения в формулу (15) получим:
1 Активное копание грунта
Теоретическая траектория точек лезвия ножа является квадратная парабола обеспечивающая равномерную полную загрузку двигателя машины в течение всего процесса копания. Однако реагирование заглубления отвала по такому закону либо ступенчато. Принимаем для расчетов линейный закон изменения толщины стружки. В этом случае закон изменения толщины стружки описывается зависимостью:
где: С1 — заглубление отвала в начале копания м.
С1 зависит от вида разрабатываемого грунта:
при копании грунтов 1 категории:
= (05 08) С мах м ;
при копании грунтов 2 категории :
= (04 05 ) С мах м ;
при копании грунтов 3 категории :
где: С мах – максимально возможное заглубление отвала устанавливаемое по зависимости показанной на рисунке 4 С мах=05м;
С2 — заглубление отвала в конце копания С2 =01м;
— путь набора грунта =416м;
х — текущая координата.
Принимаем для грунта 2 категории:
Величину С2 заглубления отвала в конце копания определяют по формуле:
где: - коэффициент потерь грунта в боковые валики 1м;
для связных грунтов Кп = 0025 0032;
для несвязных грунтов Кп=006 007;
Кцр—коэффициент характеризующий призму грунта перед отвалом бульдозера Кцр=13.
Подставив значения в формулу (20) получим:
Путь набора грунта в призму волочения определяется по формуле:
где: — скорость бульдозера в режиме копания =095мс;
—скорость опускания отвала равная 025 мс;
Кр — коэффициент разрыхления грунта Кр=13;
Сср — средняя толщина срезаемой стружки Сср =016м.
Подставив значения в формулу (21) получим:
Средняя толщина срезаемой стружки определяется по формуле:
Подставив значения в формулу (22) получим:
Закон изменения объема призмы волочения (в плотном теле) перед отвалом бульдозера описывается зависимостью:
Подставив известные значения в уравнения (16) и (23) получим:
Определение сопротивлений проводим для значений х=0 1п2 и 1п найденные значения сопротивлений заносим в таблицу 6. Находим и рассматриваем неравенства: «сумма сопротивлений—номинальное тяговое усилие». Если сумма сопротивлений меньше номинального тягового усилия то расчет режима активного копания на этом закончен если больше то расчет необходимо повторить приняв меньше значение заглубления С1 отвала в начале копания.
2. Пассивное копание и перемещение грунта
Этот режим осуществляется при толщине срезаемой стружки С2 величина сопротивлений в этом случае соответствует х=1п предыдущего режима. Свободная сила тяги может быть использована на увеличение скорости движения.
Скорость движения бульдозера при пассивном копании и перемещении грунта определяется с учетом суммы сопротивлений:
В соответствии с технической характеристикой базового трактора принимаем ближайшие значения скорости v2=1686 кмч тяговое усилие при этом 103000 Н.
3. Перемещение грунта
При перемещении грунта сопротивление копанию грунта Wк = 0 сопротивление Wгр перемещению призмы волочения и сопротивление Wo трения грунта по отвалу снижаются.
Сумма сопротивлений при этом режиме работы составляет:
W = Wгр+Wо +WбТ1+1. (25)
Решая неравенство (26) принимаем соответствующие значения скорости v2=1686 кмч тяговое усилие 103000 Н.
4.Отсыпка грунта тонким слоем
Варианты отсыпки грунта бульдозером показаны на рисунке 4. При отсыпке грунта тонким слоем сопротивление трения грунта по отвалу Wк=0 сопротивление Wгр перемещению призмы волочения и сопротивление Wo трения грунта по отвалу уменьшается и стремится к нулю.
В начале процесса отсыпки сумма сопротивлений составляет:
W = Wгр + W0+Wб; WT1+1 (26)
В конце процесса отсыпки когда призма волочения грунта практически вся уложена в слой сумма сопротивлений составляет:
Отсыпку грунта тонким слоем осуществляют на скорости v4 равной скорости v3=2658 кмч перемещения грунта. Тяговое усилие 67000 Н.
