Записать условия движения бульдозера без буксования, рассчитать силу тяги, развиваемую двигателем, определить силу тяги

Записать условия движения бульдозера без буксования, рассчитать силу тяги, развиваемую двигателем, определить силу тяги по сцеплению, определить величины сопротивлений при резании и транспортировании грунта бульдозера, оснащенного неповоротным отвалом с учетом уклона местности, проверить выполнение условий движения и определить сменную эксплуатационную производительность. Исходные данные: - грунт: тяжелый суглинок; - базовая машина: Т-330; - ширина отвала: B=4,80 м; - высота отвала: H=1,37 м; - глубина резания: h=55 мм; - уклон местности i=-0,02 рад; - масса бульдозера: mб=49930 кг; - lр=7 м; lтр=40 м; lх.х=45 м; ∆=10 мм.

Необходимо проверить условие движения бульдозера без буксования:
Pт>Pi; Pсц>Pi,
где Pт – тяговое усилие, развиваемое двигателем трактора; Pсц – сила тяги по сцеплению бульдозера; Pi – сумма сопротивлений передвижению бульдозера, возникающих в случае лобового резания и транспортирования грунта отвалом бульдозера по горизонтальной поверхности.
Тяговое усилие, развиваемое двигателем трактора:
Pт=3600*Nv*η=3600*2503,5*0,8=205714 Н,
где N=250 кВт – эффективная мощность двигателя (таблица 5.7 МУ); v=3,5 кмч – скорость машины на низшей передаче (таблица 5.7 МУ); η=0,75…0,85 – КПД привода машины.
Сила тяги по сцеплению:
Pсц=Gсц*φс=mб*g*φс=49930*9,81*0,85=416341 Н,
где mб=49930 кг – масса бульдозера; g – ускорение свободного падения; φс=0,85 – коэффициент сцепления движителей с грунтом (таблица 5.2 МУ).
Сопротивление грунта резанию:
P1=kуд*F*106=0,12*0,264*106=31680 Н,
где kуд=0,12 МПа – удельное сопротивление грунта резанию для тяжелого суглинка, относящегося к III группе грунтов (таблица 5.4 МУ); F – площадь поперечного сечения срезаемой стружки.
F=B*h=4,8*0,055=0,264 м2,
где B=4,8 м – ширина отвала; h=0,055 м – глубина резания.
Сопротивление перемещению призмы волочения грунта перед отвалом бульдозера:
P2=Vпр*γ*μ1kр*103=5,702*1,9*1,021,3*103=8500 Н,
где Vпр – объем призмы волочения; γ=1,9 тм3 – плотность грунта (таблица 5.4 МУ); μ1=0,84…1,2 - коэффициент трения грунта о грунт (таблица 5.4 МУ); kр=1,3 - коэффициент разрыхления грунта (таблица 5.4 МУ).
Vпр=B*H22*kпр=4,8*1,3722*0,79=5,702 м3,
где H=1,37 м – высота отвала; kпр=0,79 - коэффициент, характеризующий грунт и геометрические размеры отвала при HB=1,374,8=0,285 (таблица 5.2 МУ).
Сопротивление перемещению грунта вверх по отвалу:
P3=Vпр*μ2*γkр*cos2α*103=5,702*0,6*1,91,3*cos245°*103=
=2500 Н,
где μ2=0,5…0,7 - коэффициент трения грунта о поверхность отвала (таблица 5.4 МУ); α=35…50° - угол резания.
Сопротивление передвижению трактора:
P4=Gб*f±i=mб*g*f±i=49930*9,81*0,065-0,02=
=22042 Н,
где f=0,06…0,07 - коэффициент сопротивления перемещению движителя (таблица 5.2 МУ); i=-0,02 рад – уклон местности.
Сопротивление, возникающее на площадке затупления:
P5=Pуд*B*∆=900*4,8*0,01=43 Н,
где Pуд=800…1000 Па - удельное сопротивление от затупления режущей кромки отвала, зависящее от ширины площадки затупления и группы грунта (таблица 5.5 МУ); ∆=0,01 м - ширина площадки затупления.
Сумма сопротивлений передвижению бульдозера:
Pi=P1+P2+P3+P4+P5=31680+8500+2500+22042+43=
=64765Н.
Проверяем, соблюдается ли условие движение бульдозера без буксования:
Pт=205714 Н>Pi=64765 Н;
Pсц=416341 Н>Pi=64765 Н.
Условие соблюдается.
Эксплуатационная сменна производительность бульдозера:
Пэ.см=3600Tц*kр*Vпр*kэ*kу*nч.р,
где Tц – время цикла работы бульдозера; kэ=0,75…0,8 – коэффициент эксплуатационных потерь времени при работе бульдозера; kу=1,14 - коэффициент, учитывающий влияние величины уклона на производительность, определенный интерполяционно по таблице 5.6 МУ; nч.р=8,2 ч – количество часов работы бульдозера в смену.
Продолжительность рабочего цикла бульдозера:
Tц=3,6*lрvр+lтрvтр+lх.хvх.х+2*tп.п+tпов+tо,
где lр=7 м, lтр=40 м, lх.х=45 м – соответственно пути резания, транспортирования и холостого хода; vр, vтр, vх.х – соответственно скорости движения бульдозера при резании, перемещении (транспортировании) грунта и холостого (обратного) хода; tп.п=40…50 с – время, затрачиваемое на переключение передач машинистом бульдозера; tпов=10…12 с – время, затрачиваемое на повороты; tо=1…2 с – время, затрачиваемое на опускание отвала.
Рекомендуемые скорости по операциям рабочего цикла составляют:
- при резании vр=2,5…5,0 кмч;
- при транспортировании vтр=2,5…5,0 кмч;
- при холостом ходе vх.х=5,8…8,0 кмч.
По данным таблицы 6.22 МУ для заданной модели трактора выбираем конкретные значения этих скоростей:
vр=3,5 кмч; vтр=5 кмч; vх.х=8 кмч.
Тогда получаем:
Tц=3,6*73,5+405+458+2*45+11+2=173 с.
Пэ.см=3600173*1,3*5,702*0,77*1,14*8,2=657 м3смен.
Результаты проведенных расчетов сводим в таблицу 3.1.
Таблица 3.1
Параметры Численное значение
Сила тяги по сцеплению, Н 416341
Сила тяги, развиваемая двигателем, Н 205714
Общее сопротивление перемещению бульдозера, Н 64765
Сопротивление грунта резанию, Н 31680
Сопротивление перемещению призмы волочения перед отвалом, Н 8500
Сопротивление перемещению грунта вверх по отвалу, Н 2500
Сопротивление перекатыванию движителя бульдозера, Н 22042
Сопротивление, возникающее на площадке затупления, Н 43
Объем призмы волочения, м3 5,702
Заключение о возможности движения бульдозера без буксования возможно
Продолжительность цикла работы бульдозера, с 173
Принятые скорости по операциям рабочего цикла бульдозера, км/ч:
- при резании грунта 3,5
- при транспортировании грунта 5
- при холостом ходе 8
Эксплуатационная сменная производительность бульдозера, м3/смен 657