Застосування бульдозерів

ЗМІСТ


1. Опис застосування машини

2. Вихідні параметри

3. Визначення основних навантажень

4. Визначення параметрів розрахункового перерізу

5. Визначення показників низькочастотного навантаження

6. Визначення показників високочастотного навантаження

7. Визначення довговічності металоконструкції

8. Визначення ресурсу металоконструкції

Список літератури


1. ОПИС ЗАСТОСУВАННЯ МАШИНИ


Бульдозер – машина циклічної дії, призначена для копання, переміщення та укладання ґрунту на відстань 10 – 150 м, іноді - до 200 м. Також він може виконувати планувальні роботи і застосовуватися в якості штовхачів у скреперних загонах при проведенні інших допоміжних робіт.

Бульдозер складається з базового трактора (колісного або гусеничного), який агрегується робочим обладнанням у вигляді відвалу (поворотного чи неповоротного, прямого чи U-подібного) або причіпним обладнанням (корчувальником, кущорізом).

При виконанні об’ємних земельних робіт робочий цикл бульдозера складається з зарізу та набору ґрунту, переміщення призми волочіння, розвантаження ґрунту та холостого ходу.


2. ВИХІДНІ ПАРАМЕТРИ


Таблиця 1.1

Вихідні параметри бульдозера Dressta TP-20H STD з SU-відвалом

Параметри Позначення Значення параметрів
1 2 3
Марка машини Dressta TD-20H STD (SU-відвал)
Тип бульдозера - Неповоротний

Параметри відвалу, м:

- довжина

- висота


В

Н


3,5

1,49

Кут різання, град б 55
Кут установки у плані, град г 90
Максимальне заглиблення, м 0,439
Система керування робочим органом - Гідравлічна
Швидкість підйому відвалу, м/с vп 0,25
Маса бульдозерного обладнання, кг mбо 3324
Марка базового трактора На власному шасі
Тяговий клас трактора, кН Тт 150
Потужність двигуна, кВт (к.с.) Nдв 245 (333)
Тип ходового обладнання - Гусеничний

Швидкість руху, м/с

- робоча (I передача)

- транспортна

- заднього ходу


vтр

vзх


1,11

1,4

3,33

Маса машини, кг 23740
Довжина машини, м 6,870
Ширина гусениці, м 0,559

Таблиця 2.1

Характеристика розроблюваних ґрунтів

Параметр, одиниця вимірювання Позначення Значення параметрів по категоріях ґрунтів


II III IV
1 2 3 4 5
Тип ґрунту - суглинок глина м’яка

глина

важка

Кількість ударів щільноміром ДорНДІ n 6 12 20
Щільність ґрунту у природному стані, кг/м3 д 1750 1950 2000
Кут внутрішнього тертя, град с 37 40 42
Кут природного уклону, град - - - -
Кут зовнішнього тертя ґрунту по сталі, град ц 30 32 35
Питомий опір ґрунту різанню, кН/м2 k 90 122 180
Коефіцієнт розпушення Кp 1,2 1,25 1,3
Коефіцієнт опору пересуванню f 0,1 0,09 0,08
Коефіцієнт зчеплення цcц 0,9 1 1,1

Таблиця 3.1

Характеристика матеріалу робочого обладнання

Параметр Позначення Значення параметру
1 2 3
Марка сталі - 30
Тимчасовий опір, МПа ув 500
Границя текучості, МПа ут 260
Границя витривалості, МПа у-1 165
Допустиме напруження при розтягненні, МПа [у] 176

3 ВИЗНАЧЕННЯ ОСНОВНИХ НАВАНТАЖЕНЬ


3.1 Визначення номінального тягового зусилля


Застосування бульдозерів, (3.1)


де Застосування бульдозерів- швидкість машини на I-й передачі, м/с;

Застосування бульдозерів - ККД трансмісії, Застосування бульдозерів


Застосування бульдозерівкН


Вага бульдозера


Застосування бульдозерів, (3.2)


де Застосування бульдозерівм/с2 – прискорення вільного падіння


Застосування бульдозерівкН

3.2 Визначення максимальної та мінімальної глибини різання

Максимальна глибина різання


Застосування бульдозерів, (3.3)


де Застосування бульдозерів,

Застосування бульдозерів- коефіцієнт опору руху,

Застосування бульдозерів - коефіцієнт, що враховує вплив кута різання на питомий опір копанню ґрунту, для кута 55° Застосування бульдозерів


Застосування бульдозерівм;

Застосування бульдозерівм;

Застосування бульдозерівм.


