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 N_дв =240 кВт.;

Скорость передвижения вперед V_вп =2,5 км/ч;

Скорость передвижения назад V_наз =5 км/ч;

Ширина отвала В=4730 мм;

Высота отвала H=1750 мм;

Длина перемещения L_пер =70 м;

Грунт-глина;

Плотность грунта =1600 кг/м³ ;

Коэффициент разрыхленности К_разр =1,3;

1. Определение тягового усилия по мощности двигателя:

Т_сц Т_N

T_N -тяговое усилие при заданной скорости:

T_N =, кН;

где: = КПД = 0,8, U - скорость перемещения машины, м/с

T_N =, кН;

2. Определение силы тяги по сцеплению:

Т_сц =G_сц , кН;

где: G_сц -сцепной вес бульдозера

j_сц -коэффициент сцепления j_сц =0,9

G_сц =G_б.м +G_р.о = (7700+25000) *9,8=320,5 кН;

Т_сц =320,50,9=288,45 кН;

Т_сц > T_N >

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=0,09h_отв =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 a_р m₁ ;

где: m₁ - сопротивление грунта по отвалу m₁ =0,9

a_р -угол резания a_р =55^о

W₃ =0,51.75² 4,731600cos² 550,99,8=33,7 кН.

г) Сопротивление трения ножа отвала о грунт.

P_зат - удельное сопротивление от затупления, зависящее от ширины площадки и категории грунта

W₄ = P_зат B,

W₄ =1000*4,73=4,7 кН

д) W₅ =G_бул 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

Т_сц > T_N >

288,45 >246,8>224,5 кН

Условие тягового расчета выполняется.

4. Определение запаса тягового усилия по сцепному весу

Т^’ _сц =Т_сц - (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 =Т_N - (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^’’ = Т_N - (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:

V_пр =0,5*Н² *В / tgφ=l₁ *В*h_ср

l₁ - длина участка набора грунта

l₁ =0,5*Н² / tgφ* h_ср =0,5*1,75² /1*0,23=3,8м

V_пр =3,8*4,73*0,23=4,2 м³

5. Выбираем скорости движения на участках:

V_н = 2.5 км/ч - при наборе, V_тр =4,5 км/ч - при транспортировании

V_зад = 7 км/ч - при движении задним ходом

6. Определение продолжительности цикла:

T_ц =t₁ + t₂ + t₃ + t₄

а) продолжительность набора грунта

t₁ =3,6*l_1/ V_н =3,6*3,8 /2.5=5,4 с

б) время транспортировки

t₂ =3,6*l_тр / V_тр =3,6*70 /4.5=56 с

в) время движения задним ходом

t₃ =3,6* (l₁ +l_тр ) / V_зад =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

t_ц =5,4+56+38+30=129,4 с

7. Определение числа циклов за час работы:

n=3600 / t_н = 3600 / 129,4=27,8 ≈28 цикла

8. Определение технической производительности бульдозера:

П_Т = (0,5*Н² *В / tgφ) *ψ*n*К_кв * (1/К_р )

Ψ - коэффициент потерь грунта на боковые валки, Ψ = 0,75

К_р - коэффициент разрыхления грунта, К_р =1,3

П_Т = (0,5*1.75² *4.73/1) *0,75*28*0.9* (1/1,3) =105,3 м³ /ч

9. Эксплутационная производительность:

П_Э = П_Т *К_В *К_КВ

К_В - коэффициент использования машины по времени, К_В =0,85

К_КВ - коэффициент учитывающий квалификацию, К_КВ =0,9

П_Э =105,3*0,85*0,9=80,5 м³ /ч

Задание 2. Тема: "Определение усилия и производительности рыхлителя"

Исходные данные:

Заглубление h_р =0,8 м;

Глубина промерзания h_пром =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: С_уд -количество ударов ударника ДОРНИИ С_уд =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, h_р - глубина рыхления h_р =0,8м, в_р - ширина рыхления в_р = zh_р =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 эксплуатационной производительности.

м³ /смен

Где: К_в - 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

К_р - 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 h_стр =0,35 м;

Масса скрепера m=17000 кг;

Вместимость ковша q=15 м³ ;

Расстояние перемещения грунта L_перем =500 м;

i=0,04; 1960 кг/м³ ;

грунт-плотный суглинок;

Расстояние разгрузки L_разгр = 10м

Мощность двигателя N_дв =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

j_сц - коэффициент сцепления j_сц =0,9

G_сц - сцепной вес

G_сц =G_{б.м. сц} +G_{скр сц}

G_{б.м. сц} - сцепной вес базовой машины равен 173,1 кН

G_{скр сц} - сцепной вес скрепера

G_{скр сц} =mg=170009.8=166,6 кН

G_сц =166,6+320,5=487,1 кН

кН

суммарное сопротивление

=W₁ +W₂ +W₃ +W₄ +W_5, 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 = (G_скр +G_гр ) (f)

где: f-коэффициент сопротивления качения f=0,2

G_скр - вес скрепера, кН

G_гр - вес грунта в ковше, кН

К_р = коэффициент разрыхления грунта в ковше скрепера равен 1,3

G_гр =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

К_В - коэффициент использования рабочего времени 0,85

К_Р - коэффициент рыхления 1,3

К_Н - коэффициент наполнения 0,8

Т_Ц - 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

t_доп -время на подъем и опускание ковша, переключение скоростей

t_доп = 30 с.

Определим длину пути, заполнения ковша скрепера

l₁ = м

где: К_П - коэффициент, учитывающий потери грунта при образовании призмы волочения и боковых валиков К_П =1,3

l₁ = м

с

м³ /ч

Задание 4. Тема: "Перерасчет показателей бульдозера по формуле Зеленина"

Исходные данные:

Натуральные размеры:

В_Н =4.73м; H_Н =1,75м;

Размеры модели:

В_М =0,8 м; H_М =0,4 м;

h_М =5 см; С_М =1;

=55^о ; 1600 кг/м³ ;

0.7;

1. Определим масштаб:

К_С = - по высоте

К_С = - по ширине

Средний масштаб К_С =5

2. Перерасчет натуральных параметров:

3.

H_Н = К_С H_М =50,4=2м

В_Н = К_С В_М =50,8=4м

С= К_С С_М =51=5

h_стр = К_С h_М =55=25 см = 0,25 м

h_М - толщина стружки создаваемая отвалом модели

Суммарное усилие

а) в пересчете

В-ширина отвала равна 4 м, угол резания равен 55^о , К_СЖ - коэффициент сжатия равен 0,02303 н/м²

V_ПР - объем призмы V_ПР = м³

К_ПР - 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:

G_СЦ - сцепной вес, G_СЦ =G_БМ 1,22=2450001,22=298.9 кН

f - коэффициент сопротивления качению равен 0,06

кН

5. Определение мощности на процесс копания:

кВт

N_ДВ - мощность двигателя, N_дв =240кВт

Мощность по сцеплению

коэффициент сцепления равен 0,9

кВт

N_СЦ > N_ДВ > N

330> 240> 122