Размещено на http://allbest.ru

Размещено на http://allbest.ru

МИНИСТЕРСТВО НАУКИ И ВЫСШЕГО ОБРАЗОВАНИЯ

РОССИЙСКОЙ ФЕДЕРАЦИИ

ФЕДЕРАЛЬНОЕ ГОСУДАРСТВЕННОЕ БЮДЖЕТНОЕ

ОБРАЗОВАТЕЛЬНОЕ УЧРЕЖДЕНИЕ

ВЫСШЕГО ОБРАЗОВАНИЯ

«МАГНИТОГОРСКИЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ ТЕХНИЧЕСКИЙ УНИВЕРСИТЕТ ИМ. Г.И. НОСОВА»

Кафедра Горных машин и транспортно-технологических комплексов

КУРСОВОЙ ПРОЕКТ

РАСЧЕТНО-ПОЯСНИТЕЛЬНАЯ ЗАПИСКА

по дисциплине: Строительные и дорожные машины

на тему: Расчет и проектирование бульдозера

Магнитогорск, 2022



МИНИСТЕРСТВО НАУКИ И ВЫСШЕГО ОБРАЗОВАНИЯ

РОССИЙСКОЙ ФЕДЕРАЦИИ

ФЕДЕРАЛЬНОЕ ГОСУДАРСТВЕННОЕ БЮДЖЕТНОЕ ОБРАЗОВАТЕЛЬНОЕ УЧРЕЖДЕНИЕВЫСШЕГО ОБРАЗОВАНИЯ

«МАГНИТОГОРСКИЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ ТЕХНИЧЕСКИЙ УНИВЕРСИТЕТ ИМ. Г.И. НОСОВА»

Кафедра горных машин и транспортно-технологических комплексов

ЗАДАНИЕ НА КУРСОВОЙ ПРОЕКТ

Тема: Расчет и проектирование бульдозера

(вариант 10)________________

Студенту _________________

Исходные данные

Вариант	10
Марка базового трактора	Т-130
Тип бульдозера	с неповоротным отвалом
Категория грунта	I
Вид грунта	песок

Содержание курсового проекта

Введение

1. Выбор и расчет основных параметров бульдозера

2. Тяговый расчет

3. Гидравлический привод управления бульдозерным оборудованием

3.1. Силовые и кинематические параметры гидромеханического управления

3.2. Выбор схемы и механизмов управления

4. Производительность бульдозера

5. Определение внешних нагрузок

6. Устойчивость бульдозера

6.1. Продольная устойчивость бульдозера

6.2. Поперечная устойчивость бульдозера

Графическая часть проекта

1. Бульдозер. Чертеж общего вида- 1 лист ф. А1

2. Отвал. Сборочный чертеж - 1 лист ф. А1

3. Толкающие брусья. Сборочный чертеж - 1 лист ф. А1

4. Чертежи деталей - 1 лист ф. А1

Срок сдачи: «23» мая 2022 г

Руководитель: _______________________________________

Задание получил: ____________________________________ /./

Магнитогорск, 2022



Содержание

ВВЕДЕНИЕ

1. ВЫБОР И РАСЧЕТ ОСНОВНЫХ ПАРАМЕТРОВ БУЛЬДОЗЕРА

2. ТЯГОВЫЙ РАСЧЕТ

3. ГИДРАВЛИЧЕСКИЙ ПРИВОД УПРАВЛЕНИЯ БУЛЬДОЗЕРНЫМ ОБОРУДОВАНИЕМ

4. ПРОИЗВОДИТЕЛЬНОСТЬ БУЛЬДОЗЕРА

5. ОПРЕДЕЛЕНИЕ ВНЕШНИХ НАГРУЗОК

6. УСТОЙЧИВОСТЬ БУЛЬДОЗЕРА

6.1 Продольная устойчивость бульдозера

6.2 Поперечная устойчивость бульдозера

ЗАКЛЮЧЕНИЕ

СПИСОК ИСПОЛЬЗОВАННОЙ ЛИТЕРАТУРЫ



ВВЕДЕНИЕ

Целью данного курсового проекта является приобретение навыков в расчете и конструировании специфических узлов, главным образом рабочих органов машин для земляных работ, а также выработка умения применять теоретических материал при решении практических задач.