Обсяг призми волочіння


Застосування бульдозерів, (3.4)

Застосування бульдозерівм3;

Застосування бульдозерівм3;

Застосування бульдозерівм3.


Мінімальна глибина різання


Застосування бульдозерів, (3.5)

Застосування бульдозерівм;

Застосування бульдозерівм;

Застосування бульдозерівм.


Середня глибина різання


Застосування бульдозерів,

Застосування бульдозерівм;

Застосування бульдозерівм;

Застосування бульдозерівм.


3.3 Визначення складових загального опору копанню


Застосування бульдозерів, (3.6)


де Застосування бульдозерів - опір переміщенню машини з врахуванням уклону;

Застосування бульдозерів - опір ґрунту різанню;

Застосування бульдозерів - опір переміщення ґрунту;

Застосування бульдозерів - опір переміщення стружки ґрунту по відвалу.


Застосування бульдозерівкН;

Застосування бульдозерівкН;


Застосування бульдозерівкН.

3.4 Визначення динамічного навантаження

Зведена жорсткість


Застосування бульдозерів, (3.7)


де Застосування бульдозерів - інтенсивність зростання опорів копанню, Н/м;


Застосування бульдозерів, (3.8)


де Застосування бульдозерів - інтенсивність зростання опору різанню, Н/м;

Застосування бульдозерів - складова інтенсивності зростання опорів копанню, що характеризує нагромадження ґрунту перед відвалом, Н/м.

Для процесу примусового заглиблення ножа інтенсивність зростання опору різанню


Застосування бульдозерів, (3.9)


де Застосування бульдозерів - поправковий коефіцієнт, який враховує вплив роду ґрунту та конструкції ходових частин бульдозера на нахил траєкторії заглиблення робочого органу;

Застосування бульдозерів- ширина ножа, м;

Застосування бульдозерів - швидкість проникнення ножу у ґрунт, для машин з гідравлічним керуванням робочим органом дорівнює швидкості підйому відвалу Застосування бульдозерів, м/с;

Застосування бульдозерів - швидкість бульдозера в момент зустрічі з перешкодою, що дорівнює швидкості руху машини в процесі копання ґрунту (I робоча передача) Застосування бульдозерів, м/с.

Застосування бульдозерівкН/м;

Застосування бульдозерівкН/м;

Застосування бульдозерівкН/м.


Складова інтенсивності зростання опорів для випадку заглиблення ножа


Застосування бульдозерів, (3.10)

Застосування бульдозерівкН/м;

Застосування бульдозерівкН/м;

Застосування бульдозерівкН/м.


Тоді інтенсивність зростання опорів копанню для ґрунтів II – IV категорії дорівнює


Застосування бульдозерівкН/м;

Застосування бульдозерівкН/м;

Застосування бульдозерівкН/м.


Жорсткість металоконструкції машини:


Застосування бульдозерів, (3.11)

бульдозер навантаження довговічність ресурс


де Застосування бульдозерів- коефіцієнт жорсткості причіпного обладнання бульдозера на 1 кг маси трактора, Застосування бульдозерівкН/(м·кг);

Застосування бульдозерів - маса базової машини:


Застосування бульдозерівкг,

Застосування бульдозерівН/м.


Тоді зведена жорсткість дорівнюватиме:


Застосування бульдозерівН/м

Застосування бульдозерівН/м;

Застосування бульдозерівН/м.


Динамічне зусилля:


Застосування бульдозерів, (3.12)

Застосування бульдозерівН;

Застосування бульдозерівН;

Застосування бульдозерівН.


