Записать условия движения бульдозера без буксования рассчитать силу тяги

Необходимо проверить условие движения бульдозера без буксования:
Pт>Pi; Pсц>Pi,
где Pт – тяговое усилие, развиваемое двигателем трактора; Pсц – сила тяги по сцеплению бульдозера; Pi – сумма сопротивлений передвижению бульдозера, возникающих в случае лобового резания и транспортирования грунта отвалом бульдозера по горизонтальной поверхности.
Тяговое усилие, развиваемое двигателем трактора:
Pт=3600*Nv*η=3600*1183,7*0,8=91849 Н,
где N=118 кВт – эффективная мощность двигателя (таблица 5.7 МУ); v=3,7 кмч – скорость машины на низшей передаче (таблица 5.7 МУ); η=0,75…0,85 – КПД привода машины.
Сила тяги по сцеплению:
Pсц=Gсц*φс=mб*g*φс=17855*9,81*0,6=105095 Н,
где mб=17855 кг – масса бульдозера; g – ускорение свободного падения; φс=0,6 – коэффициент сцепления движителей с грунтом (таблица 5.2 МУ).
Сопротивление грунта резанию:
P1=kуд*F*106=0,12*0,25125*106=30150 Н,
где kуд=0,12 МПа – удельное сопротивление грунта резанию для сухого грунта, относящегося к III группе грунтов (таблица 5.4 МУ); F – площадь поперечного сечения срезаемой стружки.
F=B*h=3,35*0,075=0,25125 м2,
где B=3,35 м – ширина отвала; h=0,075 м – глубина резания.
Сопротивление перемещению призмы волочения грунта перед отвалом бульдозера:
P2=Vпр*γ*μ1kр*103=2,454*1,3*0,61,1*103=1740 Н,
где Vпр – объем призмы волочения; γ=1,3 тм3 – плотность грунта (таблица 5.4 МУ); μ1=0,53…0,70 - коэффициент трения грунта о грунт (таблица 5.4 МУ); kр=1,1 - коэффициент разрыхления грунта (таблица 5.4 МУ).
Vпр=B*H22*kпр=3,35*1,3822*1,3=2,454 м3,
где H=1,38 м – высота отвала; kпр=1,3 - коэффициент, характеризующий грунт и геометрические размеры отвала при HB=1,383,35=0,41 (таблица 5.2 МУ).
Сопротивление перемещению грунта вверх по отвалу:
P3=Vпр*μ2*γkр*cos2α*103=2,454*0,36*1,31,1*cos245°*103=
=522 Н,
где μ2=0,30…0,42 - коэффициент трения грунта о поверхность отвала (таблица 5.4 МУ); α=35…50° - угол резания.
Сопротивление передвижению трактора:
P4=Gб*f±i=mб*g*f±i=17855*9,81*0,11+0,05=
=28 025 Н,
где f=0,10…0,12 - коэффициент сопротивления перемещению движителя (таблица 5.2 МУ); i=+0,05 рад – уклон местности.
Сопротивление, возникающее на площадке затупления:
P5=Pуд*B*∆=500*3,35*0,005=9 Н,
где Pуд=400…550 Па - удельное сопротивление от затупления режущей кромки отвала, зависящее от ширины площадки затупления и группы грунта (таблица 5.5 МУ); ∆=0,005 м - ширина площадки затупления.
Сумма сопротивлений передвижению бульдозера:
Pi=P1+P2+P3+P4+P5=30150+1740+522+28025+9=
=60446 Н.
Проверяем, соблюдается ли условие движение бульдозера без буксования:
Pт=91849 Н>Pi=60446 Н;
Pсц=105095 Н>Pi=60446 Н.
Условие соблюдается.
Эксплуатационная сменна производительность бульдозера:
Пэ.см=3600Tц*kр*Vпр*kэ*kу*nч.р,
где Tц – время цикла работы бульдозера; kэ=0,75…0,8 – коэффициент эксплуатационных потерь времени при работе бульдозера; kу=0,67 - коэффициент, учитывающий влияние величины уклона на производительность, определенный интерполяционно по таблице 5.6 МУ; nч.р=8 ч – количество часов работы бульдозера в смену.
Продолжительность рабочего цикла бульдозера:
Tц=3,6*lрvр+lтрvтр+lх.хvх.х+2*tп.п+tпов+tо,
где lр=9 м, lтр=40 м, lх.х=50 м – соответственно пути резания, транспортирования и холостого хода; vр, vтр, vх.х – соответственно скорости движения бульдозера при резании, перемещении (транспортировании) грунта и холостого (обратного) хода; tп.п=40…50 с – время, затрачиваемое на переключение передач машинистом бульдозера; tпов=10…12 с – время, затрачиваемое на повороты; tо=1…2 с – время, затрачиваемое на опускание отвала.
Рекомендуемые скорости по операциям рабочего цикла составляют:
- при резании vр=2,5…5,0 кмч;
- при транспортировании vтр=2,5…5,0 кмч;
- при холостом ходе vх.х=5,8…8,0 кмч.
По данным таблицы 6.22 МУ для заданной модели трактора выбираем конкретные значения этих скоростей:
vр=3,7 кмч; vтр=4,4 кмч; vх.х=7,44 кмч.
Тогда получаем:
Tц=3,6*93,7+404,4+507,44+2*45+11+2=248 с.
Пэ.см=3600248*1,1*2,454*0,77*0,67*8=133,7 м3смен.
Результаты проведенных расчетов сводим в таблицу 3.1.
Таблица 3.1
Параметры Численное значение
Сила тяги по сцеплению, Н 105095
Сила тяги, развиваемая двигателем, Н 91849
Общее сопротивление перемещению бульдозера, Н 60446
Сопротивление грунта резанию, Н 30150
Сопротивление перемещению призмы волочения перед отвалом, Н 1740
Сопротивление перемещению грунта вверх по отвалу, Н 522
Сопротивление перекатыванию движителя бульдозера, Н 28025
Сопротивление, возникающее на площадке затупления, Н 9
Объем призмы волочения, м3 2,454
Заключение о возможности движения бульдозера без буксования возможно
Продолжительность цикла работы бульдозера, с 248
Принятые скорости по операциям рабочего цикла бульдозера, км/ч:
- при резании грунта 3,7
- при транспортировании грунта 4,4
- при холостом ходе 7,44
Эксплуатационная сменная производительность бульдозера, м3/смен 133,7