Сейчас разрабатывают бульдозеры для работ на более твердых грунтах. Разрабатывают бульдозеры с повышенной единичной мощностью машин и оборудования. Добиваются снижения материала и энергоемкости машин, повышения ресурса и надежности, а также применения новых материалов с лучшими физико-механическими свойствами и характеристиками; повышения требований к эргономике и технической эстетике машины на основе более полного учета физических и финансовых возможностей человека оператора; автоматизации систем управления, контроля, и обеспечения безопасности работы машины; повышения скоростей движения., что позволяет увеличить производительность; конструирования машин и оборудования из унифицированных блоков, что позволит сократить процесс создания машин и сократить время простоя ее в ремонте.

Все эти нововведения позволят увеличить темпы развития других отраслей народного хозяйства, сократить сроки строительства различных агротехнических сооружений.

параметры бульдозер тяговый гидравлический нагрузка устойчивость



1. ВЫБОР И РАСЧЕТ ОСНОВНЫХ ПАРАМЕТРОВ БУЛЬДОЗЕРА

Масса бульдозерного оборудования, т

Где 0,17…0,22-эмитрический коэффициент; принимается для отвалов неповоротных меньшее значение, а для поворотных-большее;-эксплуатационная масса трактора, т (прил.2).

Масса бульдозера Т-130=12720 кг

Сцепная сила тяжести, кН

Где -коэффициент, учитывающий долю от общей силы тяжести, приходящуюся на ведущие колеса принимается =1 при гусеничном и колесном движителе с колесной формулой 2х2 , а при двухосной базовой машине с одним ведущим мостом находится по статическому распределению нагрузки между мостами; g=9,81 м/с.

Тяговое усилие, обеспечиваемое сцепным весом бульдозера, кН

Где =(0,80…0,83)-для гусеничного движителя и =(0,70…0,73)-для колесного; -коэффициент сцепления (табл.1.1).

Тяговое усилие, обеспечиваемое двигателем бульдозера, кН

Где N-мощность двигателя, кВт; -к.п.д. трансмиссии механической - 0,83…0,86 и гидромеханической -0,73…0,76;-рабочая скорость перемещения бульдозера, км/ч, принимают в пределах 2,0…3,0 км/ч, при отсутствии данных скоростей у базовой машины, их следует уточнять по паспортной характеристике(прил. 2,3).

Должно выполняться неравенство , если оно не соблюдается, тогда рабочую скорость следует пересчитать по формуле

Таблица 1.1

Коэффициенты сопротивления передвижению f и сцепления гусеничного и колесного движителей [5]

Характеристика транспортного пути	Значение коэффициентов для движителей
	гусеничного	пневмоколесного
	f	?сц	f	?сц
Сухое асфальтобетонное покрытие	0,06	-	0,015	0,7
Наезженная грунтовая дорога, свежеобна- женная поверхность плотного грунта	0,06...0,07	0,9...1,1	0,03...0,05	0,8...0,6
Слежавшийся рыхлый грунт	0,08	0,6	0,12	0,5
Свежеразрыхленный или насыпной грунт	0,1...0,12	0,7	0,18	0,4
Песок: влажный сухой	0,1...0,12 0,15	0,5 0,4	0,16 0,2	0,4 0,3
Заболоченная поверх- ность грунта	0,15	0,3	0,25	0,1

Номинальная сила тяги Тн равна меньшей из сил TN и Т? . Среднее статическое давление на грунт, Па

где F - опорная поверхность движителя, ; для гусеничного F 2LB=22,475=12,27 , L - длина опорной поверхности гусеницы, м; Вг - ширина гусеницы, м (прил. 2); n - число колес с площадью отпечатка Fк на грунте каждого, ;

Центр давления или точка приложения равнодействующей нормальных реакций от горизонтальной поверхности грунта на гусеничный движитель определяется для трех случаев (рис.1.1):



Рис.1.1. Схемы к расчету координаты центра давления на грунт

а) бульдозер стоит с максимально поднятым отвалом;

б) срезает грунт с оптимальной толщиной стружки при максимальном объеме призмы волочения;

в) осуществляет транспортировку максимальной призмы волочения в траншее без попутного резания.

