Определение производительности и тяговый расчет бульдозера Т-330
Федеральное агентство по образованию РФ
Пермский государственный технический университет
Кафедра подъемно-транспортных, строительных, дорожных машин и оборудования
Контрольная работа
Выполнил:
Проверил:
ПЕРМЬ
Задание 1. Тема: "Определение производительности и тяговый расчет бульдозера
Т - 330"
Исходные
данные:
Масса бульдозера
25000 кг;
Масса отвала
7700кг
Мощность
двигателя Nдв=240 кВт.;
Скорость
передвижения вперед Vвп=2,5 км/ч;
Скорость
передвижения назад Vназ=5 км/ч;
Ширина
отвала В=4730 мм;
Высота
отвала H=1750 мм;
Длина перемещения
Lпер=70 м;
Грунт-глина;
Плотность
грунта =1600 кг/м3;
Коэффициент
разрыхленности Кразр=1,3;
1. Определение тягового
усилия по мощности двигателя:
ТсцТN
TN-тяговое усилие
при заданной скорости:
TN=, кН;
где: = КПД = 0,8, U - скорость перемещения машины,
м/с
TN=, кН;
2. Определение
силы тяги по сцеплению:
Тсц=Gсц, кН;
где: Gсц - сцепной вес бульдозера
jсц-коэффициент сцепления jсц=0,9
Gсц=Gб.м+Gр.о= (7700+25000) *9,8=320,5 кН;
Тсц=320,50,9=288,45
кН;
Тсц>
TN >
3. Определение
суммарного сопротивления:
=W1+W2+W3+W4+W5;
а) Сопротивление
резанию.
W1=kВh;
где: k - коэффициент удельного сопротивления грунта резанию
k=150кПа
В - ширина
отвала.
h - толщина срезаемого пласта
h=0,09hотв=0,091750=157,5 (мм) =0,1575 (м)
W1=1504,730,1575=111,7 кН.
б) Сопротивление
призмы волочения.
W2=0,5ggm2sina;
где: m2 - сопротивление грунта
по грунту. m2=0,6
- угол естественного откоса грунта =45°.
W2=0,516009,80,60.81=55,2
кН;
в) Сопротивление
перемещения призмы вверх по отвалу
W3=0,5ВН2ggcos2aрm1;
где: m1 - сопротивление грунта по отвалу m1=0,9
aр-угол резания aр=55о
W3=0,51.7524,731600cos2550,99,8=33,7 кН.
г) Сопротивление
трения ножа отвала о грунт.
Pзат - удельное сопротивление от затупления, зависящее от ширины
площадки и категории грунта
W4= PзатB,
W4=1000*4,73=4,7 кН
д) W5=Gбулf
f - Коэффициент сопротивления
качения, f=0,06
W5= 156,80,06=19,2
=111,7+55,2+33,7+4,7+19,2=
кН
Тсц>
TN >
288,45
>246,8>224,5 кН
Условие
тягового расчета выполняется.
4. Определение
запаса тягового усилия по сцепному весу
Т’сц=Тсц-
(W2+W3+W4+W5)
Т’сц=288,45
- (55,2+33,7+4,7+19,2) =175,6кН
5. Запас
тягового усилия по мощности двигателя:
Т’маш=ТN- (W2+W3+W4+W5)
Т’маш=246,8-
(55,2+33,7+4,7+19,2) =112,8кН
6. Определение
толщины стружки:
а) в начале
набора грунта
б) в конце
набора грунта
h2=Т’’ /В*К, Т’’= ТN- (W4+W5) = 246,8- (4,7+19,2)
=222,9кН
h2=222,9/4,73*150=0,31 м
7. Определение
фактического объема грунта призмы:
Vпр=0,5*Н2*В / tg φ=l1*В*hср
l1 - длина участка набора грунта
l1 =0,5*Н2/ tg φ* hср=0,5*1,752/1*0,23=3,8м
Vпр=3,8*4,73*0,23=4,2 м3
5. Выбираем
скорости движения на участках:
Vн = 2.5 км/ч - при наборе, Vтр =4,5 км/ч - при транспортировании
Vзад= 7 км/ч - при движении задним ходом
6. Определение
продолжительности цикла:
Tц=t1+ t2+ t3+ t4
а) продолжительность
набора грунта
t1=3,6*l1/Vн=3,6*3,8 /2.5=5,4 с
б) время
транспортировки
t2=3,6*lтр / Vтр=3,6*70 /4.5=56 с
в) время
движения задним ходом
t3=3,6* (l1+lтр) / Vзад=3,6* (3,8+70) /7=38
с
г) время
дополнительное (переключение скоростей, поворот и т.д.)
