Методика выполнения задания

Для обоих способов определения требуемого времени выполнения работ необходимо оценить характеристики:

- рационального продольного профиля копания: С₁, С₂, _ВН, _Н , ^'_H (рис 3.6.3)

- трассы перемещения грунта: _П , ^'_П, α.Максимально возможную глубину копания (стружки) в реальных условиях эксплуатации

определяем из уравнения тягового баланса, реализуемого по схеме рационального продольного профиля. Для условного, соотвествующего реализпции режима копания с толщиной стружки С₁, предельного режима загрузки значение свободной силы тяги составит

Откуда C₁² + 2*К_рез *C₁ / (aµg)- 2*р_уд / (aµg) = 0,

где a = V_н / V₀ = 1,5;

µ = µ₂ + µ₁  cos² *δ – обобщенный коэффициент трения;

Р_к - касательная силы тяги, принимаемая равной силе тяги по сцеплению, ввиду отсутствия данных по мощности силовой установки и скоростных характеристик бульдозера.

Тогда р_уд = (Р_к - G_бgf) / B_o = G_б g (φ - f) / B_o – удельное напорное усилие на отвале, кН/м;

После расчета С₁ выбираем его расчетное значение С_1р:

С_1р = С_max при С_1р ≥ С_max;

С_1р = С₁ при С₁ ≤ С_max.

При расчете принимаем: С_ср = 0,5* (С_1р + С₂), значение С₂ = 0,05 м.

Объем призмы грунта перед отвалом рассчитываем исходя из заданной формы призмы и тяговой способности бульдозера при транспортировки грунта*. При расчете производительности П_т принимается среднее значение Q_гр.

Для заданной технологии работ по возведению насыпи из боковых резервов поперечными ходами определяем дальность перемещения грунта: теоретическую _П и реальную ^'_П, коэффициент подъема трассы перемещения грунта i и коэффициент уклона К_укл= К_укл(i). Характеристики _П и i определяем из геометрии трассы перемещения грунта (рис. 1.32).

Дополнительные справочные значения:

К_пр – коэффициент призмы грунта

К_пр = 0,85 при Н₀/В₀ = 0,39 для связного грунта

К_укл – коэффициент уклона

К_укл = 0,8 при перемещении грунта на подъем с углом α=3…4°

С₂ – минимальная толщина стружки

С₂ = 0,05 м

Коэффициенты перекрытия:

Смежных заходок m₃=0,9

Смежных проходов m=0,8

Скоростные режимы работы

V_н = 0,5 м/с при копании (резании и наборе грунта)

Y_хх = 2,5 м/с при холостом ходе.

Время маневрирования (разворотов) за цикл t_мин = t _мин = t_разв = 6,5 с

Величину основания выемки А определяем из условия равенства площадей поперечного сечения насыпи и выемки; ω_н = K_рω_в или (В + Н× ctg) ×H = (A + h× ctg) ×h K_р.

Заданный строительно-технологический процесс реализуется числом заходок

n₃ = L/ (B₀ m₃),

где m₃ = 0,9 – коэффициент перекрытия смежных заходок.

Необходимое число проходов в пределах каждой заходки определяем по формуле:

n_n = ω_n / (m  ω_стр),

где m = 0,8 – коэффициент перекрытия смежных проходов.

Общее количество проходов и общий объем работ определяем с учетом сооружения насыпи из одного бокового резерва:

р_{п общ} = n_n · n₃; Q = ω_н  L.

РУЧНОЙ РАСЧЕТ

1. Определение эксплуатационного веса бульдозера.

Эксплуатационная масса бульдозера складывается из масс базового трактора и бульдозерного оборудования:

G_б = (G_p.o.+ G_m) = (12,7 + 64) * 9,81 = 76.7 т.

2. Определение номинального тягового усилия:

Р_сц=G_б g φ = 76.7 х9.81х 0.95 = 752,4 · 0,95 = 714,8 кH

3. Определение параметров стружки в процессе копания грунта отвалом бульдозера:

С₁ = ( - К_р) =

= -100) = 1,07 м;

С_1р = С_max = 0,67 м.

р_уд.= G_б (φ - f) g/В₀ = 752,4·(0,95 - 0,1) / 5,49 = 116,5 кH/м;

С_ср = 0,5 (С_1р + С₂) = 0,5 (0,67 + 0,05) = 0,359 м.

4. Определение характеристик трассы перемещения грунта:

α = arctg() = arctg(i) = arctg = arctg 0,064; I = 0,064→(α≈3⁰30^')

В дальнейшем при оценке производительности К_укл принимаем по таблице справочных данных; К_укл ≈ 0,8.

