Определение рациональных технологических параметров и производительности бульдозера

коэффициент наполнения геометрического объема призмы волочения грунта, 0,85-1,05; φ_гр – угол естественного откоса грунта в движении, град, 20-50 град.

V_пр=4·1,6²·1/(2tg(50⁰)1,2)=7,3 м³.

W_пр=7,3·1800·0,5·9,81=64,5 кН.

Сопротивление перемещению грунта вверх по отвалу определяем по формуле:

W_стр= V_пр·γ·cos(α)μ₂·g.                                      (6)

W_стр= 7,3·1800·cos(50⁰)0,75·9,81=62,1 кН.

Сопротивление перемещению бульдозера определяется по формуле:

W_пер=G(f±i),                                                     (7)

где f – коэффициент сопротивления перемещению движения трактора; i – уклон местности.

W_пер=39500·9,81·0,1=38,7 кН.

ΣW=90+64,5+62,1+38,7=255,3 кН

Тяговое усилие (Н) определяем по формуле:

Т=(N/V_p)η,                                                       (8)

где N – мощность двигателя базовой машины, кВт; V_p – скорость движения бульдозера при копании грунта, 1,25 м/с; η – КПД трансмиссии, 0,9.

Т=(368/1,25)0,9=264,96 кН

255,3≤264,96≤348,7 - условие выполняется.

Производительность (м³/ч) бульдозера при резании и перемещении грунта определяется по формуле:

П=3600·V_пр·К_в·К_у·К_п/Т_ц,                                      (9)

где К_в – коэффициент использования бульдозера во времени, 0,85; К_у – коэффициент, учитывающий влияние уклона местности на производительность бульдозера, 1; К_п = 1 – 0,005l_тр – коэффициент учета потерь при перемещении грунта; l_тр – длина перемещения (транспортирования) грунта, м; Т_ц – длительность цикла,с.

Т_ц=l_p/V_p+l_тр/V_тр+(1_р+1_тр)/V_хх+t_пот ,с,                           (10)

где 1_р- длина пути резания, м;

V_р- скорость движения бульдозера при резании грунта,V_р=   0,6 - 1,25 м/с;

V_тр - скорость   движения    бульдозера   при перемещении грунта, V_тр= 1,25 - 1,67 м/с;

V_хх- скорость обратного холостого движения трактора, V_xx = 1,8 - 2,2 м/с;

t_пот - общее время, затрачиваемое на опускание отвала, на переключение передач и на разворот, t_пот = 25 - 26 с.

1_р=2·V_np/(B·(h₁+h₂)), м;                                    (11)

где h₁ - глубина резания в начале копания, м; h₂ - глубина резания в конце копания, м.

h₁= (T-W_пер)/(K·B)                                  (12)

h₁= ( 264,96-38,7)/(150·4) = 0,37 м.

1_р=2·V_np/(B·(h₁+h₂)) , м.                                   (13)

Скорость (м/с) движения бульдозера при перемещении грунта:

V_тр=N·h/ (W_np+W_стр+W_nep)                                        (14)

V_тр =368·0,9/(64,5+62,1+38,7)= 2,01 м/с.

Возможная максимальная глубина резания в конце копания фунта определяется из условия полной реализации тягового усилия, причем тяговое усилие ограничено условием:

Т < Gj.

Максимальную глубину резания в конце копания грунта можно найти из уравнения:

T = W_пр+W_стр+W_пер+K·B·h_{2 max}=264,96 кН, откуда

h_{2 max}=(Т–W_пр-W_стр-W_пер)/(K·B)=(264,96-64,5-62,1-38,7)/(150·4)=0,17м.

1_р=2·7,3/(4·(0,37+0,17)) = 6,76 м.  

Т_ц=6,76/0,8+50/2,01+(6,76+50)/2,2+25=84,12 с.

П=3600·7,3·0,85·1·0,75/84,12=199,16 м³/ч.

Найденное значение представляет наилучший вариант производительности в зависимости от глубины резания в конце копания при условии полной реализации тягового усилия.

7. Выполнить инженерный анализ расчетных данных, полученных при помощи ПЭВМ, с построением зависимости П=f(l_тр):

Рисунок 3 – График зависимости производительности бульдозера от дальности перемещения

Данная зависимость свидетельствует о том, что с увеличением дальности перемещения грунта производительность бульдозера, т.е. количество разработанного грунта в м³ за единицу времени, интенсивно уменьшается: увеличивается l_тр, следовательно увеличивается продолжительность цикла Т_ц и уменьшается производительность П.

Выводы:

1.  В ходе лабораторной работы было изучено устройство бульдозера с гидроприводом.

2.  Были закреплены навыки по определению параметров рабочего процесса бульдозера.

3.  Были привиты практические навыки определения технологических параметров и производительности бульдозера .

4.  Были построены зависимости производительности бульдозера