Производство земляных работ. Планировка площадки

Таблица 8- Характеристика экскаватора ЭО-255 (Обратная лопата).

4.3 Определение траектории движения землеройно-транспортных машин

Траектория движения бульдозеров и скреперов зависит от расстояния перемещения грунта, характера и взаимного расположения выемки и насыпи. Бульдозер может иметь две разновидности траектории движения: без поворотов и с поворотом.

В курсовом проекте схему движения бульдозеров решено было взять с поворотами т.к. . Траектория движения землеройно-транспортных машин при планировке площадки.

(рис 8)

где l_ср – среднее расстояние транспортирования грунта;

l_р, l_н – длинна пути набора и разгрузки грунта;

l_г.х., l_п.х. – длинна груженого и порожнего хода.

Скрепер имеет три разновидности траектории движения: по эллипсу (аналогично бульдозеру), по двухсторонней петле и челночную. Чаще всего применяется траектория движения по эллипсу. Примем схему движения скрепера по эллипсу.

Длина отдельных элементов траектории движения бульдозера или скрепера зависит от среднего расстояния транспортировки грунта. Длина груженого l_г.х. и порожнего l_п.х. хода:

Для бульдозера:

где h_от – высота отвала бульдозера, м (берется из технических характеристик машин);        h_от = 0,628 м.

h_с – толщина стружки грунта, м; h_с = 0,12 (суглинок).

k_р – коэффициент первоначального разрыхления грунта,, где n– первоначальное разрыхления грунта, в %., n =15.

;

k_пр – коэффициент, зависящий от грунта, k_пр = 1,15.

где h_р – толщина слоя разгружаемого грунта, м, (для бульдозера 0,2-0,5), h_р = 0,3м.

x - коэффициент потерь грунта при перемещении бульдозером

x = 1 – 0,0051 – 0,005 ×60  = 0,7

 м;

Следовательно,

Для скрепера

где q– паспортная емкость ковша, м³, q = 6 м³;

k_н – коэффициент наполнения ковша скрепера грунтом, k_н = 1,1;

k_п – коэффициент, учитывающий потери при образовании призм волочения, k_п = 1,3;

b – ширина ковша скрепера, м, b =2,62;

h_с – толщина стружки грунта, h_с = 0,3м;

l_c – длина тягача со скрепером, l_c = 13,15 м.

Следовательно, l_г.х. = 255 –  м;

l_п.х. = 255 +  м;

4.4 Тяговые расчеты землеройно-транспортных машин

Тяговые расчеты скрепера.

Сила тяжести груза в ковше:

, кг, где q – геометрическая вместимость ковша, м³;

 - объемная масса груза, кг/м³;

К_Н, К_Р – коэффициенты наполнения ковша грунтом и первоначального разрыхления грунта.

 кг.

Общее сопротивление, кг

При наборе грунта

W=W₁+W₂+W₃+W₄

При движении в груженом состоянии

W=W₁

При движении в порожнем состоянии

W=W’₁

где W₁, W₂, W_3, W₄ – соответственно сопротивление перемещению скрепера резанию грунта, наполнению ковша грунтом, перемещению призмы волочения.

W₁=(G_C+G_Г)(f±i)

W’₁=G_C(f±i)

где G_C – сила тяжести скрепера, кг,

f – коэффициент сопротивления качению (f=0,1),

i – уклон поверхности движения.

W₁=(6600+8609)(0,2-0,08)=1825 кг

W’₁=6600(0,2+0,08)=1848 кг

W=(6600+8609)0,2=3042 кг

W₂=Kbh_c

где K – удельное сопротивление резанию грунта,(10000 кг/м³)

h_c – толщина стружки грунта.

W₂=10000∙2,62∙0,12=3144 кг.

W₃=bh_cHγ₀+XbH² γ₀, где H – высота наполнения ковша.

W₃=2,62∙0,12∙1,3∙1500+0,5∙2,62∙1,3²∙1500=3934 кг.

