Курсовая работа (т): Проектування земляних робіт

 ∙ 100% ≤ 5%;

 ∙ 100% = 0,47 < 5%;

Відносна похибка складає 0,47%.

Таблиця 1.2. Визначення об'ємів

 ∙ 100% ≤ 5%;

 ∙ 100% = 24,8 > 5%;

Відносна похибка складає 24,8%.

Таблиця 1.3. Відомість об'ємів земляних мас при плануванні площадки

 ∙ 100% ≤ 5%;

 ∙ 100% = 0,34 < 5%;

Відносна похибка складає 0,34%.

1.3 Розподіл земляних мас по площадці

Розв'язуємо задачу розподілу земляних мас графоаналітичним способом.

Оскільки площадка умовно поділена на квадрати, в кожний квадрат записуємо об'єм ґрунту для насипу та виїмки. Потім за наростаючими підсумками вертикальних колонок квадратів, зліва на право будуємо графіки зміни об'ємів окремо для насипу та виїмки. Те ж саме виконуємо для вертикальної сторони площадки підсумовуючи об'єми у горизонтальних рядках квадратів.

Для визначення середньої відстані переміщення графоаналітичним способом використовують графіки зміни об'ємів насипу та виїмок, побудовані підсумками вертикальних колонок і горизонтальних рядків квадратів.

Площі фігур між ламаними лініями об'ємів насипу та виїмки представляють собою добуток об'ємів ґрунту, який переміщують, та відповідної проекції середньої відстані переміщення ґрунту, а тому ми можемо визначити горизонтальну та вертикальну (по відношенню до площі площадки) проекцію відстані переміщення в межах площадки:

ℓ₁ = ;                ℓ₂ = ,

де: W₁, W₂ - площі фігур між ламаними лініями об'ємів насипу та виїмки.

Середню відстань переміщення, знаючи проекції, можна визначити за формулою:

α_пер =

W₁ =  +  +  = 800700;

W₂ =  +  +  +  = 432300.

ℓ₁ =  = 26,3 (м);

ℓ₂ =  = 48,7 (м).

α_пер =  = 55,58 (м)

1.4 Розрахунок тривалості різання та переміщення ґрунту для двох варіантів механізації процесу

При відстані переміщення ґрунту 55,58 м можна використати для різання та переміщення ґрунту при плануванні площадки бульдозери або скрепери. Приймаємо для першого варіанту бульдозери, а для другого - скрепери.

Варіант 1.           Розробка ґрунту бульдозером

Оскільки у завданні не має термінів виконання робіт приймаємо бульдозер любого класу потужності.

Вибираємо бульдозер Д-384А на базі трактора ДЭТ-250 з розмірами відвала:

ширина       а = 4,5 м;

висота          H = 1,55м.

Змінна експлуатаційна продуктивність бульдозера (м² - зміна) визначається за формулою:

П_е = ,

де: с = 8год - тривалість зміни;- об’єм ґрунту у щільному тілі, зрізаного відвалом (м³);

К_з - коефіцієнт збереження ґрунту під час його переміщення;

К_ух - коефіцієнт впливу ухилу рельєфу майданчика, де працює бульдозер;

К_в - коефіцієнт використання бульдозера у часі;_ц - тривалість циклу бульдозера (с).

Об'єм ґрунту в щільному тілі, зрізаного відвалом (м³):

V = ,

де: а, Н - довжина і ширина відвалу відповідно;

φ - кут природного відкосу ґрунту;

К_р - коефіцієнт природного розпушення ґрунту.

Приймаємо К_р = 1,26.

Кут нахилу визначаємо згідно додатку методички. Для супісків (вологий грунт) приймаємо кут відкосу 30°; tg30° = 0,58. Тоді:

V =  = 7,46 (м³).

Тривалість циклу бульдозера (с):

t_ц = t_р + t_п + t_зв + t_пов,

де: t_р, t_п, t_зв, t_пов - час відповідно різання, переміщення, зворотного руху та повороту (с).

Величини t_р, t_п, t_зв обчислюємо за формулою:

t_р(п,_зв) = ,

де: 3,6 - переведення одиниць 1км/год в м/с;- довжина шляху відповідно різання, переміщення та зворотного шляху;

К_а - коефіцієнт, що враховує прискорення, уповільнення, перемикання передач, підйом і спуск відвала. Приймаємо К_а = 1,5;

V - швидкість руху, яка залежить від увімкненої на тракторі передачі (різання і переміщення ведуться на першій передачі, повернення порожняком - на третій та четвертій передач або заднім ходом).

Довжина різання при товщині стружки h = 0,3 м і клиноподібному способі різання (м):

L =  =  = 11,05 (м).

Тривалість циклу бульдозера:_ц =  +  +  = 168,1 (с).

