Лабораторна робота 2

Читайте также:

Визначення продуктивності та експериментальні дослідження опору копання ґрунту бульдозером Д-535

Мета роботи: ознайомитися з призначенням, будовою та принципом роботи бульдозера і гідравлічної системи керування; визначити технічну продуктивність бульдозера; одержати практичні навички експериментального визначення опору копанню ґрунту землерийними машинами і дослідження зусиль, що виникають у робочому устаткуванні бульдозера.

2.1 Загальні відомості

Найпоширеніші бульдозери з неповоротним відвалом, з поворотним відвалом, бульдозери-розпушувачі, а також бульдозери-навантажувачі [1-5].

Бульдозери з неповоротними відвалами бувають із твердими (рис. 2.1, а ) і шарнірними (рис. 2.1, б) брусами, що штовхають.

Бульдозер першого типу обладнаний відвалом 1, до якого жорстко приварені два штовхаючих бруси 7, що охоплюють зовні базовий трактор 8. Бруси шарнірно встановлені на поперечній балці 6, болтами прикріпленої до рами трактора. Попереду до неї також прикріплений підрамник 5, до якого шарнірно через несучу рамку 2 підвішений один гідроциліндр 3 подвійної дії. До гідроциліндра підведені два рукави високого тиску 4, які з'єднують його з гідросистемою трактора. Вона складається з гідронасоса, гідророзподільника, гідробака й гідроліній. Подаючи тиск масла, що розвиває гідронасос, до однієї порожнини гідроциліндра, піднімають бульдозерний відвал, до іншої – опускають його. Відвал у зоні обладнаний змінними ножами 9.

Бульдозер другого типу містить у собі прямокутні штовхаючі бруси 7, які з одного боку шарнірно за допомогою запряжних шарнірів 18 пов'язані з візками 16 трактора, з іншого боку – універсальними шарнірами – з відвалом 1.

Для збереження певного положення й різання ґрунту з мінімальними витратами енергії відвал з однієї сторони втримується гідророзкосом 19, з іншого боку – твердою тягою. Гідророзкіс приєднаний до гідросистеми трактора і здійснює перекіс відвала у поперечній площині. Бульдозер обладнаний двома гідроциліндрами 3 підйому-опускання, які також пов'язані з гідроприводом трактора.

Гідроциліндрами підйому-опускання 3 відвал установлюють у нижнє I, робоче II, транспортне III і проміжні положення. Як базова машина може бути використаний трактор, тягач або спеціальне шасі. Двигун 10 трактора через муфту зчеплення 11 або гідротрансформатор пускає в хід коробку передач 13 і задній міст 14. Зірочки 15 передають обертання від двигуна гусеницям 17, які переміщають всю машину вперед або назад. Кабіну 12 розміщають переважно в задній (у тракторів типу ДТ-75Н, Т-4АП2, Т-170) або в середній (у трактора ДЭТ-250М2) частини, а також поперед машини з боку бульдозерного встаткування (у трактора Т-330).

а – із твердими штовхаючіми брусами,

б – із шарнірними брусами: 1 – відвал, 2 – несуча рамка,

3 – гідроциліндр підйому-опускання відвала, 4 – рукав,

5 – підрамник, 6 – поперечна балка, 7 – штовхаючій брус,
8 – трактор, 9 – ніж, 10 – двигун, 11 – муфта зчеплення, 12 – кабіна,
13 – коробка передач, 14 – задній міст, 15 – зірочка, 16 – гусеничний візок, 17 – гусениця, 18 – шарнір, 19 – гідророзкіс, 20 – універсальний шарнір; положення відвала: I – нижнє, II – робоче, III – транспортне

Рисунок 2.1. – Гусеничні бульдозери з неповоротними відвалами

Бульдозери з поворотним відвалом (рис. 2.2) відрізняються від бульдозера з неповоротним відвалом тим, що на базовий трактор 5 на запряжних шарнірах 6 кріплять охоплюючу раму 3. Поперед рами приварена кульова опора, на якій установлений відвал 1, що повертається ліворуч або праворуч за ходом руху машини.

