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_сцТ_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

_сц-коэффициент сцепления _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=0,5g₂sin;

где: ₂ - сопротивление грунта по грунту. ₂=0,6

- угол естественного откоса грунта =45°.

W₂=0,516009,80,60.81=55,2 кН;

в) Сопротивление перемещения призмы вверх по отвалу

W₃=0,5ВН²gcos²_р1;

где: ₁ - сопротивление грунта по отвалу ₁=0,9

_р-угол резания _р=55^о

W₃=0,51.75²4,731600cos²550,99,8=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_затB,

W₄=1000*4,73=4,7 кН

д) W₅=G_булf

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 / tg ц=l₁*В*h_ср

l₁ - длина участка набора грунта

l₁ =0,5*Н²/ tg ц* 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 / tg ц) *ш*n*К_кв* (1/К_р)

Ш - коэффициент потерь грунта на боковые валки, Ш = 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=0,8 м, 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

_сц - коэффициент сцепления _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=ybH²g кН

где: ₂ - сопротивление грунта по грунту. ₂=0,5, y=0,5; , H-высота слоя грунта в ковше равна 1,5 м, плотность грунта равна 2000 кг/м³

W₂=0,53,042,4²19609,8 (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=bH²Xg кН

где: X-коэффициент, учитывающий влияние рода грунта равен 0,3

W₄=3,042,4²19600,39,8=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=4.73 м; 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_СH_М=50,4=2 м

В_Н= К_С В_М=50,8=4 м

С= К_СС_М=51=5

h_стр= К_Сh_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 =224.5 кН

4. Определение сопротивления перемещения:

G_СЦ - сцепной вес, G_СЦ=G_БМ1,22=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