Определение производительности и тяговый расчет бульдозера Т-330

Федеральное агентство по образованию РФ

Пермский государственный технический университет

Кафедра подъемно-транспортных, строительных, дорожных машин и оборудования

















Контрольная работа









Выполнил:

Проверил:



















ПЕРМЬ


Задание 1. Тема: "Определение производительности и тяговый расчет бульдозера Т - 330"



Исходные данные:

Масса бульдозера 25000 кг;

Масса отвала 7700кг

Мощность двигателя Nдв=240 кВт.;

Скорость передвижения вперед Vвп=2,5 км/ч;

Скорость передвижения назад Vназ=5 км/ч;

Ширина отвала В=4730 мм;

Высота отвала H=1750 мм;

Длина перемещения Lпер=70 м;

Грунт-глина;

	Плотность грунта =1600 кг/м3;

	Коэффициент разрыхленности Кразр=1,3;

	1. Определение тягового усилия по мощности двигателя:

	

	ТсцТN



TN-тяговое усилие при заданной скорости:



TN=, кН;



где: = КПД = 0,8, U - скорость перемещения машины, м/с



TN=, кН;



2. Определение силы тяги по сцеплению:



Тсц=Gсц, кН;



где: Gсц - сцепной вес бульдозера

сц-коэффициент сцепления сц=0,9



Gсц=Gб.м+Gр.о= (7700+25000) *9,8=320,5 кН;

Тсц=320,50,9=288,45 кН;

Тсц> TN >



3. Определение суммарного сопротивления:



=W1+W2+W3+W4+W5;



а) Сопротивление резанию.



W1=kВh;



где: k - коэффициент удельного сопротивления грунта резанию

k=150кПа

В - ширина отвала.

h - толщина срезаемого пласта



h=0,09hотв=0,091750=157,5 (мм) =0,1575 (м)

W1=1504,730,1575=111,7 кН.



б) Сопротивление призмы волочения.



W2=0,5g2sin;



где: 2 - сопротивление грунта по грунту. 2=0,6

 - угол естественного откоса грунта =45°.



W2=0,516009,80,60.81=55,2 кН;



в) Сопротивление перемещения призмы вверх по отвалу



W3=0,5ВН2gcos2р1;



где: 1 - сопротивление грунта по отвалу 1=0,9

р-угол резания р=55о



W3=0,51.7524,731600cos2550,99,8=33,7 кН.



г) Сопротивление трения ножа отвала о грунт.

Pзат - удельное сопротивление от затупления, зависящее от ширины площадки и категории грунта



W4= PзатB,

W4=1000*4,73=4,7 кН

д) W5=Gбулf



f - Коэффициент сопротивления качения, f=0,06



W5= 156,80,06=19,2

	=111,7+55,2+33,7+4,7+19,2= кН

Тсц> TN >

	288,45 >246,8>224,5 кН



Условие тягового расчета выполняется.

4. Определение запаса тягового усилия по сцепному весу



Т’сц=Тсц- (W2+W3+W4+W5)

Т’сц=288,45 - (55,2+33,7+4,7+19,2) =175,6кН



5. Запас тягового усилия по мощности двигателя:



Т’маш=ТN- (W2+W3+W4+W5)

Т’маш=246,8- (55,2+33,7+4,7+19,2) =112,8кН



6. Определение толщины стружки:

а) в начале набора грунта



h1=Т’м /В*К=112,8/4,73*150=0,15м



б) в конце набора грунта



h2=Т’’ /В*К, Т’’= ТN- (W4+W5) = 246,8- (4,7+19,2) =222,9кН

h2=222,9/4,73*150=0,31 м



7. Определение фактического объема грунта призмы:



Vпр=0,5*Н2*В / tg φ=l1*В*hср



l1 - длина участка набора грунта



l1 =0,5*Н2/ tg φ* hср=0,5*1,752/1*0,23=3,8м

Vпр=3,8*4,73*0,23=4,2 м3



5. Выбираем скорости движения на участках:

Vн = 2.5 км/ч - при наборе, Vтр =4,5 км/ч - при транспортировании

Vзад= 7 км/ч - при движении задним ходом

6. Определение продолжительности цикла:



Tц=t1+ t2+ t3+ t4



а) продолжительность набора грунта



t1=3,6*l1/Vн=3,6*3,8 /2.5=5,4 с



б) время транспортировки



t2=3,6*lтр / Vтр=3,6*70 /4.5=56 с



в) время движения задним ходом



t3=3,6* (l1+lтр) / Vзад=3,6* (3,8+70) /7=38 с



г) время дополнительное (переключение скоростей, поворот и т.д.)