1 – відвал, 2 – штовхач із укосом, 3 – рама, 4 – гідроциліндр,
5 – трактор, б – шарнір, 7, 8 – ножі

Рисунок 2.2. – Гусеничний бульдозер з поворотним відвалом

По краях відвала розташовують штовхачі 2, призначені для кріплення його до охоплюючої рами. Переставляючи вручну штовхачі в кронштейнах на рамі, установлюють відвал у праве положення за ходом машини, середнє або ліве. У середньому положенні відвала бульдозер виконує такі ж роботи, як бульдозер з неповоротним відвалом, при бічних положеннях відвала засипають траншеї або очищають сніг. Вертикальні переміщення відвала виконують гідроциліндрами підйому-опускання 4. Відвал обладнаний середніми 8 і крайніми 7 ножами.

Робочий цикл бульдозера зображено на рисунку 2.3.

а – різання ґрунту; в – відсипання ґрунту

Рисунок 2.3 – Робочий цикл бульдозера при розробці ґрунту з поворотним відвалом

б – транспортування з підрізанням ґрунту; г – холостий хід

Рисунок 2.3 лист 2 – Робочий цикл бульдозера при розробці ґрунту з поворотним відвалом

2.2 Послідовність виконання теоретичної частини роботи

1 Опишіть у звіті призначення бульдозера: для пошарового зрізування і переміщення ґрунту на відстань до 100 м при спорудженні дамб, насипів, гребель; засипанні ям, ровів, траншей, котлованів; планування будівельних та інженерних майданчиків, розрівнювання ґрунту тощо.

2 Вивчити за плакатом й в оригіналі будову й принцип дії бульдозера Д-535 та гідравлічної системи керування ним.

3 Накреслити (аналогічно рис.2.4) схему бульдозера і (аналогічно рис.2.5) схему гідравлічного керування; позначити основні вузли.

1 – відвал; 2 – ножі; 3 – штовхаючі бруски; 4 – гідроциліндр; 5 – козирок

Рисунок 2.4 – Схема бульдозера Д-535

За таблицею 2.1 записати технічну характеристику бульдозера.

Таблиця 2.1 – Технічна характеристика бульдозера Д-535

Базовий трактор	Т-74
Довжина відвалу В, мм
Маса бульдозера з трактором, кг
Швидкість переміщення на передачі, м/с:
1-й -	0,7
2-й -	0,83
3-й -	1,0
4-й -	1,25
5-й -	1,48
6-й -	1,81
7-й -	2,22
8-й -	2,63
9-й -	3,22
Швидкість зворотного ходу , м/с	1,57

1 – масляний бак; 2 – гідравлічний насос; 3 – розподільник;
4 – гідроциліндр; 5 – відвал

Рисунок 2.5 – Схема гідравлічної системи керування бульдозера Д-535

7 Визначити технічну продуктивність бульдозера, м³/г:

, (1)

де V_П – об’єм призми волочіння, м³;

К_З – коефіцієнт збереження ґрунту;

К_З=1-0,005L;

L – відстань транспортування ґрунту, м (за табл. 2.2);

t_ц – тривалість циклу, с;

К_Р – коефіцієнт розпушування ґрунту (за табл. 1 залежно від категорії ґрунту).

8 Визначити об’єм призми волочіння, м³:

, (2)

де В, Н – відповідно ширина і висота відвалу, м;

– кут природного схилу, град (за табл. 2.2).

Для визначення всіх складових робочого циклу слід знати шлях набирання ґрунту, який залежить від товщини стружки, яку зрізає бульдозер.

7 Визначити товщину стружки, яку зрізає бульдозер на початку різання, м:

, (3)

де Р – тягове зусилля, кН (для Д-535 береться рівним 30 кН);

К₁ – питомий опір копанню, кН/м²(за табл. 2).

