Завдання №3

Визначити продуктивність баштового крану за зміну вантажопідйомністю 5 т на всіх вилітах при середній висоті підйому вантажу 16 м, середній дальності пересування крану 24 м і куті повороту 120°. Швидкість підйому вантажу 26 м/хв, пересування крану 31 м/хв. Частота обертання стріли в горизонтальній площині 0,7 хв^-1. Відсотковий вміст однакових середніх значень навантаження на протязі зміни:

1т	2т	3т	4т	5т
8%	22%	32%	26%	12%

Середній час строповки вантажу - 1 хв, середній час ус­тановлювання вантажу в робоче положення і від'єднання вантажозахоплюючих пристроїв 6 хв.

Час виконання ручних операцій

t_p=t_с + t_y=1+6 = 7 хв.

Час підйому вантажу на висоту H і опускання гака

хв.

Час повороту крана з вантажем і повернення його в ­вихідне місце знаходження

хв.

Час пересування крану з вантажем і повернення його у вихідне положення

хв.

Машинний час

t_M=t_B+t_ПОВ+t_П=1,25+0,95+1,55=3,85 хв.

Тривалість циклу

t_ц= t_p + t_M=7+3,85=10,85 хв.

Число циклів за 1 годину роботи

.

Середньозважена вантажопідйомність

т.

Коефіцієнт використання крану по вантажопідйомності

.

Експлуатаційна продуктивність кра­на за зміну по формулі (1)

П_э = 8,2•5•5,5•0,62•0,86= 120 т/см.

Вихідні дані завдання №3

Відсотковний вміст однакових середніх значень навантаження протягом зміни:

Частка вантажопідйомності	0,2Q	0,4Q	0,6Q	0,8Q	Q
%

Номер завдання	Q, т	H, м	S, м	v, м/хв	vП, м/хв	n хв^-1	tо, хв	tу, хв
						0,7	1,2
						0,6
						0,5	0,8
						0,7	1,2
						0,6

ТЕМА 3 ПРОДУКТИВНІСТЬ БУЛЬДОЗЕРІВ, РОЗПУШУВАЧІВ І СКРЕПЕРІВ

Більшість будівельних машин в процесі роботи взаємодіють з грунтом, природними кам'яними і скельними матеріалами і породами чи штучними будівельними матеріалами шляхом відокремлення середовища, що розробляється, від масиву за допомогою різання, копання або зачерпування. Багато будівельних машин обладнано робочими органами механічного типа, які залежно від функціонального призначення можуть мати різноманітну форму і конструкцію.

Для розробки грунтів і легких скельних порід використовують робочі органи у вигляді:

зуба для розпушування і розкришування середовища, що розробляється до неодхідних для подальшої розробки розмірів;

прямого або дискового ножа, що відокремлює розроблювальне середовище, від масиву і подає його до ківша на овальну поверхню і так далі (грейдер-елеватори, скрепери і т. ін.);

прямо чи косо встановленого відвального робочого органу, що відокремлює грунт від масиву, формує і ріже стружку, накопичує і пересуває розроблювальне середовище попереду робочого органу чи зсуває його убік від напряму руху (бульдозери, автогрейдери і т. ін.);

ківша, що здійснює відділення середовища від масиву, формує і просуває стружку всередину, накопичує і транспортує і тому подібне (ківш екскаватора, навантажувача, траншеєкопача і ін.).

У загальному випадку процес взаємодії робочого органу з роздрібнювальним середовищем включає впровадження, різання і копання (бульдозери, автогрейдери, скрепери і інші землерійно-транспортні машини) чи деформування певної частини середовища в масиві.

При впровадженні шляхом натискання і пересування робочого органу досягається таке межове становище розроблювального середовища, яке забезпечує його руйнування і проникнення в нього робочого органу на необхідну глибину для подальшої розробки.

Різання є процесом відділення середовища, що розробляється, від масиву з подальшим її переміщенням по клиновидному робочому органу і формуванню стружки чи призмам волочіння залежно від фізико-механічних властивостей середовища і параметрів робочого інструменту.

Копання уявляє сукупність процесів, що включає різання, армування стружки і її переміщення в накопиченій призмі волочіння або об'ємі середовища, що розробляється, яке раніше було набрано в робочий орган (наприклад, ківш), пересування накопиченого об'єму розроблювального середовища, і так далі.

