Курсовая работа: Расчет производительности бульдозера и автогрейдера

Содержание

Введение

Исходные данные

Расчет ширины полосы отвода

Расчет основных параметров бульдозера

Расчет сопротивления перемещению бульдозера по грунту

Расчет сопротивления при трении ножа о грунт

Сопротивление при транспортирование грунта

Определение мощности двигателя бульдозера

Определение производительности бульдозера

Производительность бульдозера при проведении планировочных работ

Тяговый расчет автогрейдера

Определение мощности двигателя автогрейдера

Определение производительности автогрейдера

Определение производительности автогрейдера при планировочных работах

Вывод работы

Введение

Цель работы: изучить основные параметры землеройных машин. Построить полосу отвода по имеющимся данным. Рассчитать производительность бульдозера и автогрейдера. По полученной производительности подобрать наиболее рационально машину для строительства вышеуказанной полосы отвода.

Бульдозер - основная машина для проведения земляных работ. Они предназначены для послойного перемещения и срезания грунта на расстояние 50-100м. Основное функциональное применение при разработке гравии-песчаных карьеров, выемок, возведения насыпи из боковых резервов, планировочных работах, а также очистки дорог от снега, валки деревьев, корчевания пней, при уборке валунов, а также для выполнения других работ.

Бульдозеры классифицируют по системе управления отвалов: гидравлические; механические; гидравлические.

По способу установки отвалов:

- прямой (не универсальный);

- поворотный (универсальный).

По классификации мощности к номинальному тяговому усилию (приведено в табл. 1).

Табл.1

Различают бульдозеры общего и специального назначения. Бульдозеры общего назначения используют для выполнения основных видов землеройных работ на различных грунтах и климатических условиях умеренной зоны при температуре воздуха ±40єC.

А так же могут использоваться в условиях холода до температуры воздуха -60єС и в условиях тропиков до +50єС. Данные бульдозеры имеют переднее расположение отвала.

Специальные бульдозеры предназначены для выполнения целевых работ в специфических грунтах и климатических условиях. По типу ходовой части разделяют на: гусеничные; колесные.

По приводу рабочего органа: канатные; гидравлические.

Наиболее широко распространены гусеничные бульдозеры потому, что можно использовать в сложных грунтовых условиях. Колесные используются в более оптимальных, а также при необходимости частого перебазирования.

Схема гусеничного бульдозера с прямым отвалом

1 - нож; 2 - уширитель отвала; 3 - отвал; 4 - козырёк; 5 - гидроцилиндры; 6 - трактор; 7 - рама; 8 - толкающий брус.

Основные типы бульдозерных отвалов

1 - прямой поворотный; 2 - прямой неповоротный; 3 - полусферический; 4 -сферический; 5 - сферический для сыпучих материалов; 6 - с толкающей плитой.

Автогрейдер - основная дорожно-строительная машина, применяется при строительство дорог. Классифицируются по массе и мощности силовой установки (приведено в табл. 2).

Табл.2

По конструктивному устройству:

- двухосевые;

- трехосевые.

Особенности ходовой колесной формулы, аЧbЧc.

a - число управляемых осей;

b - ведущие оси;

c - общие оси.

Трехосный с двумя ведущими задними осями с управляемыми колесами, имеет колесную формулу 1Ч2Ч3.

Схема автогрейдера

1 - двигатель; 2 - отбор мощности; 3 - муфта сцепления; 4 - задний мост; 5 и 6 - соединительные валы; 7 - балансир; 8 - коробка передач; 9 - ходовое колесо; 10 - система гидравлического управления; 11 - электрогидравлический распределитель; 12 - основной рабочий орган; 13 - автомат “Профиль 1”; 14 - основная рама; 15 - передняя ось; 16 - бульдозер;17 - механизм поворота колёс; 18 - рулевой механизм с гидроусилителем; 19 - карданная передача; 20 - кабина; 21 - рулевое колесо.

Исходные данные

«Расчет основных параметров бульдозера»

«Расчет основных параметров автогрейдера»

Схема 1. Полоса отвода

Расчет ширины полосы отвода

Определим ширину полосы отвода.