3.5 Визначення горизонтального зусилля

Горизонтальне зусилля


Застосування бульдозерів, (3.13)

Застосування бульдозерівН;

Застосування бульдозерівН;

Застосування бульдозерівН.


4. ВИЗНАЧЕННЯ ПАРАМЕТРІВ РОЗРАХУНКОВОГО ПЕРЕРІЗУ


Схему для визначення розрахункових навантажень на устаткуванні бульдозера показано на рис.1 (гідроциліндри керування робочим органом встановлені під кутом до штовхальних брусів)


Застосування бульдозерів

Рис. 1 – Схема для визначення розрахункових навантажень на обладнання бульдозера


4.1 Визначимо параметри розрахункового перерізу штовхального брусу бульдозера


Застосування бульдозерів

Рис. 2 – Поперечний переріз штовхального брусу


Розглядаючи бульдозерне обладнання як плоску балку, за допомогою звичайних методів статики знайдемо реакції, що виникають у шарнірах. Схему для розрахунку поперечного перерізу брусу бульдозера наведено на рис. 2.

Необхідні дані для розрахунку приймемо з додатку 3 [3, с .22] для трактора 15 т·с:


Застосування бульдозерів ; Застосування бульдозерів м; Застосування бульдозерів м; Застосування бульдозерів мм.

Застосування бульдозерівм;

Застосування бульдозерівм;

Застосування бульдозерівм;

Застосування бульдозерів м.


4.3 Знаходимо площу й момент перерізу штовхального брусу:


Застосування бульдозерів, (4.1)

Застосування бульдозерівм2

Застосування бульдозерів, (4.2)

Застосування бульдозерівм3


4.4 Визначаємо вертикальну складову зусилля на ножі:


Застосування бульдозерів, (4.3)

де Застосування бульдозерів

Застосування бульдозерівН;

Застосування бульдозерівН;

Застосування бульдозерівН.


4.4 Напруга, що виникає у небезпечному перерізі штовхального брусу (рис. 3)


Застосування бульдозерів, (4.4)


Застосування бульдозерів

Рис. 3 – Розрахункова схема штовхального брусу


Приймемо кут нахилу гідроциліндру Застосування бульдозерів. З рівняння суми моментів сил відносно точки О кріплення штовхального брусу до базової машини, знайдемо величину зусилля, що діє у гідроциліндрах керування робочим органом (рис. 1):


Застосування бульдозерів

Застосування бульдозерів, (4.5)

Застосування бульдозерівН;

Застосування бульдозерівН;

Застосування бульдозерівН.


З рівняння проекції сил на вісь Х знаходимо горизонтальну реакцію у шарнірі:

Застосування бульдозерів

Застосування бульдозерів (4.6)

Застосування бульдозерів,

Застосування бульдозерівН;

Застосування бульдозерівН;

Застосування бульдозерівН.


З рівняння проекції сил на вісь Y знаходимо вертикальну реакцію у шарнірі:


Застосування бульдозерів

Застосування бульдозерів, (4.7)

Застосування бульдозерівН;

Застосування бульдозерівН;

Застосування бульдозерівН.


Тоді напруга у небезпечному перерізі штовхального брусу:


Застосування бульдозерівМПа;

Застосування бульдозерівМПа;

Застосування бульдозерівМПа.


Обчислені розрахункові значення Застосування бульдозеріввідрізняються від допустимого значення напружень Застосування бульдозерів МПа (Застосування бульдозерів - мінімальний коефіцієнт запасу міцності металоконструкції) [1, с. 169,170] менше, ніж на 5 %, тому залишаємо прийняті геометричні розміри штовхального брусу бульдозера.


5. ВИЗНАЧЕННЯ ПОКАЗНИКІВ НИЗЬКОЧАСТОТНОГО НАВАНТАЖЕННЯ


У процесі копання ґрунту навантаження на робоче обладнання постійно змінюється. Коливання цього навантаження складається з двох складових:

- низькочастотної (НЧ), що визначається усім циклом копання;

- високочастотної (ВЧ), що визначається відколами окремих елементів ґрунту.

