 |
Расчёт оборудования для механизации вспомогательных работ.
|
|
|
|
РАСЧЕТ БУЛЬДОЗЕРОВ.
Характерной особенностью бульдозера является отсутствие вмещающего органа - ковша. Бульдозер перемещает грунт в так называемой призме волочения (рис. 1).
Рисунок 1. Схема призмы волочения.
Определяем геометрический объем призмы волочения грунта впереди отвала.
где, В, Н - соответственно длина и высота отвала, м;
φ - угол естественного откоса грунта в движении
(φ=35÷45 град);
kп - коэффициент, учитывающий потери грунта при
транспортировке (kп=1-0,005·ln);
kр - коэффициент разрыхления грунта.
Определяем максимальную глубину резания исходя из силы тяги базового трактора.
где, F т - силы тяги базового трактора, кН;
kрез - коэффициент сопротивления грунта резанию, кПа.
При перемещении грунта, часть его теряется в боковые валики. Для восполнения этих потерь, с целью сохранения постоянного объема призмы волочения, бульдозер на всем пути транспортировки ln продолжает срезать стружку грунта толщиной hg.
Рисунок 2. Схема призмы волочения с боковыми валиками.
Определяем толщину стружки грунта срезаемую бульдозером для поддерживания постоянного объема призмы волочения.
где, kп - коэффициент, учитывающий потери грунта при транспортировке (см. выше)
lп - длина участка перемещения грунта, м;
kпр - коэффициент призмы волочения, [ табл.3 ].
Таблица 3
Коэффициент призмы волочения Кпр.
| Грунт | Отношение Н/В | ||||
| 0,15 | 0,3 | 0,35 | 0,4 | 0,45 | |
| Связный | 0,7 | 0,8 | 0,85 | 0,9 | 0,95 |
| Несвязный | 1,15 | 1,2 | 1,25 | 1,3 | 1,5 |
Определяем среднюю толщину срезаемого слоя.
Определяем длину участка резания.
где, А=В·h - площадь срезаемого слоя грунта, м2;
Определяем продолжительность цикла работы бульдозера.
|
|
|
.
где, lр - длина участка резания, м;
lо - длина участка обратного хода бульдозера,(lо=lр+lп), м;
vр - скорость транспортировки при резании, м/с;
vп - скорость при перемещении грунта, м/с;
vо - скорость при обратном ходе, м/с.
tп - время на переключение передач в течение цикла (tп=15÷20 c).
Резание, перемещение, транспортировка грунта и обратный ход производится на скорости 2,5 ÷ 4,5 км/ч.
Эксплуатационная среднечасовая производительность бульдозера определяется объемом разработанного и перемещенного грунта в плотном теле.
где, kу - коэффициент, учитывающий влияние уклона местности
на производительность (при работе на подъемах от 5%
до 15% kу уменьшается от 0,67 до 0,4, при работе
на уклонах от 5 до 15% kу увеличивается с 1,35 до 2,25);
kн - коэффициент наполнения геометрического объема призмы
волочения грунтом (kн=0,85÷1,05);
kв - коэффициент использования бульдозера во времени
(kв=0,8÷0,9);
Необходимое количество бульдозеров.
где, kТТ – коеффициент технической готовности бульдозеров
(0,85÷0,95);
Qгод.Б – годовой объём работ бульдозеров.
Расчётное числовое значение округляем до ближайшего большего целого числа, и окончательно принимаем необходимое количество бульдозеров.
РАСЧЕТ СКРЕПЕРОВ.
Для нормальной работы скрепера должно выполняться условие:
.
где, 
тяговое усилие при заданной скорости, кН;
сила тяги по условию сцепления с грунтом, кН;
суммарное сопротивление движению скрепера, кН.
Определяем тяговое усилие при заданной скорости.
, кН
где, V – скорость движения при погрузке ковша
(2,6 км/ч =0,72 м/с);
ηТ - к.п.д. базового трактора; (
);
Nдв – мощность двигателя базовой машины, л.с..
Определяем сцепной вес скрепера.
Gсц= Gб.м. сц+Gскр сц; кН
где, Gб.м. сц- сцепной вес базовой машины; кН
Gскр сц- сцепной вес прицепной части скрепера, кН.
|
|
|
Gскр сц = m · g; кН
где, m - масса прицепной части скрепера, тонн;
g - сила притяжения земли.
Определяем сила тяги скрепера по условию сцепления с грунтом.
, кН
где, jсц - коэффициент сцепления с грунтом (0,9).
Определяем сопротивление резанию.
W1 = k · b · h, кН
где: k - коэффициент удельного сопротивления грунта
резанию, кН/м2
b - ширина срезаемого слоя, м;
h - толщина срезаемого слоя (0,3), м.
Определяем сопротивление перемещению призмы волочения перед скрепером
W2 = y ·b ·H2· 
·g · 
; кН
где: m2 - сопротивление грунта по грунту, (m2=0,5, y=0,5;
);
H - высота слоя грунта в ковше (1,5), м;
плотность грунта; кг/м3.
Определяем сопротивление от веса срезаемого слоя грунта, движущегося в ковше.
W3 = b ·h ·H · ·g; кН
Определяем сопротивление от внутреннего трения грунта в ковше
W4=b ·H2 · 
·X ·g; кН
где, X - коэффициент, учитывающий влияние рода грунта,
(0,3).
Определяем сопротивление движению скрепера
W5= (Gскр+Gгр)·(f 
)
где, f - коэффициент сопротивления качения, (0,2);
Gскр- вес скрепера, кН;
Gгр- вес грунта в ковше, кН;
Кр - коэффициент разрыхления грунта в ковше
скрепера (1,3).
Gгр = 
; кН
Определяем суммарное сопротивление движению скрепера.
=W1+W2+W3+W4+W5 , кН
Проверяем выполнение условия
.
Если условие не выполняется, то необходимо выбрать более мощный скрепер или применить выбранный ранее скрепер в паре с толкачом.
Определяем длину пути, заполнения ковша скрепера
l1 = 
; м
где, КП- коэффициент, учитывающий потери грунта при
образовании призмы волочения и боковых валиков
(1,3);
q – геометрическая ёмкость ковша скрепера, м3.
Определяем продолжительность рабочего цикла скрепера.
где, V1- скорость движения при заполнении ковша (0,72), м/с;
l2 - длина пути транспортирования грунта (500), м;
V2 - скорость движения груженого скрепера (2,5), м/с;
l3 - длина пути разгрузки равна (12), м;
V3 - скорость движения скрепера при разгрузке (2), м/с;
l4 - длина пути порожнего скрепера равна (525), м;
V4 - скорость движения порожнего скрепера (2,75), м/с;
tдоп - время на подъем и опускание ковша, переключение
скоростей (30), с.
Определяем производительность скрепера.
; м3/ч
где, КВ - коэффициент использования рабочего времени (0,85);
|
|
|
КР - коэффициент разрыхления породы;
КН - коэффициент наполнения ковша;
Необходимое количество скреперов.
где, kТТ – коэффициент технической готовности скреперов
(0,85÷0,95).
Расчётное числовое значение округляем до ближайшего большего целого числа, и окончательно принимаем необходимое количество бульдозеров.
Раздел 3. Специальная часть.
|
|
|
