Тяговый расчет бульдозера.

Тяговый расчет бульдозера позволяет оценить возможности тягача при транспортировании грунта с подреза­нием стружки, определить подъем, ко­торый может преодолевать машина с максимальной призмой волочения.

Условие движения бульдозера без буксования

где - сила тяги по сцеплению, кН;

- тяговое усилие, развиваемое трактором, кН;

- сумма сопротивлений передвижению, кН.

,

где N_дв - эффективная мощность двигателя приложение 4, кВт ;

h = 0,8- КПД машины;

V_маш - скорость машины на первой или второй передачах приложение 4, км/ч,

Сумма сопротивлений, возникающих в случае лобового резания и транспорования грунта отвалом бульдозера,:

å ,

где Р₁ - сопротивление движению бульдозера, кН;

Р₂ - сопротивление грунта резанию, кН;

Р₃ - сопротивление волочению призмы грунта впереди отвала, кН;

Р₄ - сопротивление трению грунта по отвалу, кН.

кН,

где f - коэффициент сопротивления движению трактора по грунту для гусеничного движителя 0,1…0,12; для колесного 0.06…0,08

-расчетный угол подъема . (Знак "+" принимается при работе на подъем, "-" при работе под уклон.

кН

где L- длина отвала, м ;

h=0,1-0,4 м, но не менееминимального значения глубины резания из условия возмещения потерь грунта при перемещении призмы волочения в валиках которое приближенно может быть определена по формуле :

- коэффициент потерь грунта при перемещении призмы волочения (для связных грунтов 0,025-0,032, несвязных 0,06-0,07) ;

- фактический объем призмы волочения ;

Н- высота отвала, м ;

- коэффициент зависящий от отношения (приложение 3)

- удельное сопротивление грунта резанию , кПа

для группа грунтов = 70 ;

для II группы грунтов = 110..130;

для группы грунтов = 130…170 ;

для V группы грунтов = 250;

кН

где

r - плотность грунта, т/м³ (для песка – 1,2…1.5; для гравия – 1,4…1,9; для глины – 1,6….2,0; для сланца – 1,9….2,2.);

- коэффициент трения грунта по грунту (для песка – 0,53…0,62; для гравия – 0,7…0,84; для глины – 0,84….1,2; для сланца – 1,2….1,4.) - угол внутреннего трения грунта (табл.22. );

кН

где - угол резания, град ( = 45... 55°);

m ₂ - коэффициент трения грунта по стали (для песка – 0,3…0,8; для гравия – 0,4…0,65; для глины – 0,1….0,4; для сланца – 0,25….0,29.) - угол внутреннего трения грунта (табл.22. );

Если условие движения бульдозера без буксования не выполняется следует изменить либо глубину копания либо скорость движения.

Выполнить расчет для принятых значений.

4. Выбор геометрических параметров конструктивной схемы бульдозера и определение центра тяжести бульдозера

Основными геометрическими конструктивными параметрами бульдозера являются:

- расстояние от центра задней звездочки ходового механизма и от опорной поверхности до точки закрепления толкающих брусьев на тракторе ;

- длина толкающих брусьев ;

- координата точки закрепления гидроцилиндров подъема и опускания рабочего органа на тракторе и расстояние между точками закрепления гидроцилиндров и толкающих брусьев .

Значения , , , можно определить исходя из конструктивных соображений воспользовавшись конструкторской документацией прототипов.

Значение координаты закрепления гидроцилиндров подъема и опускания отвала определяем исходя из хода поршня.

Высоту подъема отвала рекомендуется выбирать из расчета достижения угла въезда не менее 20—30° для бульдозеров с непово­ротными (рис.3) и 20—25° для бульдозеров с пово­ротными отвалами .

Величину опускания отвалов ниже опорной поверхности базовой машины следует выбирать с учетом максимальной глубины копания (рис.3) определяемой по формуле

где — коэффициент, учитывающий влияние угла резания на удельное сопротивление грунта копанию [5];

= коэффициент сопротивления движению на грунтах 2-3 категории для гусеничных машин 0,1 – 0,12, для колесных 0,16 - 0.18;

-расчетный угол подъема ,

но не болей той, чем принята в прототипе.

Координаты положения места закрепления гидроцилиндров подъема, опускания отвала определяют учитывая угол поворота толкающих брусьев в вертикальной плоскости определяющий ход исполнительного механизма.

Рисунок 3. Схема к определению координаты положения места закрепления гидроцилиндров подъема, опускания рабочего органа

При определении координаты положения места закрепления гидроцилиндров графо-аналитическим способом, схематично в масштабе, вычерчивают базовую машину и отвал с толкающими брусьями принятой длины.

Вначале выполняют вспомогательные построения. Радиусом определяющим расстояние от точки закрепления толкающего бруса на базовой машине 8 до точки режущей кромки отвала 3, 5 проводят вспомогательную дугу 3-5. Затем из точки 1 проводят прямую 1-2 Точки пересечения 3 и 5 определяют верхнее и нижнее положение режущей кромки отвала. Точку 3 можно получить отложив по вертикали максимальную глубину копания .

После определения точек 3 и 5 из точек 4 и 6 проводят дуги радиусом l₁ и l₂ . Точка 7 пересечения дуг определяет координату места закрепления гидроцилиндров

подъема, опускания отвала.

Замечания:

- радиус l₂ являетсядлиной гидроцилиндра с выдвинутым штоком с учетом проушин для закрепления;

- радиус l₁ являетсядлиной гидроцилиндра с втянутым штоком с учетом проушин для закрепления;

- при максимально опущенном отвале корпус гидроцилиндра не должен касаться ходовых траков, в противном случае следует изменить длину толкающих брусьев;

- предварительные размеры гидроцилиндра выбираются из источников , , ;

После выполнения соответствующих построений определяем ход поршня и расстояние от точки 7 до точки 8.

Положение центра тяжести бульдозера а принимаем из конструкторской документации прототипов либо определяем приближенно, пользуясь известной массой прототипа, полагая, что масса ходовой части составляет 50% от общей массы бульдозера масса двигателя 40%, масса толкающих брусьев 4,5%, масса отвала 4,5% масса гидроцилидров подъема и опускания отвала 1% .

Если масса проектируемой машины не известна можно воспользоваться формулами подобия для определения основных параметров землеройно-транспортных машин приведенными в приложении 2.

Значения определим воспользовавшись известной формулой из расчетной схемы (рисунок 5)

Рисунок 4. Схема к расчету центра тяжести бульдозера

Не нашли, что искали? Воспользуйтесь поиском по сайту: