Рассчитайте основные параметры автогрейдера:
- тяговый баланс автогрейдера;
- эксплуатационную производительность автогрейдера.
Исходные данные:
- тип автогрейдера: тяжелый;
- масса автогрейдера: ma=20 т;
- ширина отвала: B0=4800 мм;
- высота отвала: H0=800 мм;
- колесная формула: 3×3×3;
- тип грунта: глина;
- длина участка: L=200 м.
Решение
Сцепной вес автогрейдера:
Gсц.а=ξ*ma*g=1,0*20000*9,81=196200 Н.
где ξ - коэффициент зависящий от колёсной формулы, для колёсной формулы 3х3х3 - ξ = 1,0; ma – масса автогрейдера; g - ускорение свободного падения, g = 9,8 м/с².
Сила тяги по сцеплению:
Tсц.а=Gсц.а*φсц.
Коэффициент сцепления колёс с грунтом принимается в зависимости от типа грунта, φсц = (0,4 ÷ 0,8). Для плотных грунтов большее значение, для мягких грунтов меньшее. Для глины принимаем φсц=0,75. Тогда:
Tсц.а=196200*0,75=147150 Н.
А) В процессе работы автогрейдера основным поворотным отвалом возникают следующие силы сопротивления:
Wi=W1+W2+W3+W4+W5+W6,
где W1 - сопротивление грунта резанию, Н; W2 - сопротивление волочению грунта перед отвалом, Н; W3 - сопротивление движению грунта вверх по отвалу, Н; W4 – сопротивление передвижению отвала по грунту, Н; W5 - сопротивление движению грунта вдоль отвала, Н; W6 - сопротивление движению автогрейдера, Н.
Сопротивление грунта резанию:
W1=kр*B0*h*sinφ,
где Во - ширина отвала, м; h - глубина резания грунта, м; kр - удельный коэффициент сопротивления грунта резанию, принимается в зависимости от типа грунта, kр = (0,02÷0,15) МПа, меньшее значение принимается для песка, большее для глины, принимаем kр=0,125 МПа; φ – угол захвата отвала, град, значения угла захвата принимается в соответствии с вариантом φ=70°.
Глубина резания определяется из уравнения свободного тягового усилия:
Gсц.а*φсц=Fс*kк,
где Fс - площадь сечения срезаемой стружки грунта, м²; kк - удельное сопротивление грунта копанию, которое учитывает не только резание, но и перемещение грунта как перед отвалом, так и вдоль отвала, принимается в зависимости от типа грунта kк = (0,05÷0,3) МПа, меньшее значение для песка, большее для глины, принимаем kк=0,25 МПа.
Так как
Fс=h*B0,
то получаем:
h=Gсц.а*φсцB0*kк=196200*0,754,8*0,25*106=0,123 м.
Следовательно:
W1=0,125*106*4,8*0,123*sin70°=69349 Н.
Сопротивление грунта перемещению перед отвалом:
W2=γ0*Vпр*μ1*g*sinφkразр,
где Vпр - объём грунта, находящегося перед отвалом, м³; γо - объёмная масса грунта, кг/м³, принимается в зависимости от грунта, γо= 1200÷2000 кг/м³, большие значения для глины, принимаем γ0=1750 кгм3; μ1 - коэффициент трения грунта о грунт, принимается в зависимости от типа грунта, μ1 =(0,5÷1,2), меньшие значения для глинистых грунтов, принимаем μ1=0,6; kразр - коэффициент разрыхления грунта, принимается kразр = (1,05÷1,45), большие значения для глины, принимаем kразр=1,4; φ – угол захвата отвала, град.
Объём грунта, находящегося перед отвалом:
Vпр=B0*H022*tgε=4,8*0,822*tg40°=1,831 м3,
где ε - угол естественного откоса грунта, принимается ε = (30º÷45º).
Таким образом:
W2=1750*1,831*0,6*9,81*sin70°1,4=12659 Н.
Сопротивление перемещению грунта вверх по отвалу:
W3=γ0*Vпр*μ2*g*cos2δ*sinφkразр=
=1750*1,831*0,8*9,81*cos240°*sin70°1,4=9905 Н.
где μ2 - коэффициент трения грунта о сталь, принимается μ2 = (0,35÷0,9), большие значения для липких грунтов, принимаем μ2=0,8; δ - угол резания грунта, принимается δ = (30º÷45º).
Сопротивление передвижению отвала по грунту:
W4=Pп*μ2=7500*0,8=6000 Н,
где Pп – усилие прижатия отвала к грунту, принимается Pп = (5000-10000) Н
.
Сопротивление грунта перемещению вдоль отвала:
W5=γ0*Vпр*μ1*μ2*g*cosφkразр=
=1750*1,831*0,6*0,8*9,81*cos70°1,4=3686 Н.
Сопротивление движению автогрейдера:
W6=Gсц.а*f+i=196200*0,1+0,015=22563 Н,
где f – коэффициент сопротивления движению автогрейдера, принимается f =(0,1 ÷ 0,2)
Задать вопрос
на новый заказ в Автор24.