t4=30…40 с, принимаем t4=30 с
tц=5,4+56+38+30=129,4 с
7. Определение
числа циклов за час работы:
n=3600 / tн= 3600 / 129,4=27,8 ≈28 цикла
8. Определение
технической производительности бульдозера:
ПТ=
(0,5*Н2*В / tg φ) *ψ*n*Ккв*
(1/Кр)
Ψ
- коэффициент потерь грунта на боковые валки, Ψ = 0,75
Кр
- коэффициент разрыхления грунта, Кр=1,3
ПТ=
(0,5*1.752*4.73/1) *0,75*28*0.9* (1/1,3) =105,3 м3/ч
9. Эксплутационная
производительность:
ПЭ=
ПТ*КВ*ККВ
КВ - коэффициент использования машины по времени,
КВ=0,85
ККВ - коэффициент учитывающий квалификацию, ККВ=0,9
ПЭ=105,3*0,85*0,9=80,5 м3/ч
Задание 2. Тема: "Определение усилия и производительности рыхлителя"
Исходные
данные:
Заглубление
hр=0,8 м;
Глубина
промерзания hпром=1,5 м;
Ширина
наконечника S=12 см;
Угол рыхления
Количество
зубьев z=1; Длина пути забора грунта l1=12 м;
1. Определение
усилия рыхлителя:
, кН
где: Суд-количество
ударов ударника ДОРНИИ Суд=100, коэффициент
характеризующий свободное резание , коэффициент характеризующий заточку
кН
2. Определение
производительности рыхлителя:
а) Определение
транспортной производительности.
м3/ч
Где: V - скорость V=2 км/ч =0,55 м/с,
hр - глубина рыхления
hр=0,8 м, вр - ширина рыхления вр= zhр=10.7=0.7 м, Z - количество зубьев
Z=1,
К1 - коэффициент снижения рабочей скорости равен 0,7, К2
- коэффициент уменьшения толщины рыхления грунта равен 0,6, К3 - число
проходов по одному месту К3=3, К4 - число проходов в поперечном
направлении К4=3
Время набора
грунта
с
м3/ч
а) Определение
эксплуатационной производительности.
м3/смен
Где: Кв
- коэффициент использования техники равен 0,85
м3/смен
При толщине
разрабатываемого слоя грунта H=1.5 м
Определим
площадь разрабатываемого участка
м2 L= м
Определим
время цикла
;
c; с;
дополнительное время для подготовки,
переключение
скоростей,
естественные нужды t4= 30 с.
с
Определим
число циклов за час работы
Определим
коэффициент потерь грунта при транспортировании:
Определим
производительность бульдозера
Кр
- коэффициент разрыхленности равен 1,45
м3/ч
Определим
время выталкивания
часа.
Задание 3. Тема: "Тяговый расчет и определение производительности скрепера"
Исходные
данные:
Ширина
ковша В=3,04 м;
Высота
стружки hстр=0,35 м;
Масса скрепера
m=17000
кг;
Вместимость
ковша q=15 м3;
Расстояние
перемещения грунта L перем=500 м;
i=0,04; 1960 кг/м3;
грунт-плотный
суглинок;
Расстояние
разгрузки Lразгр = 10м
Мощность
двигателя Nдв=240 кВт.;
1. Тяговый
расчет.
Должно
выполняться условие:
тяговое усилие при заданной скорости определяется
по формуле:
, ;
V=2,5 км/ч =0,7 м/с
кН
сила тяги по сцеплению, определяется по
формуле:
, Кн
jсц - коэффициент сцепления jсц=0,9
Gсц - сцепной вес
Gсц=Gб.м. сц+Gскр сц
Gб.м. сц - сцепной вес базовой машины равен 173,1 кН
Gскр сц - сцепной вес скрепера
Gскр сц=mg=170009.8=166,6
кН
Gсц=166,6+320,5=487,1 кН
кН
суммарное сопротивление
=W1+W2+W3+W4+W5, кН
а) Сопротивление
резанию.