Рисунок 6 – Укладка грунта в отвал
а) слоем «от себя»; б) слоем «на себя»; в) отдельными горками; г) вполуприжим; д) вприжим;
Путь отсыпки определяется по формуле:
где: С отс — толщина слоя отсыпки Сотс =02 м.
Подставив значения в формулу (28) получим:
Сумма сопротивлений при холостом ходе бульдозера составляет:
Исходя из сопротивления W6 перемещению бульдозера возможная скорость бульдозера вперед и назад – максимальная скорость трактора 1187кмч.
Значения сопротивлений при копании заносим в таблицу 6 рассчитав их для каждого из значений и .
Таблица 6 – Тяговый расчет бульдозера
Наименование параметра
Расстояние перемещения грунта
перемещению призмы волочения
трению грунта по отвалу
перемещению бульдозера
Сумма сопротивлений Н
Расчет производительности бульдозера
Техническая производительность бульдозера при активном копании и перемещении определяется по формуле:
где: Vo — объем призмы грунта перед отвалом в плотном состоянии Vo=268м3;
Кукл — коэффициент учета угла уклона или подъема трассы перемещения грунта Кукл=1;
Тц — длительность одного рабочего цикла бульдозера Тц =203с.
Значения коэффициента влияния угла наклона или подъема пути перемещения грунта на техническую производительность бульдозера приведены в таблице 7.
Таблица 7 - Значения коэффициента учитывающего уклон местности
где: 1н — длина пути активного копания 1н=416м;
п— длина пути перемещения грунта (определяется анализом технологической схемы работы ) м;
о — длина пути отсыпки грунта 1о =385м;
v1 — скорость активного копания v1=095 мс;
v2 — скорость пассивного копания (перемещения ) грунта v2=1686мс;
v4—скорость отсыпки грунта v4=2658мс;
v5 н— скорость холостого хода при движении назад v5 н =3297 мс;
t — время на реверсирование машины с принимаем t=5 с.
Подставив известные значения в формулу (31) получим:
Подставив = в формулу (30) получим:
Анализ формул (30 и 35) показывает что величина длительности рабочего цикла зависит от пути перемещения грунта при сохранении постоянства других величин. Зависимость Тц=ф(1п) выражается уравнением вида:
где: То — постоянная величина времени для данной технологической схемы с;
v2 — скорость бульдозера при перемещении грунта мс.
Придавая величине 1п различные значения от 0 до 1п max можно построить график зависимости Тц=ф(Rn).
Далее нетрудно определить зависимость Птех= ф (1п) поскольку при данной технологической схеме объем Vo призмы грунта перед отвалом коэффициенты Кукл и Кр являются постоянными величинами (Vo = const Кукл = const Кр = const). Поэтому:
где: С — постоянная величина для данной технологической схемы.
Разделив значение С на соответствующую величину Тц получим значения производительности Птех по которым строится зависимость Птех = ф (1п).
Техническая производительность бульдозера при грубой планировке поверхности грунта определяется по формуле:
п — число проходов по одному месту принимаем n = 2 прохода;
φ — угол захвата отвала φ =70 град.
Подставив значения в формулу (34) получим:
Эксплуатационная сменная производительность бульдозера определяется по формуле:
где: tсм — длительность смены ч; tсм = 825 ч;
Кв — коэффициент использования бульдозера по времени Кв = 08 085;
Ку— коэффициент учета особенностей системы управления при ручном управлении Ку = 082 095 при наличии усилителей Ку= 096 098.
Подставив значения в формулу (35) получим:
Определение производительности и построение графиков зависимостей Тц= f (1о) и Птех = f (1п) от пути 1п перемещения грунта осуществляется после анализа заданий технологической схемы работы.
Определение производительности и времени возведения земляного сооружения
Таблица 8 – Параметры траншеи
Уклон местности град.
Угол наклона откосов полувыемки и полунасыпи град.