D₁ = В/2 + А/2 + d + Hctg() + hctg() = + 3 + 2·2,15 + 1,5·2,15 = 30,45 м.

D₂ = 0,5(H + h) = 0,5(2,0 + 1,5) = 1,75 м.

_п = = = 30,51 м.

А = ((В + Hctg)·Н – K_рh²·ctg)/ (K_рh) = ((16 + 2·2,15) ·2 – 1,2·1,5²·2,15) / (1,5·1,2) = 19,3 м.

Справка: ctg 25º = 2,15.

5. Определение объема призмы грунта перед отвалом, приведенного к плотному состоянию, и оставшихся характеристик продольного профиля копани.:

Объем призмы грунта (в плотном теле):

а) из геометрических характеристик

Q_гр = = = 15,1 м³

где К_пр– коэффициент призмы грунта, в соотвествии со справочными данными, принимаем равным 0,85;

К_пр = М₂К_р

К_р – коэффициент разрыхления грунта

М₂. – коэффициент трения грунта о грунт

б) по тяговому расчету, соответствующему реализации тягового усилия только на перемещение призмы грунта

Объемы призмы грунта в первом и втором случае существенно отличаются: приблизительно в 5 раз, что говорит о сущесивенном недоиспользовании тяговых возможностей в режиме перемещения грунта. С целью более эффективного использовании тяги и минимизации потерь грунта при его перемещении реализуют подрезку слоя с минимальной толщиной стружки. Учитывая возможность комплектования бульдозера отвалами разных размеров в качестве расчетного значения объема призмы грунта принимаем приблизительно среднее из двух полученных значений: Q_{гр. расч.} = 32,6 м³.

6. Характеристики продольного профиля копания.

Длина пути внедрения отвала:

Длина пути добора грунта в отвал

Условие возможности копания выемки (резерва) соблюдается:

Действительный путь перемещения грунта:

l _п^´ = l _п - (l_вн + l _н^´) = 30,51 – (1 + 16,3) = 13,2 м.

Площадь сечения срезаемой стружки за один проход

ω_стр = С_ср l _н^´ = 0,359 · 16,3 = 5,85 м².

7. Продолжительность цикла при принятом скоростном режиме:

где V_Н = 0,5 м/с – скорость набора грунта;

V_П = 1 м/с – скорость бульдозера при перемещении грунта;

V_x._x = 2.5 м/с - скорость холостого хода бульдозера;

t_разв.= 6,5 с - время разворота.

8. Техническая производительность бульдозера:

где К_укл = 0,8.

9. Общий объем земляных работ:

Общий объем работ Q = ω_в* L = (А + h*ctg)*h*L = (19.3 + 1.5 *2,15)1,510³ = 33,8  10³ м³.

10. Общее количество проходов, необходимое для возведения насыпи.

Необходимое количество проходов для одной заходки

Требуемое количество заходок

Общее количество проходов при возведении насыпи

р_{п общ} = n_n · n₃ = 8 · 202 = 1616.

11. Время, необходимое для возведения насыпи одним бульдозером:

1. .

2. .

Анализ результатов.

Разница в результатах объясняется тем, что в приведенных расчетах приняты разные значения объема грунта, перемещаемого за цикл Т_ц, равный 73 с.

В первом расчете объем грунта в плотном теле принят на основании тяговой способности бульдозера, считая реальной транспортировку грунта, имеющимся отвалом: Q_гр = 32,6 м³ или с учетом значения коэффициента уклона К_у Q_гр К_у = 32,6  0,8 = 26,1 м³.

Во втором расчет

Здесь реально отражена организация рабочего процесса, выполняемого последовательными ходками и проходами с учетом имеющихся "перекрытий".

Для оценки возможностей бульдозера при перемещении грунта на различные расстояния сформируем математическую модель производительности бульдозера, позволяющую оценивать её изменение в зависимости от дальности перемещения грунта ℓ'_п и скоростных режимов работы V_п и V_x.x в виде:

где V_п и V_x.x – скоростные режимы, определяемые тягово-скоростными характеристиками бульдозера (в нашем случае V_п = 1 м/с; V_x.x = 2,5 м/с).

Построим зависимости П_т ('_п) и Т_ц ('_п) при длине участка копания _вн +_н = 17,3 м для α = 3º30' при изменении _п' от 10 до 70 м.

Выполним расчёты по формулам:

при '_п = 10; 20; 30; 40; 50; 60; 70 м и результаты сведем в таблицу 3.6.4..

Таблица = результаты расчета производительности и длительности цикла бульдозера

'п, м
Тц, с	55,52	69,52	83,52	97,52	111,52	125,52	139,52
Пт, м^3/ч	1370,25	1137,78	972,75	849,52	754,01	677,80	615,59

Дата добавления: 2015-07-14