Курсовая работа: Расчет производительности бульдозера и автогрейдера

Определение мощности двигателя бульдозера

Мощность двигателя бульдозера, кВт, необходимая для преодоления полученных сопротивлений, определяется по выражению:

где - скорость бульдозера на первой передаче:

для тракторов с гусеничным движителем ;

для тракторов с колесным движителем ;

- суммарное сопротивление движению бульдозера при транспортировании грунта [Н];

- коэффициент полезного действия трансмиссии равный 0,8.

Определение производительности бульдозера

Производительность бульдозера с прямым отвалом на разработке и перемещении []:

где - объем призмы волочения [м³];

- коэффициент использования машины по времени;

- коэффициент, учитывающий влияние уклона местности:

;

- длительность рабочего цикла [с];

где - время на опускание отвала;

- время на переключение передач;

- скорость бульдозера при наборе грунта;

- скорость бульдозера при транспортировке грунта;

- скорость бульдозера при обратном ходе.

;

- длина перемещения грунта.

1)

2)

Производительность бульдозера при проведении планировочных работ

Производительность бульдозера на планировочных работах, в [], определяется по формуле:

автогрейдер бульдозер двигатель мощность землеройный

где длина планированного участка, в [], зависит от производительности бульдозера при разработке грунта;

- при проведении планировочных работ бульдозером с прямым отвалом;

- время на разворот, переключение передач, спуск и подъем отвала;

- скорость движения;

n - число проходов бульдозера, зависит от вида грунта:

- для первой группы n = 6

- для второй группы n = 7

-для третьей группы n = 8

Рассчитаем длину планированного участка:

1)

2)

П - производительность бульдозера при разработке и перемещении грунта;

W - площадь насыпи.

Схема 3. Схема слоев насыпи

Рассчитаем производительность при планировочных работах, по полученным данным:

Тяговый расчет автогрейдера

При разработке грунта автогрейдером возникают сопротивления:

- сопротивление грунта резанию [кН];

- сопротивление перемещению грунта перед отвалом [кН];

- сопротивление перемещению грунта вверх по отвалу [кН];

- сопротивление перемещению грунта вдоль отвала [кН];

- сопротивление перемещению автогрейдера [кН];

Определим вышеперечисленные сопротивления.

где k=70 - удельное сопротивление грунта резанию;

F - площадь резания стружки [];

где h - величина заглубления ножа отвала:

- для легких автогрейдеров h=0,1 м;

- для средних автогрейдеров h=0,2 м;

- для тяжелых автогрейдеров, прицепных грейдеров и лесодорожных машин h=0,3 м;

По условию задан тяжелый автогрейдер, поэтому принимаем значение h=0,3м.

- длина отвала [м];

- угол резания;

- угол установки отвала.

- коэффициент трения грунта по грунту;

- вес призмы волочения [Н];

где - высота отвала;

- коэффициент, зависящий от вида грунта и отношения H/L, (см. тяговый расчет бульдозера);

- объемный вес грунта в плотном теле:

- для грунтов первой группы ;

- для грунтов второй и третьей группы .

,б…

где - коэффициент трения грунта по металлу:

- для грунтов 1-й группы ;

- для грунтов 2-й группы ;

- для грунтов 3-й группы

,

- вес автогрейдера;

- коэффициент трения сопротивления качению колеса.

Суммарное сопротивление движению автогрейдера:

Т - максимальная свободная сила тяги автогрейдера [кН].

,

где - коэффициент сцепного веса:

для автогрейдеров с колесной формулой 3х3х3, 1х3х3, 2х2х2 ;

для автогрейдеров с колесной формулой 1х2х3 .

По условию задан автогрейдер с колесной формулой 1х2х3, выбираем значение .

- коэффициент сцепления: для колесных движителей ; для гусеничных .

По условию задан колесный, принимаем .

Условие - выполняется.