Координату положения центра давления по продольной оси машины можно найти из выражения (рис.1.1, а - в)

где , - силы тяжести трактора и бульдозерного оборудования, кН; - горизонтальная составляющая сопротивления грунта на отвале, кН, принимается = (0,6...0,8) ; - вертикальная составляющая этого сопротивления, кН, принимается tgV (рис.1.1, б); угол V = 17° при копании связного грунта и V = 0° при резании рыхлого грунта и перемещении призмы волочения в траншее [1, 2, 8]; , - плечи действия соответствующих сил относительно т. А (рис.1.1), м. Высоту приложения силы сопротивления на отвале следует принимать 0,17H при резании связных грунтов и 0,27H при резании и транспортировании несвязных грунтов [2, 6], где H - высота отвала, м, определяется по формуле (1.9).

Центр давления не должен выходить за пределы средней трети длины опорной части гусеницы, т.е.

Тогда максимальное давление на передней кромке опорной поверхности

и минимальное на задней кромке

При проектировании бульдозера на колесном движителе необходимо, как и для гусеничного трактора, определить реакции на передние и задние колеса из уравнений, составленных по схеме, приведенной на рис.1.1, г. Не допускается отрыв колес бульдозера от грунта, когда одна из реакций равна нулю. Длина отвала, м, или ширина захвата может быть найдена по эмпирической зависимости [6]

где ( - масса бульдозера, т. Значение величины B должно быть проверено по формуле

где - ширина ходовой части тягача с учетом размеров толкающих брусьев (толкающей рамы), м; = 0,07 - величина одностороннего перекрытия отвалом ширины Вт , м; ц - угол 3 захвата, град, принимается равным для неповоротного отвала 90°. Высота отвала бульдозера, м, определяется из выражения [6]

Высота козырька отвала 0,2H=0,224. Отвал с козырьком, поднятый в транспортное положение на требуемый угол въезда, не должен закрывать видимость пространства перед бульдозером. Основные параметры профиля отвалов (рис. 1.2) приведены в табл. 1.2.

Рис.1.2. Параметры отвала бульдозера

Таблица 1.2.

Параметры профиля отвалов бульдозеров общего назначения

Задний угол (рис. 1.2) для бульдозера с гидравлическим управлением отвала следует выбирать из условия

где - скорость опускания кромки ножа при заглублении отвала, м/с; принимается = 0,25...0,40 м/с; - скорость рабочего перемещения бульдозера; принимается по характеристике машины на 1-й передаче [6, 8].

Высоты подъема (рис. 1.3, а) и опускания неповоротного отвала выбираются такими, чтобы углы въезда и спуска машины на гусеничном ходу относительно ее опорной поверхности составляли не менее 20°. Угол откладывается ниже опорной поверхности от пересечения ее с линией действия силы .

Рис.1.3. Схемы установки отвала бульдозера

Значения () и () определяют ход поршня гидроцилиндров управления отвалом. На бульдозерах малой и средней мощности

H_п = (0,7...0,8)·Н = 0,84

H_о= 0,3·Н = 0,336

Для гусеничного бульдозера величина может быть назначена в соответствии с классом базового трактора [6, 8]. Бульдозерное оборудование может быть оснащено гидроцилиндрами для изменения угла резания на 10 градусов (рис. 1.3, б). Бульдозеры класса 100 кН и выше, как правило, оснащаются гидрораскосами для поперечного перекоса отвала на угол зарезания (рис. 1.3, г).