t4=30…40 с, принимаем t4=30 с



tц=5,4+56+38+30=129,4 с



7. Определение числа циклов за час работы:



n=3600 / tн= 3600 / 129,4=27,8 ≈28 цикла



8. Определение технической производительности бульдозера:



ПТ= (0,5*Н2*В / tg φ) *ψ*n*Ккв* (1/Кр)



Ψ - коэффициент потерь грунта на боковые валки, Ψ = 0,75

Кр - коэффициент разрыхления грунта, Кр=1,3



ПТ= (0,5*1.752*4.73/1) *0,75*28*0.9* (1/1,3) =105,3 м3/ч



9. Эксплутационная производительность:

		

		ПЭ= ПТ*КВ*ККВ



КВ - коэффициент использования машины по времени, КВ=0,85

ККВ - коэффициент учитывающий квалификацию, ККВ=0,9



ПЭ=105,3*0,85*0,9=80,5 м3/ч



Задание 2. Тема: "Определение усилия и производительности рыхлителя"



Исходные данные:

Заглубление hр=0,8 м;

	Глубина промерзания hпром=1,5 м;

Ширина наконечника S=12 см;

Угол рыхления 

Количество зубьев z=1; Длина пути забора грунта l1=12 м;

1. Определение усилия рыхлителя:



, кН

	

	где: Суд-количество ударов ударника ДОРНИИ Суд=100, коэффициент характеризующий свободное резание ,  коэффициент характеризующий заточку 

		

		 кН

		

		2. Определение производительности рыхлителя:

		а) Определение транспортной производительности.

		

		 м3/ч

		

		Где: V - скорость V=2 км/ч =0,55 м/с, hр - глубина рыхления hр=0,8 м, вр - ширина рыхления вр= zhр=10.7=0.7 м, Z - количество зубьев Z=1, К1 - коэффициент снижения рабочей скорости равен 0,7, К2 - коэффициент уменьшения толщины рыхления грунта равен 0,6, К3 - число проходов по одному месту К3=3, К4 - число проходов в поперечном направлении К4=3

		Время набора грунта 

		

		 с

		 м3/ч

		

		а) Определение эксплуатационной производительности.

		

		 м3/смен

		

		Где: Кв - коэффициент использования техники равен 0,85

		

		 м3/смен

			

			При толщине разрабатываемого слоя грунта H=1.5 м

			Определим площадь разрабатываемого участка

			

			 м2 L= м

			

			Определим время цикла 

			

			;

			c;  с;

	

	дополнительное время для подготовки, переключение

	скоростей, естественные нужды t4= 30 с.

			

			 с



Определим число циклов за час работы

			

			



Определим коэффициент потерь грунта при транспортировании:



			



Определим производительность бульдозера



			 м3/ч

			

			Кр - коэффициент разрыхленности равен 1,45

			

			 м3/ч

			

Определим время выталкивания



			 часа.



Задание 3. Тема: "Тяговый расчет и определение производительности скрепера"



			Исходные данные:

			Ширина ковша В=3,04 м;

			Высота стружки hстр=0,35 м;

Масса скрепера m=17000 кг;

			Вместимость ковша q=15 м3;

			Расстояние перемещения грунта L перем=500 м;

			i=0,04; 1960 кг/м3;

			грунт-плотный суглинок;

			Расстояние разгрузки Lразгр = 10м

Мощность двигателя Nдв=240 кВт.;

			1. Тяговый расчет.

			Должно выполняться условие: 

			 тяговое усилие при заданной скорости определяется по формуле:

			

			, ;

			V=2,5 км/ч =0,7 м/с

			кН

			

			 сила тяги по сцеплению, определяется по формуле:

			

			, Кн



сц - коэффициент сцепления сц=0,9

Gсц - сцепной вес

			

			Gсц=Gб.м. сц+Gскр сц

			

			Gб.м. сц - сцепной вес базовой машины равен 173,1 кН

			Gскр сц - сцепной вес скрепера

			

			Gскр сц=mg=170009.8=166,6 кН

			Gсц=166,6+320,5=487,1 кН

			 кН



 суммарное сопротивление



=W1+W2+W3+W4+W5, кН



а) Сопротивление резанию.