Швидкість переміщення V_р = V_п = 2,6 км/год;_зв = 5,7 км/год,

(див. [2] додаток 5).

Ґрунт розроблюють човниковим способом без повернення бульдозера (t_пов = 0).

Для визначення середнього ухилу, з яким працює бульдозер, визначені чорні та проектні відмітки для виїмки та насипу.

Чорні відмітки                ЦВ -81,00 м;                   ЦН - 77,00 м.

Проектні відмітки        ЦВ - 79,69 м;                  ЦН - 79,15 м.

Середні відмітки          ЦВ =  = 79,00 (м);

ЦН =  = 79,56 (м).

Середній похил складає: 79,00 - 79,56 = 0,56 (м) на 55,58 м.

У відповідності до цього кут ухилу приймаємо К_ух = 1,2 .

Коефіцієнт збереження ґрунту під час транспортування:

К_з = 1 - 0,005∙Z_п = 1 - 0,005∙55,58 = 0,28.

Продуктивність бульдозера при К_в = 0,8.

П_е =  = 334,34 (м³ ∙ зміна).

Тривалість роботи бульдозера:

Т =  =  = 50,35.

Приймаємо 50 змін.

Варіант 2.           Розробка ґрунту скреперами

Для розробки ґрунту приймаємо скрепер Д-498 з тягачем Т-100МГС.

Змінна експлуатаційна продуктивність скрепера в м³ визначається за формулою:

П_е = ,

де: q - місткість ковша скрепера (м³), для ДЗ-12А q = 7,0 м³;

с = 8год - тривалість зміни;

К_в - коефіцієнт використання скрепера у часі, К_в = 0,8;_ц - тривалість циклу скрепера (с);

К₁ =  =  = 0,87,

де: К_н - коефіцієнт наповнення ковша пухким ґрунтом. Приймаємо (див. [2] додаток 8). К_н = 1,1;

К_р - коефіцієнт розпушення. К_р = 1,26.

Тривалість робочого циклу скрепера:

T_ц = t_з + t_в + t_п + t_р + t_пов,

де: t_з + t_в + t_п + t_р + t_пов - час відповідно завантаження ковша, вантажного та порожнього ходів скрепера, розвантаження скрепера та повороту (с).

Тривалість окремих елементів циклу:

t = ,

де: 3,6 - переведення одиниць 1км/год в м/с;- довжина шляху окремих елементів циклу;- швидкість руху (км/год).

При цьому вантажний хід виконують по горизонтальній та укатаній поверхні на четвертій передачі, по розпушеній поверхні з підйомом - на третій передачі, повернення порожняком - на четвертій передачі.

Тривалість вантажного та порожнього ходів розраховують маючи на увазі розгін уповільнення і перемикання передач. Для цього час окремих елементів вантажного та порожнього ходів множать на коефіцієнт К_у, який приймають за додатком 8 методички.

Довжина завантаження скрепера для клиновидної стружки, м:

L = ,

де: m - коефіцієнт призми волочіння. Для нашого випадку, згідно додатку 9

методички, приймаємо m = 0,10.

L =  = 16,85 (м).

а = 2,65 (м) - ширина захвата;= 0,30 (м) - глибина різання.

Час завантаження:

t_з =  = 33,70 (с).

Тут: К_у - відсутній;_з = 1,8 км/год.

Час вантажного ходу:_в =  = 24,82 (с),

Тут: К_у = 1,2;_в = 4,13 км/год;

h_в = 15 м (див. додаток 15 методички) - довжина шляху навантаження.

Час порожнього ходу:_п =  = 52,46 (с).

Тут: К_у = 1,4;_п = 5,34 км/год.

Час розвантаження приймаємо: t_роз = 20 (с);

Час на повороти - t_пов = 45 (с) ([2], додаток 10).

Тривалість циклу:_ц = 33,7 + 24,82 + 52,46 + 20 + 45 = 175,98 (с).

Змінна продуктивність скрепера:

П_е =  = 797,33 (м³ ∙ зміна).

Потрібна кількість змін роботи скрепера:

Т₁ =  = 21,1 (змін).

Кількість скреперів, що обслуговуються одним штовхачем:

n = ,

де:  - тривалість циклу штовхача (с),

 = t₁ + t₂ + t₃ + t₄,

t₁ - час завантаження скрепера, t₁ = 33,70 с;₂ - час повернення у вихідне положення, приймаємо t₂ = 45 с;₃ - час підходу до чергового скрепера, приймаємо t₃ = 20 с;₄ - тривалість переключення передач, зупинки перед початком поштовху, приймаємо t₄ = 15 с.

 = 33,70 + 45 + 20 + 15 = 113,7 (с);

n =  = 1,55.

Приймаємо 3 скрепери Д-498 з тягачем Т-100МГС.

Тривалість роботи скреперів:

Т₂ =  =  = 7,03 (зміни).