2. ТЯГОВЫЙ РАСЧЕТ

Осуществляется для оценки возможностей бульдозера по выполнению работ различными способами:

а) лобовым толканием грунта при попутном его резании для восполнения потерь объема призмы волочения в боковых валиках;

б) перемещением грунта в траншее;

в) копанием грунта стружкой максимальной толщины для быстрого формирования призмы волочения;

г) копанием грунта с боковым его перемещением поворотным отвалом и т.д.

Тяговым расчетом осуществляется проверка соблюдения условия нормальной работы землеройно-транспортной машины, когда общее сопротивление перемещению бульдозера при копании грунта Wо должно быть чуть меньше тягового усилия трактора на выбранной скорости перемещения Vр, принимаемого по паспортной характеристике или рассчитанного по зависимости (1.4). Величина также должна быть несколько меньше номинальной силы тяги по сцеплению Т , т.е.

Составляющими силы Wо в процессе копания являются сопротивления резанию грунта Wp , перемещению призмы волочения Wпр , стружки грунта вверх по отвалу Wв и вдоль поворотного отвала Wво , движению бульдозера Wдв в гору (под уклон).

Сопротивление резанию грунта, кН, при любом виде отвала

где В - длина отвала, м; - угол захвата отвала, град; принимается 90° для неповоротного; К - удельное сопротивление резанию, МПа, при = 45° (табл. 2.1). K - коэффициент, учитывающий влияние угла резания (табл. 2.2); h - глубина резания, м, определяется по формулам (2.8) - (2.11); Ks - коэффициент влияния затупления ножа на сопротивление резанию при ширине площадки износа (предварительного затупления) по задней грани S, м (рис. 1.2), принимается для острого ножа S 0,005 м , для изношенного - S 0,015 м .

Сопротивление перемещению призмы волочения, кН,

где - сила тяжести призмы волочения, кН;

- объем призмы волочения в плотном теле грунта, м3 ; g = 9,81 м/ ; Кр - коэффициент разрыхления грунта (табл. 2.3); п - угол уклона поверхности дороги 15° ...20° ; г г - плотность грунта в естественном состоянии, кг/м3 (табл. 2.3); - угол естественного откоса грунта (табл. 2.3); в tg- коэффициент трения грунта о сталь (табл. 2.3); tg- коэффициент трения грунта о грунт.



Таблица 2.1

Основные показатели характеристик грунтов различных категорий

Таблица 2.2

Значения коэффициента K влияния угла резания на силу резания

Таблица 2.3

Основные показатели характеристик различных видов грунтов

Сопротивление перемещению грунта вверх по отвалу, кН,

где - угол резания (табл. 1.2)

Сопротивление перемещению грунта вдоль отвала, кН,.

Сопротивление движению бульдозера, кН,

где - сила тяжести бульдозера, ; f - коэффициент сопротивления перемещению (табл. 1.1); - угол, подъема (+) или спуска (-).

Таким образом, общее сопротивление перемещению бульдозера при копании любым отвалом

Расчет величины по (2.7) проводится для двух расчетных положений:

1). начало копания острым ( S 0,005м ) и изношенным ( S 0,015м ) ножами при Vпр 0 , 0 и 15...20

2). конец копания (Vпрmax ) острым и изношенным ножами при 0 и 15...20 .

По первому расчетному условию определяется максимальная глубина резания грунта острым ножом

и изношенным ножами

По второму расчетному условию определяется минимальная глубина резания острым ножом

и изношенным ножом

Где ; - плотность грунта в рыхлом состоянии, кг/м3 . Полученные из уравнений (2.10), (2.11) значения не должны быть меньше толщины стружки попутного резания для возмещения потерь грунта в боковые валики в процессе перемещения призмы волочения при бестраншейном способе работы

Изношенным ножом

По второму расчетному условию определяется минимальная глубина резания острым ножом

и изношенным ножом

Полученные из уравнений значения не должны быть меньше толщины стружки попутного резания для возмещения потерь грунта в боковые валики в процессе перемещения призмы волочения при бестраншейном способе работы

где K_B0.029, для связных

Для бульдозера с поворотным отвалом расчеты следует провести при и , а также при , для первого расчетного положения и при толкании грунта при h = 0.



3. ГИДРАВЛИЧЕСКИЙ ПРИВОД УПРАВЛЕНИЯ БУЛЬДОЗЕРНЫМ ОБОРУДОВАНИЕМ

Исходными данными при проектировании гидропривода бульдозера являются максимальное усилие, развиваемое гидроцилиндрами P_цз(в), длина хода S_п и скорость перемещения поршня V_п, номинальное рабочее давление жидкость в системе p

3.1 Силовые и кинематические параметры гидромеханического управления

Сила P_цз, кН, развиваемая гидроцилиндрами при заглублении отвала, определяется из условия статического равновесия машины относительно задней кромки опорной поверхности гусениц (т. О, рис. 3.1), т.е.

Где G_T и G_P - силы тяжести соответственно трактора и рабочего оборудования, кН

Сила , кН развиваемая гидроцилиндрами при заглублении отвала, должна обеспечивать преодоление ножом отвала несущей способности грунта

Рис. 3.1. Схема к расчету силы заглубления отвала

Значение , кН, можно найти из уравнения моментов относительно т. О₁ (рис. 3.1)

где К₁ - показатель несущей способности грунта; (500...600 кПа)

S - ширина площадки износа ножа (рис.1.2); (0,01...0,015 м)

В - длина отвала, м

- плечи действия соответствующих сил, м (рис. 3.1).

Сила, развиваемая гидроцилиндрами при выглублении отвала (кН), определяется из условия вывешивания трактора относительно передней кромки гусениц, т. О₁ (рис. 3.2, а),

Рис. 3.2. Схемы к расчету силы в гидроцилиндре при выглублении отвала

Силу, развиваемую в процессе выглубления отвала при нормальных условиях копания грунта, можно определяем из уравнения моментов относительно оси упряжного шарнира, т. O₁ (рис.3.2, б)

где

При расчете сил, развиваемых гидроцилиндрами во время заглубления и выглубления отвала, следует соблюдать условия

Скорости подъема и опускания отвала бульдозера представляют собой вертикальные составляющие от скорости перемещения режущей кромки ножа. При определении параметров подъемных гидроцилиндров рекомендуется принимать скорость подъёма отвала V_п = 0.4 м/с, а опускания V_оп = 1 м/с.

Выбранную скорость опускания отвала необходимо проверить по минимальной скорости заглубления отвала, м/с

где г = 20?...25? - задний угол резания отвала

V_б1 = 0,694...0,833 м/с - скорость перемещения бульдозера на 1 передаче.

Тогда скорость движения поршня гидроцилиндра

где - продолжительность опускания/подъёма отвала, с.

S_п - ход поршня гидроцилиндра, м.

Н_о, Н_п - высоты опускания и подъема отвала относительно дневной поверхности грунта, м.

Принимаю скорость движения гидроцилиндра равной 0.4 м²/с

Ход поршня, в соответствии с рис. 3.3, составит

где угол поворота толкающих брусьев

Скорости движения поршня относительно корпуса цилиндра следует сравнить с рекомендуемыми значениями 0,3...0,5 м/с (ГОСТ 22-1417-79).

Рис. 3.3. Схемы к определению параметров механизма заглубления (а) и перекоса отвала (б)

В зависимости от конструктивной схемы бульдозера могут быть установлены гидроцилиндры перекоса отвала, изменения угла захвата поворотного отвала и изменения угла резания.

Сила P_цп, развиваемая цилиндром гидрораскоса, должна быть достаточной для поворота машины вокруг продольной наружной кромки гусеницы при упоре краем отвала в жесткое препятствие (рис. 3.3, б), имеющее опорную реакцию R_v

При наличии механизма изменения угла резания (рис. 3.4) расчет силы, развиваемой гидроцилиндрами, осуществляется: 1) при уменьшении угла резания (рис. 3.4, а), когда преодолевается горизонтальная R_г и вертикальная R_в составляющие силы сопротивления копанию

Рис. 3.4. Схемы к расчету силы для изменения угла резания :

а) при уменьшении; б) при увеличении

где

2) при увеличении угла резания (рис.3.4, б), когда сила, развиваемая гидроцилиндрами, должна быть достаточной для вывешивания бульдозера относительно задней кромки гусениц при упоре ножа отвала в препятствие

3.2 Выбор схемы и механизмов управления

После определения исходных данных разрабатывается принципиальная схема гидропривода с указанием расположения всех элементов системы (гидроцилиндров, насосов, распределителей предохранительных клапанов, бака, фильтров и др.) Количество исполнительных цилиндров принимается с учетом действующих на них усилий и возможности унификации конструктивных элементов.

Внутренний диаметр гидроцилиндра, м, определяется по максимальной действующей силе , МН, числу гидроцилиндров n и расчетному давлению жидкости в системе , МПа, в процессе выдвижения штока по выражению

а при втягивании штока с диаметром , м

Для предварительных расчетов с учетом гидравлических потерь от насоса до цилиндра расчетное значение давления можно принимать 0,85...0,9 р

Принятые значения диаметров гидроцилиндра и его штока ( х ) округляются до рекомендуемых размеров [6, 13]: 40х(18 или 25); 50х(22 или 32); 63х(28 или 40); 80х(36 или 50); 100х(45 или 63); 110х(50, 70 или 80); 125х(56, 80 или 90); 140х(63, 90 или 110); 160х(70, 100 или 110); 180х(80, 110 или 125); 200х(90 или 125); 220х(100 или 140); 250х(110 или 160).

Выбираю гидроцилиндр КГЦ618.80-63-760

Рис.3.4 - схема гидроцилиндр КГЦ 618.80-63-760

Производительность (подача) насоса , м3 /с, должна обеспечивать требуемую скорость перемещения штока. Для одновременной работы гидроцилиндров с учетом потерь жидкости за счет утечек, принимаемых в пределах 3...8 % от общего расхода, производительность насоса

Тип и количество насосов, устанавливаемых на бульдозере, принимается по значениям и р. При несоответствии частот вращения вала отбора мощности трактора с минимальной частотой вращения выбранного насоса рассчитываются параметры промежуточного редуктора.

Внутренние диаметры трубопроводов выбираются из расчета обеспечения средней скорости рабочей жидкости до 1,5 м/с во всасывающем и 3...5 м/с в нагнетательном трубопроводах. Расчетный диаметр округляется до ближайшего большего.

Рекомендуются [6, 13] внутренние диаметры трубопроводов, мм: 2, 3, 4, 6, 8, 10, 13, 15, 20, 25, 32.



4. ПРОИЗВОДИТЕЛЬНОСТЬ БУЛЬДОЗЕРА

Техническая производительность бульдозера, м³/ч, при резании и перемещении грунта

Где К_с (1-0,005S_п) - коэффициент сохранения грунта на расстояния перемещения S_п =40, м;

К_к - коэффициент, учитывающий квалификацию машиниста; принимают [2, 8] при высшей квалификации К_к 1, при средней - 0,85, при низшей - 0,65;

К_п(у) - коэффициент, учитывающий влияние на производительность подъема (уклона) местности, принимают [8] по табл. 4.1.

Таблица 4.1

Коэффициент влияния отклонения рабочей поверхности от горизонтали на производительность бульдозера

Если неизвестны размеры рабочего оборудования, то объем призмы волочения, м³ , можно определить [11]

где K_пр - коэффициент объема призмы; принимается [8] для гусеничного трактора массой m_т

при 10...20 т - 0,38...0,31,

K_о - коэффициент, учитывающий форму отвала и способ разработки; принимается К_о для прямого и универсального отвала равным 1, для полусферического - 1,05, сферического - 1,15, а при траншейной разработке для всех отвалов К_о = 1,2; K_кп S_к / S_п 1; - средняя длина копания, м; S_п - длина набора полной призмы, м.

При траншейной разработке грунта с отсыпкой в кавальер длину S_к принимают равной 0,5...0,7 от длины траншеи. В других случаях средняя длина копания принимается равной длине рабочего хода. Если технология работы неизвестна, то принимают S_к = 10…50 м. Длина S_п зависит от массы трактора, вида и плотности грунта (табл. 4.2).