5.1 У якості максимального значення НЧ-навантаження приймемо номінальну величину тягового зусилля:


Застосування бульдозерівН.


5.2 Визначення амплітуди напруг НЧ навантаження

Для подальших розрахунків будемо вважати, що Застосування бульдозерів


Застосування бульдозерів Н.


З рівняння суми моментів відносно точки О знайдемо вертикальну складову НЧ навантаження


Застосування бульдозерів

Застосування бульдозерів, (5.1)

Застосування бульдозерів Н.

Зусилля у гідроциліндрах:


Застосування бульдозерів, (5.2)

Застосування бульдозерів Н.


З рівняння проекції сил на вісь Х знаходимо горизонтальну реакцію у шарнірі:


Застосування бульдозерів

Застосування бульдозерів, (5.3)

Застосування бульдозерівН.


З рівняння проекції сил на вісь Y знаходимо вертикальну реакцію у шарнірі:


Застосування бульдозерів

Застосування бульдозерів, (5.4)

Застосування бульдозерівН.


Амплітуда напруг НЧ навантаження:


Застосування бульдозерів, (5.5)

Застосування бульдозерівМПа.


5.3 Визначення часу різання

Застосування бульдозерів, (5.6)


де Застосування бульдозерів- шлях набору ґрунту для бульдозера, м;

Застосування бульдозерів- швидкість бульдозера при різанні ґрунту, м/с.

Шлях набору призми ґрунту:


Застосування бульдозерів, (5.7)


де Застосування бульдозерів- обсяг призми ґрунту, м3.


Застосування бульдозерівм;

Застосування бульдозерівм;

Застосування бульдозерівм.


Тоді час різання:


Застосування бульдозерівс;

Застосування бульдозерівс;

Застосування бульдозерівс.


5.4 Визначення частоти НЧ навантаження:


Застосування бульдозерів, (5.8)

Застосування бульдозерівГц,

Застосування бульдозерівГц,

Застосування бульдозерівГц.


6. ВИЗНАЧЕННЯ ПОКАЗНИКІВ ВИСОКОЧАСТОТНОГО НАВАНТАЖЕННЯ


6.1 Визначення сили зсуву

Максимальна сила зсуву елемента ґрунту:


Застосування бульдозерів, (6.1)


де Застосування бульдозерів - опір пересуванню ґрунту по робочому органу, Н;

Застосування бульдозерів - коефіцієнт зчеплення ґрунту, Па;

Застосування бульдозерів - кут зсуву ґрунту, град.

Коефіцієнт зчеплення ґрунту:

Застосування бульдозерів, (6.2)

де Застосування бульдозерів - число ударів ударником ДорНДІ


Застосування бульдозерівПа;

Застосування бульдозерівПа;

Застосування бульдозерівПа.


Кут зсуву

Застосування бульдозерів, (6.3)

Застосування бульдозерів;

Застосування бульдозерів;

Застосування бульдозерів.


Тоді


Застосування бульдозерівН;

Застосування бульдозерівН;

Застосування бульдозерівН.


При рівномірному розподілі моментів зсуву по усій довжині ножа мінімальна сила зсуву знаходиться з формули


Застосування бульдозерів, (6.4)

Застосування бульдозерівН;

Застосування бульдозерівН;

Застосування бульдозерівН.


Середнє значення сили зсуву:


Застосування бульдозерів, (6.5)

Застосування бульдозерівН;

Застосування бульдозерівН;

Застосування бульдозерів

Если Вам нужна помощь с академической работой (курсовая, контрольная, диплом, реферат и т.д.), обратитесь к нашим специалистам. Более 90000 специалистов готовы Вам помочь.
Бесплатные корректировки и доработки. Бесплатная оценка стоимости работы.
Подробнее

Поможем написать работу на аналогичную тему

Получить выполненную работу или консультацию специалиста по вашему учебному проекту
Нужна помощь в написании работы?
Мы - биржа профессиональных авторов (преподавателей и доцентов вузов). Пишем статьи РИНЦ, ВАК, Scopus. Помогаем в публикации. Правки вносим бесплатно.

Похожие рефераты: