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:
Тсц
ТN
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
jсц
-коэффициент сцепления jсц
=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
=0,5ggm2
sina;
где: m2
- сопротивление грунта по грунту. m2
=0,6
- угол естественного откоса грунта =45°.
W2
=0,516009,80,60.81=55,2 кН;
в) Сопротивление перемещения призмы вверх по отвалу
W3
=0,5ВН2
ggcos2
aр
m1
;
где: m1
- сопротивление грунта по отвалу m1
=0,9
aр
-угол резания aр
=55о
W3
=0,51.752
4,731600cos2
550,99,8=33,7 кН.
г) Сопротивление трения ножа отвала о грунт.
Pзат
- удельное сопротивление от затупления, зависящее от ширины площадки и категории грунта
W4
= Pзат
B,
W4
=1000*4,73=4,7 кН
д) W5
=Gбул
f
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 / tgφ=l1
*В*hср
l1
- длина участка набора грунта
l1
=0,5*Н2
/ tgφ* 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 / tgφ) *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
=0,8м, 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 эксплуатаци
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 Lперем
=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
jсц
- коэффициент сцепления jсц
=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
=ybH2
gкН
где: m2
- сопротивление грунта по грунту. m2
=0,5, y=0,5; , H-высота слоя грунта в ковше равна 1,5 м, плотность грунта равна 2000 кг/м3
W2
=0,53,042,42
19609,8 (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
=bH2
XgкН
где: X-коэффициент, учитывающий влияние рода грунта равен 0,3
W4
=3,042,42
19600,39,8=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
=4.73м; 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
2. Перерасчет натуральных параметров:
3.
HН
= КС
HМ
=50,4=2м
ВН
= КС
ВМ
=50,8=4м
С= КС
СМ
=51=5
hстр
= КС
hМ
=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
4. Определим max погрешность:
- суммарное сопротивление, возникающие при лобовом резании и транспортировании грунта по горизонтальной поверхности, из
первого расчетного задания =224.5кН
4. Определение сопротивления перемещения:
GСЦ
- сцепной вес, GСЦ
=GБМ
1,22=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