W1=kbh, кН



где: k-коэффициент удельного сопротивления грунта резанию, k=130 кН/м2, b - ширина срезаемого слоя в=3,04 м, h - толщина срезаемого слоя h=0,35 м



W1=130003,040,35=138,3 кН



б) Сопротивление перемещению призмы волочения перед скрепером



W2=ybH2g кН



где: 2 - сопротивление грунта по грунту. 2=0,5, y=0,5; , H-высота слоя грунта в ковше равна 1,5 м, плотность грунта равна 2000 кг/м3



W2=0,53,042,4219609,8 (0,5-0,04) =77,4 кН



в) Сопротивление от веса срезаемого слоя грунта, движущегося

в ковше, кН



W3=bhHg =3,040,352,419609,8=49 кН

	

	г) Сопротивление от внутреннего трения грунта в ковше



W4=bH2Xg кН



где: X-коэффициент, учитывающий влияние рода грунта равен 0,3



W4=3,042,4219600,39,8=100,9 кН



д) Сопротивление движению скрепера



W5= (Gскр+Gгр)  (f)



где: f-коэффициент сопротивления качения f=0,2

Gскр - вес скрепера, кН

Gгр - вес грунта в ковше, кН

Кр= коэффициент разрыхления грунта в ковше скрепера равен 1,3



Gгр =кН

W5= (166,6+221,6)  (0,2-0,03) =66 кН

=138,3+77,4+49+100,9+66=431,6 кН







Мощности двигателя тягача не достаточно для набора грунта, по этому

данный скрепер может применяться только в паре с толкачом.

2. Определение производительности скрепера



 м3/ч



где: q - геометрическая вместимость ковша равна 15 м3

КВ - коэффициент использования рабочего времени 0,85

КР - коэффициент рыхления 1,3

КН - коэффициент наполнения 0,8

ТЦ - продолжительность цикла, с







где: l1 - длина пути заполнения равна 16,6 м

U1 - скорость движения при заполнении ковша равна 0,7 м/с

L2 - длина пути транспортирования грунта равна 500 м

U2 - скорость движения груженого скрепера равна 1,25 м/с

L3 - длина пути разгрузки равна 10 м

U3 - скорость движения скрепера при разгрузке равна 1 м/с

l4 - длина пути порожнего скрепера равна 526,6 м

U4 - скорость движения порожнего скрепера равна 2.75 м/с

tдоп-время на подъем и опускание ковша, переключение скоростей

tдоп= 30 с.

Определим длину пути, заполнения ковша скрепера



l1= м



где: КП - коэффициент, учитывающий потери грунта при образовании призмы волочения и боковых валиков КП=1,3



l1= м

 с

 м3/ч


Задание 4. Тема: "Перерасчет показателей бульдозера по формуле Зеленина"

			

			Исходные данные:

			Натуральные размеры:

			ВН=4.73 м; HН=1,75м;

Размеры модели:

ВМ=0,8 м; HМ=0,4 м;

hМ=5 см; СМ=1;

=55о; 1600 кг/м3;

0.7;

1. Определим масштаб:



КС= - по высоте

КС= - по ширине

											

											Средний масштаб КС=5

										Перерасчет натуральных параметров:

										

											HН= КСHМ=50,4=2 м

											ВН= КС ВМ=50,8=4 м

											С= КССМ=51=5

											hстр= КСhМ=55=25 см = 0,25 м

											

											hМ - толщина стружки создаваемая отвалом модели

											Суммарное усилие

											а) в пересчете

											

											

											

											В-ширина отвала равна 4 м, угол резания равен 55о, КСЖ - коэффициент сжатия равен 0,02303 н/м2

											

											VПР - объем призмы VПР= м3

											

											КПР - коэффициент зависящий от характера грунта равен 0,85

											 пригрузочный коэффициент, зависящий от высоты бульдозерного отвала равен 2

											

											

											

										Определим max погрешность:

											

											

											

											 - суммарное сопротивление, возникающие при лобовом резании и транспортировании грунта по горизонтальной поверхности, из

											первого расчетного задания =224.5 кН

											

											



4. Определение сопротивления перемещения:







GСЦ - сцепной вес, GСЦ=GБМ1,22=2450001,22=298.9 кН

f - коэффициент сопротивления качению равен 0,06



 кН



5. Определение мощности на процесс копания:



 кВт



NДВ - мощность двигателя, Nдв=240кВт

Мощность по сцеплению







коэффициент сцепления равен 0,9



 кВт

NСЦ > NДВ > N

330 > 240 > 122