Продолжительность цикла, с,

где S_p , S_x - длины рабочего и холостого ходов, м, если они неизвестны, то их в расчетах принимают равными 15...70 м; V_p - рабочая скорость, км/ч; V_x - скорость холостого хода, км/ч, принимают равной не более 11 км/ч для машины с механической трансмиссией и не более 9 км/ч с гидромеханической; t_o - суммарное время остановок трактора для переключения передач и маневра отвала, с, для механической трансмиссии с t_o 4...10 , для гидромеханической - t_o 3c ; t_п - продолжительность разворота бульдозера в конце участка, при продольно-поворотном способе копания принимают равным 10 с.

Таблица 4.2

Длина, м, набора полной призмы грунта

Производительность, м²/ч, бульдозера при планировочных работах

где S - длина планируемого участка, м; n - число проходов по одному месту; 0,5 - величина перекрытия проходов, м



5. ОПРЕДЕЛЕНИЕ ВНЕШНИХ НАГРУЗОК

Элементы бульдозерного оборудования в процессе работы подвергаются случайным нагрузкам. При этом расчетные положения должны соответствовать максимально возможным напряжениям в металлоконструкции, и наиболее неблагоприятному сочетанию активных сил, действующих на отвал бульдозера. Эти нагрузки возникают редко, но металлоконструкции бульдозерного оборудования должны их воспринимать без возникновения пластических деформаций. Для расчета бульдозерного оборудования используется пять расчетных положений (рис. 5.1).

Эти нагрузки возникают редко, но металлоконструкции бульдозерного оборудования должны их воспринимать без возникновения пластических деформаций.

Для расчета бульдозерного оборудования используется пять расчетных положений (рис. 5.1).

I расчетное положение. При движении бульдозера по горизонтальной поверхности и механизме подъема в положении «закрыто» происходит внезапный упор в препятствие средней точкой отвала (рис. 5.1, а). На кромку отвала в т. О действует сила (кН)

где - максимальная сила тяги по сцеплению (кН) при _сц 0,9...0,95

- динамическое усилие, кН;

- сила тяжести бульдозера, кН;

- скорость бульдозера при встрече с препятствием, м/с;

g =9,8 м/с;

приведенная жесткость системы навесного оборудования и препятствия ;- жесткость металлоконструкции бульдозерного оборудования (кН/м) при коэффициенте жесткости и массе базовой машины , кг

При определении жесткости препятствия с₂ рассматривают два случая:

1. Нормальный режим работы бульдозера.

При этом деформациями металлоконструкций пренебрегают. Поэтому жесткость препятствия с₂ складывается из интенсивности нарастания сопротивления резанию с_р и интенсивности нарастания сопротивления от увеличения призмы волочения с_н:

Где

здесь - коэффициент, учитывающий влияние рода грунта и конструкции ходовых частей бульдозера на наклон траектории внедрения рабочего органа (табл. 2.1);

К - удельное сопротивление резанию, МПа;

- коэффициент, учитывающий влияние угла резания;

и - скорости соответственно заглубления отвала и перемещения бульдозера, м/с

Рис.5.1.- Схемы к определению внешних нагрузок

2. Встреча отвалом непреодолимого препятствия. Жесткость препятствия с₂, кН/м, принимается по экспериментальным данным

массив мерзлого грунта -2500;

сосновая свая диаметром 700 мм - 9300;

II расчетное положение. При движении бульдозера по горизонтальной поверхности осуществляется заглубление отвала. Трактор вывешивается на средней точке отвала и задней кромке гусениц, (т. А, рис. 5.1, б).

Определяются приложенные в т. О (рис. 5.1, б) к режущей кромке ножа вертикальное усилие

и горизонтальное усилие

III расчетное положение. При движении бульдозера по горизонтальной поверхности и одновременном заглублении отвала трактор вывешивается на крайней его точке О и задней кромке гусениц (т. А, рис. 5.1, б).

