Определение производительности самоходного катка

Министерство образования Хабаровского края

Комсомольский-на-Амуре

Техникум отраслевых технологий.

Строительства, экономики и права

Методическое пособие для

Практической работы №16

Тема: «Определение производительности самоходного катка».

         Дисциплина: «ПТСДМиО»

Преподаватель:

                                                                                                            Утверждено на заседании

                 Предметно-цикловой комиссии.

          Протокол №      от

                                                                                                          Председатель комиссии

_____________/

2007г.
Лабораторная работа № 16

Тема: «Машины для уплотнения грунтов»

Цель: Научиться определять производительность самоходного катка, используя данные о конструкции машины и способе ее работы.

Задание:

1. Изучить конструкцию самоходного катка.

2. Вычертить принципиальную схему уплотнения поверхности грунта.

3. Выполнить расчет производительности самоходного катка

4. Произвести проверку расчитанной производительности по условию

Прасч ≈ S^ф/t^ф = П^ф  

где: Прасч.- расчитанная производительность катка.

S^ф - фактическая площадь уплотнения, м² (исходные данные Табл.1)

T^ф - фактическое время уплотнения, час. (исходные данные Табл. 1)

5. Определить мощность двигателя самоходного катка.

Порядок выполнения работы:

1)  Изучить конструкцию макета.

2)  Начертить компоновочную схему самоходного катка с указанием на схеме основных узлов и механизмов (примеры компоновочных схем приведены в общих сведениях рис.1)

3)  Начертить схему движения самоходного катка по укатываемой площади с учетом минимальных затрат на маневрирование (каток и его движение показать схематично).

4)  Заполнить таблицу исходных данных  (необходимые параметры и технические характеристики определить на действующей модели катка лабораторным методом).

5)  Выполнить расчеты.

6)  Оформить вывод.

Исходные данные

Таблица 1.

S ф,  м2	tф,  Ч	В,  м	а,  м	n,м	t доп.	Vм,  м/с

где: S^ф – фактическая площадь уплотнения, м²

t^ф – фактическое время уплотнения, час

В – ширина вальцов, м

а – ширина перекрытия полос уплотнения (для настоящих катков 0,2 – 0,25м), а величина данного макета в 5 раз меньше прототипа.

n– число проходов по одному месту.

t доп. = 5с. – дополнительное время на маневрирование и переключение скоростей.

V^м – скорость модели.

5.1. Определить производительность самоходного катка

Прасч = 3600(В - а) • V^м/n м²/ч.

5.2. Произвести проверку расчитанной производительности по условию:

Прасч ≈ П^ф;

где: П^ф = S^ф/t^ф

где: Прасч. – расчитанная производительность катка.

S^ф- фактическая площадь уплотнения, м² (исходные данные табл.1)

T^ф - фактическое время уплотнения, час. (исходные данные табл.1)

5.3.Определить мощность двигателя самоходного катка.

N = Tokp • V/270η  л.с.

где: Tokp – окружное усилие (сила тяги) на ведущих вальцах катка в кг.

V – рабочая скорость движения на данной передачи в км/ч (см. Приложение 2. табл.2)

η – к. п. д. передач от двигателя к ведущим вальцам (см. Приложение 2.табл. 2).

Для катков с механической трансмиссией к. п. д. принимают от0,6 до 0,85. Окружное усилие на ведущих вальцах катка должно быть больше или равно сумме сопротивлений ∑w, возникающих при работе катка, т.е.

Tokp ≥ ∑w,

где:                                                               

∑w = W_f + W_i + W_UH + W_n ,

где: W_f – сила сопротивления качению катка по уплотняемому  материалу в кг.

W_f  = f • G cos α,

где: f – коэффициент сопротивления качению катка (см. Приложение 1.табл.1);

G – вес катка в кг. (см. Приложение 2.табл.2);

a – уклон, принимаемый при расчетах  15%, при этом а ≈ 8,4⁰;

W_i – сила сопротивления движению катка на подъем в кг.

W_i = G • sin α

где: G – вес катка в кг.

α – уклон, принимаемый при расчетах α≈ 8,4⁰;

W_UH – сила инерции ускоренного (замедленного) движения катка в кг.

W_UH = W_a + W_E =G/ġ • а + Z₁ • J₁/r₁ • ε₁,

где: W_a –  сила инерции поступательно-движущейся массы катка в кг.

W_E – сила инерции вращательного движения ведомых вальцов в кг.

а – ускорение поступательного движения катка в м/сек²;

 Z₁ – число ведомых вальцов;

J₁ – момент инерции ведомого вальца в 1/сек²;

r₁ – радиус ведомого вальца в м;

ε₁ – угловое ускорение вращения ведомого вальца в 1/сек².

Вследствие незначительного сопротивления от сил инерции вращающихся частей, ими обычно пренебригают. Тогда

W_UH = G/ġ • а

где: а – ускорение поступательного движения катка в м/сек²;

G – вес катка в кг.

ġ – ускорение свободного падения (9,8 м/сек²).

Принимаем движение равноускоренным.

а = V/t

где: V – рабочая скорость движения катка на данной передаче в м/сек (см. Приложение 2. табл.2);

t – время разгона катка от неподвижного состояния до рабочей скорости на данной передаче (в зависимости от типа катка принимают от 2 до 6 сек.),  (см. Приложение 2.табл.2).