Длина полки на косогоре L м
Площадь поперечного сечения полувыемки в косогоре определяется по формуле:
где: В – ширина земляного полотна В=6 м;
Х – заложение ската крутизной .
Подставив значения в формулу (37) получим:
Подставив значения в формулу (36) получим:
wп=14034ctg20=14 м2.
Вычертим в масштабе рассматриваемое сечение насыпи и резерва и определим их центры тяжести. Соединив полученные центры тяжести прямой линией определим средний путь перемещения грунтовой массы который измеряется по схеме с учетом масштаба. Угол данной прямой линии с горизонталью составит средний угол подъема αср который измеряется транспортиром.
По величине угла подъема принимается коэффициент Кукл.
Действительный путь перемещения грунта составляет:
где: 1н — путь набора грунта 1н=416 м.
Подставив значения в формулу (38) получим:
Рисунок 7 – Схема определения дальности перемещения грунта
Находим техническую и эксплуатационную производительность бульдозера по формулам (30 и 35):
Площадь сечения срезаемой стружки за один проход определяется по формуле:
Подставив значения в формулу (39) получим:
Потребное количество проходов для одной заходки определяется по формуле:
где: — коэффициент неравномерности срезаемой стружки в расчетах принимают m = 07 08.
Подставив значения в формулу (40) получим:
Потребное количество заходок определяют по формуле:
где: L — длина сооружаемого объекта L=2000 м ;
— коэффициент учитывающий перекрытие заходок в расчетах принимают mз =08 09.
Подставив значения в формулу (41) получим:
Общее количество проходов бульдозера при засыпке траншеи составляет:
Подставив значения в формулу (42) получим:
Общий объем земляных работ при возведении насыпи составляет:
Подставив значения в формулу (43) получим:
Время необходимое для возведения насыпи одним бульдозером составит:
Подставив значения в формулу (44) получим:
Найденные значения времени цикла и производительности в зависимости от пути перемещения грунта заносим в таблицу и строи графики.
Таблица 9 – Значения Птех и Тц в зависимости от lп
Рисунок 8 – Изменение технической производительности и времени цикла
Расчет рабочего оборудования в АРМ WinMachine
Перед нами стояла задача расчета методом конечно-элементного анализа. Расчетная модель бульдозерного оборудования содержащая отвал толкающую раму подкосы выполненная в редакторе APM Structure3D представлена на рисунке 9. Результаты расчета— карты напряжений — даны на рисунках 10 11 12 13 14 15.
В процессе создания этой конструкции использовались балочные стержневые элементы и пластины.
Для построения отвала задавались восемь точек образующих кривую повторяющую профиль отвала в масштабе и четыре точки для построения двух ребер жесткости на задней стенке. Затем выделив эти точки мы использовали функцию «Выдавить» на длину равную длине отвала. Таким образом появились торцы отвала. Пары точек торцов мы соединили пластинами с помощью функции «Пластина четырехугольная произвольная» задав им необходимую толщину. Выделив всю полученную конструкцию (отвал) мы использовали функцию «Разбить пластину» на множество треугольных пластин. Следующим шагом было построение точки по координатам на нижнем ребре жесткости являющейся шарниром для соединения отвала и толкающей рамы. Затем по четырем точкам с заданием координат строилась рама с использованием функции «Стержень» и применением сечения «Труба прямоугольная». Получившиеся конструкции (отвал и рама) соединялись четырьмя раскосами (по два с каждой стороны). К отвалу они крепились в узлах ребер жесткости расположенных в торцах отвала а к раме – в серединах правого и левого толкающих брусьев. Для этого стержни брусьев делились пополам с помощью функции «Разбить стержень» образовывались узлы к которым и крепились стержни раскосов.
Для моделирования работы шарнирных соединений широко использовались такие специализированные режимы как «Освобождение связей стержневого элемента» и «Шарниры на конце стержня». Затем создавались закрепления конструкций с использованием функции «Скользящая опора».
При задании нагрузок использовались различные загружения такие как «Нагрузка на пластину» и «Момент в узле» а также создавалась комбинация загружений.