- обрез, для III категории дороги

- верхний слой насыпи земляного полотна

- коэффициент откоса насыпи

- высота насыпи земляного полотна ()

- ширина резерва поверху

b - ширина резерва понизу

- основание дорожной одежды

- слой покрытия дорожной одежды

- глубина резерва

W - площадь насыпи

- площадь резерва

Расчет основных параметров бульдозера

Рассмотрим два основных положения при работе бульдозера:

1) При наборе грунта

2) При транспортировании грунта

Характер изменения глубины резания при наборе и транспортировании грунта представлен схемой ниже.

Схема 2. Набор грунта бульдозером

- максимальная глубина зарезания грунта [м];

- глубина зарезания в конце наполнения отвала [м];

- глубина резания при транспортировании грунта (призма волочения) [м];

- длина зарезания [м];

- длина наполнения отвала [м];

- длина транспортирования грунта [м].

При наборе грунта бульдозером на горизонтальной площадке возникают различные сопротивления:

- сопротивление перемещению бульдозера [кН];

- сопротивление трению ножа о грунт [кН];

кН

- сопротивление грунта резанию [кН];

- суммарные сопротивления бульдозера при наборе грунта [кН];

- удельное сопротивление лобовому резанию;

- длина отвала [ м];

Значения k для различных видов (т.4)

Табл. 4

Расчет сопротивления перемещению бульдозера по грунту

- вес трактора с бульдозерным оборудованием

- коэффициент сопротивления, зависящий от типа движителя:

Для гусеничного

Для колесного

По условию, задан бульдозер на гусеницах, принимаем значение

Вес бульдозерного оборудования - 10% от веса самого бульдозера:

Тогда

Расчет сопротивления при трении ножа о грунт

- коэффициент трения грунта по металлу, зависящий от группы и вида грунта (т.5)

Табл. 5

- горизонтальная составляющая результирующей силы сопротивления копанию [кН];

- вес бульдозерного оборудования

- коэффициент использования тягового усилия, принимает значения от 0,60 до 0,80. Выбираем

- номинальная сила тяги бульдозера [кН];

- коэффициент сцепления, зависит от типа движителя:

Для гусеничного

Для колесного

V - угол наклона результирующей силы сопротивления на отвале

- при резании плотного грунта

- при резании разрыхленного грунта

Определим суммарное сопротивление бульдозера при наборе грунта

Произведем перерасчет сопротивления грунта резанию, с новым значением для более рационального использования техники:

, тогда

,

что всё еще удовлетворяет условию: , но является более рациональным по сравнению с предыдущим значением.

Сопротивление при транспортировании грунта

При транспортировании грунта прямым отвалом по горизонтальной площадке, возникают следующие сопротивления:

- сопротивление резанию [кН];

- сопротивление перемещению призмы грунта перед отвалом [кН];

- сопротивление перемещению грунта вверх по отвалу [кН];

- сопротивление перемещению бульдозера [кН];

- сопротивление трения ножа бульдозера о грунт [кН].

При транспортировке призмы волочения часть её теряется в боковые валики, поэтому нож бульдозера должен быть заглублен на некоторую величину для срезки стружки, восполняющей потери грунта в боковые валики на 1м пути.

Величина определяется по формуле ниже.

где - коэффициент, учитывающий потери грунта в боковые валики:

- для грунтов второй и третьей групп;

- для грунтов первой группы;

- длина пути транспортирования грунта;

- объем призмы волочения [].

где H - высота отвала без козырька [м];

- коэффициент, зависящий от вида грунта и отношения

Значения в т. 6.

Табл. 6

По условию, имеем

Следовательно, выбираем значение 0,75 по первой группе грунта.

кН

,

где - коэффициент трения грунта по грунту:

для связных 0,5;

для несвязных 0,7.

Принимаем значение 0,7.

- вес призмы волочения [кН]

- объемный вес грунта в плотном теле:

для грунтов первой группы ;

для грунтов второй и третьей группы .

Принимаем значение для первой группы.

кН

- угол резания

кН

Cсуммарное сопротивление движению бульдозера при транспортировании грунта:

Условие выполняется.