W1=kbh, кН
где: k-коэффициент удельного
сопротивления грунта резанию, k=130 кН/м2, b - ширина срезаемого слоя
в=3,04 м, h - толщина срезаемого слоя h=0,35 м
W1=130003,040,35=138,3
кН
б) Сопротивление
перемещению призмы волочения перед скрепером
W2=ybH2g кН
где: m2 - сопротивление грунта
по грунту. m2=0,5, y=0,5; , H-высота слоя грунта в ковше
равна 1,5 м, плотность грунта равна 2000 кг/м3
W2=0,53,042,4219609,8 (0,5-0,04)
=77,4 кН
в) Сопротивление
от веса срезаемого слоя грунта, движущегося
в ковше,
кН
W3=bhHg =3,040,352,419609,8=49
кН
г) Сопротивление
от внутреннего трения грунта в ковше
W4=bH2Xg кН
где: X-коэффициент, учитывающий
влияние рода грунта равен 0,3
W4=3,042,4219600,39,8=100,9
кН
д) Сопротивление
движению скрепера
W5= (Gскр+Gгр) (f)
где: f-коэффициент сопротивления
качения f=0,2
Gскр - вес скрепера, кН
Gгр - вес грунта в ковше, кН
Кр=
коэффициент разрыхления грунта в ковше скрепера равен 1,3
Gгр =кН
W5= (166,6+221,6) (0,2-0,03) =66
кН
=138,3+77,4+49+100,9+66=431,6
кН
Мощности
двигателя тягача не достаточно для набора грунта, по этому
данный
скрепер может применяться только в паре с толкачом.
2. Определение
производительности скрепера
м3/ч
где: q - геометрическая
вместимость ковша равна 15 м3
КВ
- коэффициент использования рабочего времени 0,85
КР
- коэффициент рыхления 1,3
КН
- коэффициент наполнения 0,8
ТЦ
- продолжительность цикла, с
где: l1 - длина пути заполнения равна 16,6 м
L2 - длина пути транспортирования грунта равна 500 м
U2 - скорость движения груженого скрепера равна 1,25 м/с
L3 - длина пути разгрузки равна 10 м
U3 - скорость движения скрепера при разгрузке равна 1 м/с
l4 - длина пути порожнего скрепера равна 526,6 м
U4 - скорость движения порожнего скрепера равна 2.75 м/с
tдоп-время на подъем и опускание ковша, переключение скоростей
tдоп= 30 с.
Определим
длину пути, заполнения ковша скрепера
l1= м
где: КП
- коэффициент, учитывающий потери грунта при образовании призмы волочения и боковых
валиков КП=1,3
l1= м
с
м3/ч
Задание 4. Тема: "Перерасчет показателей бульдозера по формуле Зеленина"
Исходные
данные:
Натуральные
размеры:
ВН=4.73
м; HН=1,75м;
Размеры
модели:
ВМ=0,8
м; HМ=0,4 м;
hМ=5 см; СМ=1;
=55о; 1600
кг/м3;
0.7;
1. Определим
масштаб:
КС= - по высоте
КС= - по ширине
Средний
масштаб КС=5
2.
Перерасчет натуральных параметров:
3.
HН= КСHМ=50,4=2 м
ВН=
КС ВМ=50,8=4 м
С= КССМ=51=5
hстр= КСhМ=55=25 см = 0,25 м
hМ - толщина стружки создаваемая отвалом модели
Суммарное
усилие
а) в пересчете
В-ширина
отвала равна 4 м, угол резания равен 55о,
КСЖ - коэффициент сжатия равен 0,02303 н/м2
VПР - объем призмы VПР= м3
КПР
- коэффициент зависящий от характера грунта равен 0,85
пригрузочный коэффициент, зависящий от высоты
бульдозерного отвала равен 2
4.
Определим max погрешность:
- суммарное сопротивление,
возникающие при лобовом резании и транспортировании грунта по горизонтальной поверхности,
из
первого
расчетного задания =224.5 кН
4. Определение
сопротивления перемещения:
GСЦ - сцепной вес, GСЦ=GБМ1,22=2450001,22=298.9 кН
f - коэффициент сопротивления
качению равен 0,06
кН
5. Определение
мощности на процесс копания:
кВт
NДВ - мощность двигателя, Nдв=240кВт
Мощность
по сцеплению
коэффициент сцепления равен 0,9
кВт
NСЦ > NДВ > N
330 > 240 > 122