Грунти складаються із твердих мінеральних часток, води і газоподібного середовища. При мінусових температурах у складі грунту присутній лід. Фізичні і механічні властивості грунтів залежать від гранулометричного складу (відсоткового співвідношення часток різного розміру), вологості і щільності. Опір грунтів залежить від міцністних показників і від типу робочого органу машини.

В результаті дослідження процесів різання і копання грунтів складені таблиці, що містять дані про питомі опіри грунтів копанню і різанню (таблиця. 1)

На базовій машині, гусеничному тракторі 3 (рис. 7) можуть бути встановлені бульдозерне 1 і розпушувальне 5 обладнання. Для зміни положення на­вісного робочого обладнання використовуються гідроциліндри 2 і 4.

Рисунок. 7. Навісне обладнання бульдозера і розпушувача на гусеничному ракторі

Продуктивність бульдозера, при розроблюванні і переміщеннях грунту, м³/год

, (1)

де а=h/tgφ — ширина призми грунту попереду відвала, м; b, h — довжина і висота відвала відповідно, м; φ — кут природнього відкосу грунта, що пересувається, град; ψ — коефіцієнт, що враховує збиток грунту при пересуванні дорівнює 1—0,005L; L — довжина пересування грун­ту, м; n = 3600/t_ц — число циклів за 1 рік. роботи; t_ц=t₁+t₂+t₃+t₄ - тривалість циклу, с; t₁=l₁/v₁—час різання грунту, с; l₁ — довжина шляху різання (зазвичай 6...15 м); v₁ — швидкість руху трактора при різанні грунту, м/с; t₂=l₂/v₂ — час пересування грунту, з; l₂ — шлях пересування грунту, м; v₂ — швидкість руху трактора при пересуванні грунту, м/с; t₃= (l₁+l₂) /v₃ — час руху трактора у зворотньому напрямку, с; v₃ — швидкість руху трактора при зворотньому напрямку, м/с; t₄ — додатковий час, с (додатковий час складається з часу перемикання швидкостей до 5 с, підйом і опускання відвала до 4 с, розвороту трактора до 10 с, розподілення грунту і т. ін.); kp — коефіцієнт розпушування грунту, тобто відношення об'єму розпушеного грунту до об'єму того ж грунту в щільному тілі (1,12 — для піщаних; 1,22 — для суглинистих; 1,3 — для глинястих грунтів).

Швидкість руху трактора (таблиця. 2) залежить від опорів, що виникають при роботі бульдозера.

Рисунок 8. Універсальний бульдозер з канатним управлінням:
1 — лебідка; 2 — направляючий блок; 3 — трактор; 4 — підйомник; 5 — поліспаст; 6— боковий штовхач; 7 — відвал; 8 — стояки рами, що штовхають

Значення питомих опорів грунту різанню і копанню, МПа

Таблиця 1

Назва грунту	Категорія	Об'ємна маса у щільному тілі, кг/м^3	Коефіцієнт розпушування	Питомий опір грунту різанню
ніж бульдозера	ніж скрепера
Пісок сипкий, сухий	I	1200.1600	1,05.1,1	0,01.0,03	0,02.0,04
Пісок вологий, супісок, суглинок розпушений	I	1400.1800	1,1.1,2	0,02.0,04	0,05.0,1
Суглинок, середній і дрібний гравій, легка глина	II	1500.1800	1,15.1,25	0,06.0,08	0,09.0,18
Глина, щільний суглинок	III	1600.1900	1,2.1,3	0,1.0,016	0,16.0,3
Важка глина, сланці, суглинок з щебенем, гравієм	IV	1900.2000	1,25.1,3	0,15.0,25	0,3.0,4
Зцементоване будівельне сміття, висаджена скальна порода	V	1900.2200	1,3.1,4	0,2.0,4	-