Определение мощности двигателя автогрейдера

Потребная мощность автогрейдера на рабочем режиме [кВт], определяется по формуле:

где - скорость движения автогрейдера при резании грунта.

Потери мощности на буксовании:

- коэффициент буксования.

Общая мощность двигателя:

- КПД трансмиссии;

- КПД неустановившейся нагрузки.

Определение производительности автогрейдера

Определение производительности на резании и перемещении грунта

Увеличение производительности землеройных машин на названных видах работ достигается при применении продольно-круговой технологии.

По данной технологии могут работать машины с поворотным отвалом и углом перекоса отвала 20 и более градусов.

К ним относятся: автогрейдеры, прицепные грейдеры, лесодорожные ЛД-30; ДМ-15; ЛД-4 и другие машины.

Высота насыпи, сооружаемой по данной технологии не превышает 0,7…0,75 м.

Строительство земляного полотна по продольно-круговой технологии состоит из ряда последовательных проходов по резанию, перемещению и разравниванию грунта.

Проходы по резанию и перемещению грунта из резервов в тело насыпи должны следовать в строгой последовательности. Поэтому до начала работ разрабатывается схема строительства насыпи.

На схеме 4 представлен пример такой схемы.

Схема 4. Схема строительства слоев насыпи по продольно-круговой технологии

1 - восстановительные трассы, разбивка подошвы насыпи и резервов; 2 - зарезание грунта в резервах при первом проходе машины; 3 - перемещение грунта из резерва в насыпь после первого прохода машины по зарезанию; 4 - зарезание грунта в резервах при втором проходе машины; 5 - перемещение грунта из резерва в насыпь после второго прохода машины; 6 - зарезание грунта в резервах при 7 проходе машины; 7 - перемещение грунта из резерва в насыпь после каждого 6 прохода машины по зарезанию; 8 - планировка слоя насыпи, откосов, дна резервов и уплотнение насыпи прицепным катком.

Производительность автогрейдера на перемещение и резание грунта по продольно-круговой технологии, [км/смену], определяется по формуле:

где - продолжительность рабочей смены [ч];

- коэффициент используемого рабочего времени;

- скорости машин при резании грунта и перемещении грунтов:

; - для гусеничных машин;

; - для колесных машин;

- время на разворот;

- количество проходов машины по зарезанию и перемещению грунта соответственно;

- коэффициент, учитывающий наличие уклона при строительстве второго слоя насыпи;

- площадь стружки резания [].

Площадь слоя (см. схему 3) насыпи зависит от его ширины и высоты, причем последние значение принимается с учетом мощности уплотняющей машины и возможности получения требуемого коэффициента уплотнения грунта в насыпи.

Количество проходов по перемещению грунта:

,

где M - количество проходов по перемещению грунта, полученного при одном проходе по зарезанию, из резерва в насыпь.

где - средняя длинна перемещения грунта из резерва в насыпь;

1,2 - коэффициент подходов;

- длина перемещения грунта по отвалу;

- общее количество проходов по зарезанию и перемещению грунта.

Определение производительности автогрейдера при планировочных работах

Производительность автогрейдера, прицепного грейдера, лесодорожных машин ЛД-30, ДМ-15, ДМ-35, ЛД-4, в [:

где l - длина планируемого участка, равная производительности машины на резании и перемещении грунта [м], значит .

- количество проходов по одному следу;

- скорость машины на планировке: для колесных машин; для гусеничных машин.

Вывод работы

В ходе проведенных расчетов, мы рассчитали: мощность двигателя, различные сопротивления при проведении разного рода работ и производительность данных машин. На основании полученных данных, можно сделать вывод о том, что при строительстве лесной дороги III категории, 1 группы грунта, при проведении работ на резание и перемещение грунта, рационально использовать средний бульдозер, нежели автогрейдер. Однако, при проведении планировочных работ, стоит склонится к использованию тяжелого автогрейдера.