9 Визначити товщину стружки наприкінці різання, м:

, (4)

де – щільність ґрунту, кг/м³ (за табл. 1);

f – коефіцієнт тертя ґрунту об грунт (за табл. 2.2).

10 Знайти середню товщину зрізуваної стружки, м:

. (5)

11 Вирахувати шлях набирання ґрунту, м:

. (6)

12 Визначити час, що витрачається на набирання ґрунту, с:

, (7)

де – швидкість бульдозера на 1-й передачі, м/с.

13 Знайти шлях транспортування ґрунту, м:

. (8)

14 Вирахувати час транспортування ґрунту, с:

, (9)

де – швидкість бульдозера на 2-й передачі, м/с.

15 Визначити час зворотного ходу, с:

, (10)

де – швидкість зворотного ходу бульдозера, м/с.

16 Вирахувати тривалість циклу, с:

, (11)

де t_З – час затрат,

t_З=15…20с.

17 Підставити всі значення V_П, К_З, К_Р, t_Ц у формулу (1) і визначити технічну продуктивність бульдозера.

Таблиця 2.2 – Дані до розрахунку технічної продуктивності

бульдозера

Показник	Умовне позначення	Варіант

Категорія ґрунту		I	II	III	IV	I	II	III	IV	I	II
Коефіцієнт розпушування	К_Р	1,1	1,2	1,3	1,4	1,1	1,2	1,3	1,4	1,1	1,2
Питомий опір копанню, кН/м²	К₁
Щільність ґрунту
Коефіцієнт тертя ґрунту об грунт	f	0,5	0,6	0,7	0,8	0,55	0,65	0,8	0,7	0,7	0,8
Кут природного схилу, град
Відстань переміщення, м	L

16 Виконати тяговий розрахунок бульдозера

Тяговий розрахунок бульдозера дозволяє оцінити можливості тягача при транспортуванні ґрунту з підрізанням стружки, визначити підйом, що може переборювати машина з максимальною призмою волочіння [8].

Умова руху бульдозера без буксування

, (12)

де – сила тяги по зчепленню, кН;

– тягове зусилля, що розвивається трактором, кН;

– сума опорів пересуванню, кН.

, (13)

де – ефективна потужність двигуна, кВт;

=0,8 – КПД машини;

– швидкість машини на першій або другій передачах, км/ч.

Сума опорів, що виникають у випадку лобового різання й транспортування ґрунту відвалом бульдозера

, (14)

де – опір руху бульдозера, кН;

– опір ґрунту різанню, кН;

– опір волочінню призми ґрунту поперед відвала; кН;

– опір тертю ґрунту по відвалі, кН.

, (15)

де f – коефіцієнт опору руху трактора по ґрунту, для гусеничного рушія f =0,1...0…0,12, для колісного рушія f =0,06...0…0,08;

– розрахунковий кут підйому, =15^О...…20^О. Знак «+»береться при роботі на підйом, «-» – при роботі під ухил.

, (16)

де L – довжина відвала, м;

– мінімальне значення глибини різання, м. З умови відшкодування втрат ґрунту приблизно може бути визначена за формулою [5]

, (17)

де – коефіцієнт втрат ґрунту при переміщенні призми волочіння (для зв'язних ґрунтів 0,29, незв'язних 0,45) [7];

– фактичний обсяг призми волочіння, м³.

, (19)

де – висота відвала, м;

– коефіцієнт, що залежить від відношення .

Таблиця 2.3 – Величина коефіцієнта залежного від відношення

Незв'язні ґрунти	Зв'язні ґрунти

0,15 0,30 0,35 0,40 0,45	1,10 1,15 1,20 1.30 1,50	0.15 0,30 0,35 0,40 0,45	0,70 0,80 0,85 0,90 0,95