Основні параметри гусеничних тракторів

Таблиця 2

Показник	ДТ-75	Т-75	Т-4А	Т-100М	Т-130	Т-180	ДЕТ-250	Т-220	Т-330	Т-500
Марка двигуна	СМД-14	Д-75	А-01М	Д-10	Д-160	Д-180	В-30В	ДВ-220	8ДВТ-330	12ДВТ-500
Потужність двигуна, кВт
Тяговий клас
Швидкість руху, км/год:
а) вперед	5; 5,58; 6,21; 6,9; 7,67	2,14.10,6	3,47; 4,03; 4,66; 5,2; 6,35; 7,37; 8,53; 9,52	2,36; 378; 4,51; 6,45; 10,15	3,7; 4,4; 5,13; 6,1; 7,44; 8,87; 10,27; 12,2;	2,86; 5,06; 6,9; 9,46; 13,09	Робоча 2,3.15; Транспортна 3,5.24,5	0.17,6	0.16,4	0.16,2
б) назад	3,42.4,28	1,76.5,86	4,69;5,47;6,34;7,04	2,79;4,46;5,34;7,61	3,56;4,96;7,14;9,9	3,21.8,19	То ж	0.14,6	0.13,7	0.13,5
Габарити, мм:
а) довжина
б) ширина
в) висота
Маса трактора, т	5,26	5,9		12,1		14,35

Зусилля, що необхідно подолати трактору при роботі з бульдозером:

W=ΣW_i=W₁+W₂+W₃+W ₄ (2)

де Wi — опір грунту різанню:

Wi =b sinα ck (3)

тут b — довжина відвала, м; α—кут повороту відвала в плані відносно вісі трактора, град; с — товщина шару, що зрізується, м; k — коефіцієнт опору грунту різанню для бульдозерів; W₂— опір волочінню призми грунту попереду відвала:

(4)

тут φ—кут природнього відкоса грунту (φ 40...45°); γ — щільність грунту; g — пришвидчення вільного падіння; µ — коефіцієнт тертя грунту по грунту (µ =0,4...0,8, причому менші значення приймають для вологих і глинястих грунтів); i — нахил шляху; W₃ — опір тертю грунту по відвалу:

W₃=0.5bh² γg cos² δμ^', (5)

тут δ — кут різання (δ 50...55°); µ' — коефіцієнт тертя грун­та по сталі (µ' = 0,7..0,8 для глини; µ' = 0,5...0,6 —для суглинку і супіску; µ' =0,35...0,5 — для піску); W₄ — опір руху трактора з бульдозером:

W₄=G(ω₀ ± i) (6)

тут G — сила важкості бульдозера з трактором; (ω₀ — питомий опір руху (див. таблицю. 3).

Питомий опір руху

Таблиця 3

Дорожні умови	Пневмоколісний хід	Гусеничний хід	Колісна причіпна машина
Свіжонасипаний грунт	0,3	0,15	0,1
Щільний грунт	0,2	0,12	0,1
Крижаний шлях	0,03	0,05	0,03
Сніговий шлях	0,15	0,14	0,1
Покриття з щебеню	0,04	0,05	0,05
Покриття з бетонну	0,02	0,05	0,02

Машини рухаються без пробуксува­ння за умови, що зчіпна сила тяги більше за колове зусилля на ободі ведучого колеса (зірочки) і більше загального опору руху.

Продуктивність бульдозерів при планувальних роботах, м²/год

, (7)

де v — швидкість руху бульдозера, км/год; b — довжина відвала, м; α — кут встановлювання відвалу в плані по відношенню до подовжньої осі трактора; k₁—коэффициент, що враховує перекриття слідів від ходової частини (k₁ = 0,8...0,85); k₂ — число шарів грунту, що планується.

Продуктивність розпушувачів по об'єму грунта, що готується для транспортування, м³/год

П=1000 vh_pb_pzk₁k₂/(k₃k₄), (8)

де v — швидкість руху розпушувача, км/год; h_p— глибина розпушування, м; b_p — ширина смуги, що розпушується одним зубом (b_p 2.4h_p, при­ чому більші значення відповідають матеріалам з шаровою структу­рою з горизонтальним розташуванням шарів); z — число зубїв; k₁ — коефіцієнт, що враховує зниження робочої швидкості (k₁ = 0,7...0,8); k₂ — коефіцієнт, що враховує зменшення товщини шару грунту, що розпушується (k₂ = 0,6...0,8, при чому менші значення відповідають грунтам, що створюють крупний скол глиби); k₃ — число проходів по одному різу; k₄ — число шарів розпушування в по­перечних напрямках для підготовки грунту до транспортування.

Дата добавления: 2015-07-11