Сопротивление движению катка на поворотах W_П определяют следующим образом при движении катка:

По рыхлому щебню

W_П =0.3 G₁;

По уплотненному щебню

W_П = 0.2 G₁;

где: G₁ – вес приходящийся на направляющий валец;

G₁ = (0,3/0,4) • G

где: G – вес катка в кг.

Чтобы не было буксования катка, необходимо иметь:

Tokp = ∑W ≤ G сц φ сц, где: Gсц – сцепной вес катка, т.е. вес, приходящийся на ведущие вальцы;

G сц = G • (0,6/0,7)

где: G – вес катка в кг.

φ сц – коэффициент сцепления металлических ведущих вальцов с уплотняемым материалом (см. Прилож. 2. Табл.1.).

Приложение 1

Коэффициент сопротивления качению катка при укатке.

Таблица 1.

Наименование уплотняемого материала	Коэффициент  f сопротивления качению
Асфальтобетон	012,-0,14
Старое асфальтобетонное покрытие	0,04
Щебень	0,1-0,15
Булыжник	0,07
Грунт	0,2

Приложение 2

Коэффициент сцепления металлических ведущих вальцов с уплотняемым материалом

Таблица 1.

Покрытие	φ сц
Щебеночное	0,475-0,6
Булыжное	0,5
Асфальтобетонное	0,25
Грунт	0,15-0,3
Старое асфальтобетонное	0,2-0,3

Исходные данные для расчета мощности катка.

Таблица 2.

№ вар.	Марка	Тип катка	Скорость км/ч (V)	Вес, кг (G)	покрытие	η	Время разгона cек (t)
1	Д-552	Двухосный Двухвальцовый	2,24	6000	Щебеночное	0,6	2
2	Д-469	Двухосный Трехвальцовый	2,13	7000	Щебеночное	0,7	3
3	Д-211А	Двухосный Трехвальцовый	1,85	10400	Щебеночное	0,8	4
4	Д-399А	Двухосный Двухвальцовый	2,8	8600	Щебеночное	0,85	5
5	Д-400А	Трехосный Трехвальцовый	2,8	10800	Щебеночное	0,75	6
6	Д-552	Двухосный Двухвальцовый	4,48	6000	Булыжное	0,65	2
7	Д-469	Двухосный Трехвальцовый	3,1	7000	Булыжное	0,6	3

8	Д-211А	Двухосный Трехвальцовый	2,7	10400	Булыжное	0,74	4
9	Д-399А	Двухосный Двухвальцовый	5,96	8600	Булыжное	0,85	5
10	Д-400А	Трехосный Трехвальцовый	5,48	10800	Булыжное	0,6	6
11	Д-552	Двухосный Двухвальцовый	4,3	6000	Асфальтобетонное	0,7	2
12	Д-469	Двухосный Трехвальцовый	6,12	7000	Асфальтобетонное	0,68	3
13	Д-211А	Двухосный Трехвальцовый	5,32	10400	Асфальтобетонное	0,76	4
14	Д-399А	Двухосный Двухвальцовый	5,56	8600	Асфальтобетонное	0,67	5
15	Д-400А	Трехосный Трехвальцовый	5,12	10800	Асфальтобетонное	0,6	6
16	Д-552	Двухосный Двухвальцовый	2,24	6000	Грунт	0,7	2
17	Д-469	Двухосный Трехвальцовый	2,13	7000	Грунт	0,8	3
18	Д-211А	Двухосный Трехвальцовый	1,75	10400	Грунт	0,82	4
19	Д-399А	Двухосный Двухвальцовый	2,7	8600	Грунт	0,6	5
20	Д-400А	Трехосный Трехвальцовый	2,6	10800	Грунт	0,65	6
21	Д-552	Двухосный Двухвальцовый	4,35	6000	Старое асфальтобетонное	0,7	2
22	Д-469	Двухосный Трехвальцовый	3,12	7000	Старое асфальтобетонное	0,75	3
23	Д-211А	Двухосный Трехвальцовый	2,65	10400	Старое асфальтобетонное	0,8	4
24	Д-399А	Двухосный Двухвальцовый	2,7	8600	Старое асфальтобетонное	0,85	5
25	Д-400А	Трехосный Трехвальцовый	5,78	10800	Старое асфальтобетонное	0,69	6
26	Д-552	Двухосный Двухвальцовый	2,15	6000	Щебеночное	0,77	2
27	Д-469	Двухосный Трехвальцовый	2,18	7000	Асфальтобетонное	0,83	3
28	Д-211А	Двухосный Трехвальцовый	1,85	10400	Булыжное	0,75	4
29	Д-399А	Двухосный Двухвальцовый	5,5	8600	Грунт	0,65	5
30	Д-400А	Трехосный Трехвальцовый	2,5	10800	Старое асфальтобетонное	0,66	6

Приложение 3.

СПРАВОЧНАЯ ИНФОРМАЦИЯ

Катки самоходные статического действия с гладкими металлическими вальцами.

Определяющими параметрами любых катков с жесткими гладкими вальцами являются вес и удельное давление на 1 пог. см. длинны образующей вальца.

По весу, удельному давлению и мощности двигателя, самоходные катки