Кроме вертикальной и горизонтальной сил, определяемых как для расчетного положения II, на нож действует боковая сила, кН

IV расчетное положение. При движении бульдозера по горизонтальной поверхности и одновременном выглублении отвала трактор вывешивается на его средней точке и передней кромке гусениц (т. Б, рис. 5.1, в)

На отвал в средней точке действует вертикальная сила, кН

и горизонтальное усилие

Если сила тяги по сцеплению больше максимальной силы тяги по мощности на первой передаче , то следует принимать

V расчетное положение. При движении бульдозера по горизонтальной поверхности в процессе выглубления отвала трактор вывешивается на крайней точке отвала (т. О`, рис. 5.1, в) и передней кромки гусениц (т. В, рис. 5.1, в). Кроме вертикального и горизонтального усилий, сосредоточенных в т. О и определяемых как для положения IV, на нож будет действовать боковая сила, кН

Если окажется, что , то следует принять

где 0,65...0,7 - коэффициент бокового сдвига



6. УСТОЙЧИВОСТЬ БУЛЬДОЗЕРА

6.1 Продольная устойчивость бульдозера

Определяется для следующих расчетных положений: 1. Бульдозер движется под уклон, гидроцилиндры заперты, встреча с непреодолимым препятствием (рис. 6.1, а). При этом возможно опрокидывание относительно режущей кромки отвала:

а) если угол спуска (град) будет больше чем

где

- высота центра тяжести бульдозера, м.

б) если скорость движения (м/с) под уклон п превысит расчетное значение

где g = 9,81 м/с2 ; 1,2 - запас устойчивости бульдозера.

Рис.6.1.- Схемы к определению устойчивости бульдозера

2. При движении под уклон с одновременным торможением возможно опрокидывание относительно т. О (рис. 6.1, б). Граничным условием является равенство между абсциссой и ординатой центра тяжести машины относительно т. О с учетом сцепления с грунтом:

. Поэтому возможен вариант, когда , при этом будет опрокидывание бульдозера относительно т. О (рис. 6.1, б) и предельный угол по опрокидыванию с запасом устойчивости 1,2 составит

Либо возможен случай, когда , тогда опрокидывания относительно т. О не будет, но возможно сползание бульдозера по наклонной поверхности при коэффициенте сцепления с поверхностью меньшим следующего значения:

3. Сцепные свойства ходового оборудования в заданных грунтовых условиях проверяются по предельным углам:

а). Сползания машины при движении под уклон и при запасе продольной устойчивости 1,2 для гусеничных машин и колесных со всеми тормозными колесами:

с передними тормозными колесами

с задними тормозными колесами

где L - база машины, м; f - коэффициент сопротивления перекатыванию колес.

б). При движении на подъем по условию опрокидывания назад

в). Сползания машины при движении на подъем для ходового оборудования гусеничного и колесного со всеми ведущими колесами

с передними ведущими колесами

и с задними ведущими колесами

4. По предельному углу подъема при 100% использовании мощности двигателя

6.2 Поперечная устойчивость бульдозера

Поперечная устойчивость бульдозера проверяется по условию: - опрокидывания на наклонной поверхности относительно внешнего ребра гусеницы, оценивается углом (рис. 6.1, в)

где - эксцентриситет силы тяжести относительно вертикальной оси машины (рис. 6.1, г);

- поперечного сползания машины, т.е. по условию сцепления движителя с поверхностью дороги. Характеризуется углом

- устойчивости в повороте, при этом предельная скорость движения машины с запасом устойчивости 1,2 составит

- по условию сцепления движителя

- радиус закругления дороги, м.

ЗАКЛЮЧЕНИЕ

При работе над курсовым проектом были приобретены навыки в расчете и конструировании специфических узлов, главным образом рабочих органов машин для земляных работ, а также выработка умения применять теоретических материал при решении практических задач

Спроектированы и проведены необходимые расчёты для бульдозера на базе Т-130, а так же отдельных его элементов.

Размещено на Allbest.ru