Записать условия движения бульдозера без буксования

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*2503,5*0,8=205714 Н,
где N=250 кВт – эффективная мощность двигателя (таблица 5.7 МУ); v=3,5 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=49930*9,81*0,85=416341 Н,
где mб=49930 кг – масса бульдозера; g – ускорение свободного падения; φс=0,85 – коэффициент сцепления движителей с грунтом (таблица 5.2 МУ).
Сопротивление грунта резанию:
P1=kуд*F*106=0,12*0,264*106=31680 Н,
где kуд=0,12 МПа – удельное сопротивление грунта резанию для тяжелого суглинка, относящегося к III группе грунтов (таблица 5.4 МУ); F – площадь поперечного сечения срезаемой стружки.
F=B*h=4,8*0,055=0,264 м2,
где B=4,8 м – ширина отвала; h=0,055 м – глубина резания.
Сопротивление перемещению призмы волочения грунта перед отвалом бульдозера:
P2=Vпр*γ*μ1kр*103=5,702*1,9*1,021,3*103=8500 Н,
где Vпр – объем призмы волочения; γ=1,9 тм3 – плотность грунта (таблица 5.4 МУ); μ1=0,84…1,2 - коэффициент трения грунта о грунт (таблица 5.4 МУ); kр=1,3 - коэффициент разрыхления грунта (таблица 5.4 МУ).
Vпр=B*H22*kпр=4,8*1,3722*0,79=5,702 м3,
где H=1,37 м – высота отвала; kпр=0,79 - коэффициент, характеризующий грунт и геометрические размеры отвала при HB=1,374,8=0,285 (таблица 5.2 МУ).
Сопротивление перемещению грунта вверх по отвалу:
P3=Vпр*μ2*γkр*cos2α*103=5,702*0,6*1,91,3*cos245°*103=
=2500 Н,
где μ2=0,5…0,7 - 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=49930*9,81*0,065-0,02=
=22042 Н,
где f=0,06…0,07 - коэффициент сопротивления перемещению движителя (таблица 5.2 МУ); i=-0,02 рад – уклон местности.
Сопротивление, возникающее на площадке затупления:
P5=Pуд*B*∆=900*4,8*0,01=43 Н,
где Pуд=800…1000 Па - удельное сопротивление от затупления режущей кромки отвала, зависящее от ширины площадки затупления и группы грунта (таблица 5.5 МУ); ∆=0,01 м - ширина площадки затупления.
Сумма сопротивлений передвижению бульдозера:
Pi=P1+P2+P3+P4+P5=31680+8500+2500+22042+43=
=64765Н.
Проверяем, соблюдается ли условие движение бульдозера без буксования:
Pт=205714 Н>Pi=64765 Н;
Pсц=416341 Н>Pi=64765 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=1,14 - коэффициент, учитывающий влияние величины уклона на производительность, определенный интерполяционно по таблице 5.6 МУ; nч.р=8,2 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=7 м, lтр=40 м, lх.х=45 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=3,5 кмч; vтр=5 кмч; vх.х=8 кмч.
Тогда получаем:
Tц=3,6*73,5+405+458+2*45+11+2=173 с.
Пэ.см=3600173*1,3*5,702*0,77*1,14*8,2=657 м3смен.
Результаты проведенных расчетов сводим в таблицу 3.1.
Таблица 3.1
Параметры Численное значение
Сила тяги по сцеплению, Н 416341
Сила тяги, развиваемая двигателем, Н 205714
Общее сопротивление перемещению бульдозера, Н 64765
Сопротивление грунта резанию, Н 31680
Сопротивление перемещению призмы волочения перед отвалом, Н 8500
Сопротивление перемещению грунта вверх по отвалу, Н 2500
Сопротивление перекатыванию движителя бульдозера, Н 22042
Сопротивление, возникающее на площадке затупления, Н 43
Объем призмы волочения, м3 5,702
Заключение о возможности движения бульдозера без буксования возможно
Продолжительность цикла работы бульдозера, с 173
Принятые скорости по операциям рабочего цикла бульдозера, км/ч:
- при резании грунта 3,5
- при транспортировании грунта 5
- при холостом ходе 8
Эксплуатационная сменная производительность бульдозера, м3/смен 657