W₄=y∙b∙H²∙γ₀∙μ, кг, где у – коэффициент объема призмы волочения,(0.5….0.7);

μ – коэффициент трения грунта по грунту,(0.3….0.5).

W₄=0,6∙2,62∙1,3²∙1500∙0,4=1594кг.

Общее сопротивление, кг

При наборе грунта

W=1825+3144+3934+1594=10497 кг.

При движении в груженом состоянии

W=3042 кг

При движении в порожнем состоянии

W=1848 кг.

Q_сцφ_сц≥Т=W

Поскольку тяговое усилие базового тягача для скрепера Д3-12 на 1 передаче не достаточно при наборе грунта, то принимается работа скрепера с толкачом Т-100.

Т=0,85(9000+9000)=15300 кг ≥ W =10497 кг.

Сила сцепления (приняты: мокрая грунтовая дорога, гусеницы трактора без шпор) 0,8=18700

(11700+11700) 0,8=18700≥10497 кг.

Таким образом, тягового усилия тягоча и толкача на 1 передаче при наборе грунта скрепером ДЗ-12 с заданной толщиной стружки в самых неблагоприятных условиях достаточно.

Сравнивая тяговые усилия трактора Т-100 на различных передачах с общим сопротивлением, окончательно устанавливаем передачи и скорости движения скреперного агрегата:

-при наборе грунта

Т=15300>W=10497 кг., I передача, =2,36 км/ч=0,656 м/с; принято v=xК_с, v=0,8 м/с;

-при движении в груженном направлении

Т=3380>W=3042 кг., III передача, =4,13 км/ч=1,145 м/с;

-при движении в порожнем направлении

Т=2245>W=1848 кг., IV передача, =5,34 км/ч=1,46 м/с;

-скорость движения при разгрузке  обычно принимается равной скорости движения скреперного агрегата в груженом направлении, т.е. в нашем случае =4,13 км/ч=1,145 м/с. 

Тяговые расчеты бульдозера.

При наборе грунта

W=W₂+ W₃+ W₄

При движении в груженом состоянии

W₁=W₃+ W₄

где W₂ – сопротивление резанию грунт, (определяется аналогично скреперу):

W₂=Kbh_c

W₂=10000∙2,0∙0,12=2400 кг.

W₃ – сопротивление от перемещения грунта вверх по отвалу.

W₃ = , где b – длинна отвала бульдозера,

γ₀ – объемная масса грунта,

μ₁ – коэффициент трения грунта по металлу

 кг

W₄ – сопротивление перемещению призмы волочения

 кг

При наборе грунта

W=2400+59+313=2772 кг

При движении в груженом состоянии

W=59+313=372 кг

Тяговое усилие трактора на первой передаче (равное 2580) оказалось недостаточным для преодоления сопротивлений при наборе грунта, поэтому уменьшим толщину стружки до 0,09, тогда

W₂=10000∙2,0∙0,09=1800 кг.

Общее сопротивление при наборе грунта

W=1200+59+313=2172  кг < Т=2580 кг

Сила сцепления

Q_сцφ_сц≥Т>W

Q_сцφ_сц = 5400·0.8=4320 кг > Т = 2580 кг > W = 2506 кг.

Таким образом по сцеплению тягового усилия трактора оказалось достаточно.

Окончательно приняты следующие режимы работы бульдозера:

-при наборе грунта

Т=2580>W=2172 кг., I передача, =3,59 км/ч=0,995 м/с;

-при движении в груженом направлении

Т=1750>W=372 кг., III передача, =5,43 км/ч=1,51 м/с;

-при движении в порожнем направлении может быть принята максимальная задняя скорость, при разгрузке, как и в груженном направлении, -скорость на III передаче, т.е. =1,51 м/с.

4.5 Определение количества ведущих машин для земляных работ по планировке площадки

В соответствии с рассматриванием примера следующие условия работы