Заключительным этапом был статический расчет всей конструкции. Для этого я использовал функцию «Расчет» и «Карта результатов».
Достоинством модуля APM Structure3D является то что при статическом расчете выполняется расчет для всех загружений что значительно упрощает работу с конструкцией. Мы также имели возможность выполнить проверку несущей способности заранее созданных конструктивных элементов на прочность и устойчивость в соответствии со СНиП II-23-81 и осуществить подбор сечения этих элементов по результатам такого расчета.
Рисунок 9 – Расчетная модель бульдозерного оборудования
Рисунок 10 – Напряжения
Рисунок 11 - Перемещения
Рисунок 12 – Нагрузки
Рисунок 13 – Коэффициент запаса по текучести
Рисунок 14 – Коэффициент запаса по усталости
Рисунок 15 - Деформации
Основное достоинство землеройно-транспортных машин заключается в том что эти машины управляются одним машинистом не требует использования специального транспорта для перемещения грунта имеют низкую стоимость разработки 1м3 грунта самостоятельно укладывают грунт в земляное сооружение производя при этом его частичное уплотнение.
Со времени изобретения в 1920 г. бульдозеры стали наиболее распространенными из землеройно-транспортных машин в бывшем СССР их ежегодный выпуск достигал почти 40 тыс. штук.
Бульдозеры применяют для строительства земляного полотна автомобильных и железных дорог сооружения плотин и дамб рытья каналов и котлованов засыпки траншей и ям планировки строительных площадок территорий и орошаемых полей очистки дорог и аэродромов подготовки трасс валки деревьев корчевке пней срезке и уборке кустарников и мелколесья уборке валунов и других работ.
Бульдозеры-рыхлители используют на этих же работах но для рыхления промерзших грунтов и при разработке прочных и скальных грунтов.
При выполнении курсового проекта мы:
-изучили конструкции различных типов бульдозеров;
-овладели методикой расчета параметров отвалов различных типов;
-ознакомились с расчетами тяговых и скоростных характеристик бульдозеров;
-научились выполнять тяговые расчеты машин;
-освоили методы определения технической и эксплуатационной производительности при заданных условиях использования бульдозеров;
-изучили основные технологические схемы выполнения работ бульдозерами;
-выбрали необходимое количество машин и определил время для выполнения определенного вида земляных работ заданного объема;
Список использованных источников
Волков Д.П. Крикун В.Я. Тотолин П.Е. др. Машины для земляных работ-М.: Машиностроение 1992-448с
Ветров Ю.А. Кархов А.А. Кондра A.G. и др. Машины для земляных работ- Киев: Высш. школа 1981-384с.
Алексеева ТВ. Артемьев К.А Бромберг А.А. Дорожные машины Часть I Машины для земляных работ 1972.
Справочник конструктора дорожных машин. Под редакцией И.П.Боро-дачева.- М.: Машиностроение 1973.
Холодов A.M. Руднев В.К. Ничке В.В. и др. Проектирование машин для земляных работ. - Харьков: ХГУ 1991. - 320 с.

сборочник.cdw

Бульдозерное оборудование
Госуниверситет - УНПК
КП МЗР 090763 00.00.00
*Размеры для справок

анoтaция.docx

Курсовой проект по дисциплине «Машины для земляных работ» на тему «Расчет тяговых и эксплуатационных параметров бульдозера» состоит из 34 страниц пояснительной записки содержащей следующие разделы: выбор и расчет тяговых и весовых параметров; определение основных параметров отвала; расчет производительности; определение производительности и времени возведения земляного сооружения.
Графическая часть проекта состоит из трех листов формата А1 и содержит: сборочный чертеж рабочего оборудования; расчетную схему; профиль отвала; схему сооружения; схему определения дальности перемещения грунтовых масс.
В курсовом проекте использовано 9 таблиц 15 рисунков 1 приложение список использованной литературы содержит 5 источников. Общий объем курсового проекта составляет 36 страниц включая приложение.