Если у вас возникли сложности с курсовой, контрольной, дипломной, рефератом, отчетом по практике, научно-исследовательской и любой другой работой - мы готовы помочь.
Предоплата всего
Подписываем
red248;ЗМІСТ
1. Опис застосування машини
. Вихідні параметри
. Визначення основних навантажень
. Визначення параметрів розрахункового перерізу
. Визначення показників низькочастотного навантаження
. Визначення показників високочастотного навантаження
. Визначення довговічності металоконструкції
. Визначення ресурсу металоконструкції
Список літератури
1. ОПИС ЗАСТОСУВАННЯ МАШИНИ
Бульдозер – машина циклічної дії, призначена для копання, переміщення та укладання ґрунту на відстань 10 –150 м, іноді - до 200 м. Також він може виконувати планувальні роботи і застосовуватися в якості штовхачів у скреперних загонах при проведенні інших допоміжних робіт.
Бульдозер складається з базового трактора (колісного або гусеничного), який агрегується робочим обладнанням у вигляді відвалу (поворотного чи неповоротного, прямого чи U-подібного) або причіпним обладнанням (корчувальником, кущорізом).
При виконанні об’ємних земельних робіт робочий цикл бульдозера складається з зарізу та набору ґрунту, переміщення призми волочіння, розвантаження ґрунту та холостого ходу.
. ВИХІДНІ ПАРАМЕТРИ
Таблиця 1.1
Вихідні параметри бульдозера Dressta TP-20H STD з SU-відвалом
|
Параметри |
Позначення |
Значення параметрів |
|
1 |
||
|
Марка машини |
Dressta TD-20H STD (SU-відвал) |
|
|
Тип бульдозера |
- |
Неповоротний |
|
Параметри відвалу, м: - довжина - висота |
В Н |
,5 ,49 |
|
Кут різання, град |
б |
|
|
Кут установки у плані, град |
г |
|
|
Максимальне заглиблення, м |
hз |
0,439 |
|
Система керування робочим органом |
- |
Гідравлічна |
|
Швидкість підйому відвалу, м/с |
vп |
0,25 |
|
Маса бульдозерного обладнання, кг |
mбо |
3324 |
|
Марка базового трактора |
На власному шасі |
|
|
Тяговий клас трактора, кН |
Тт |
150 |
|
Потужність двигуна, кВт (к.с.) |
Nдв |
245 (333) |
|
Тип ходового обладнання |
- |
Гусеничний |
|
Швидкість руху, м/с - робоча (I передача) - транспортна - заднього ходу |
vр vтр vзх |
,11 1,4 ,33 |
|
Маса машини, кг |
mб |
23740 |
|
Довжина машини, м |
Lб |
6,870 |
|
Ширина гусениці, м |
lг |
0,559 |
Таблиця 2.1
Характеристика розроблюваних ґрунтів
|
Параметр, одиниця вимірювання |
Позначення |
Значення параметрів по категоріях ґрунтів |
||
|
II |
III |
IV |
||
|
1 |
||||
|
Тип ґрунту |
- |
суглинок |
глина м’яка |
глина важка |
|
Кількість ударів щільноміром ДорНДІ |
n |
6 |
||
|
Щільність ґрунту у природному стані, кг/м3 |
д |
|||
|
Кут внутрішнього тертя, град |
с |
|||
|
Кут природного уклону, град |
- |
- |
- |
- |
|
Кут зовнішнього тертя ґрунту по сталі, град |
ц |
|||
|
Питомий опір ґрунту різанню, кН/м2 |
k |
90 |
||
|
Коефіцієнт розпушення |
Кp |
1,2 |
,25 |
,3 |
|
Коефіцієнт опору пересуванню |
f |
0,1 |
0,09 |
0,08 |
|
Коефіцієнт зчеплення |
цcц |
0,9 |
,1 |
Таблиця 3.1
Характеристика матеріалу робочого обладнання
|
Параметр |
Позначення |
Значення параметру |
|
1 |
||
|
Марка сталі |
- |
30 |
|
Тимчасовий опір, МПа |
ув |
500 |
|
Границя текучості, МПа |
ут |
260 |
|
Границя витривалості, МПа |
у-1 |
165 |
|
Допустиме напруження при розтягненні, МПа |
[у] |
3 ВИЗНАЧЕННЯ ОСНОВНИХ НАВАНТАЖЕНЬ
3.1 Визначення номінального тягового зусилля
, (3.1)
де - швидкість машини на I-й передачі, м/с;
- ККД трансмісії,
кН
Вага бульдозера
, (3.2)
де м/с2 –прискорення вільного падіння
кН
.2 Визначення максимальної та мінімальної глибини різання
Максимальна глибина різання
, (3.3)
де ,
- коефіцієнт опору руху,
- коефіцієнт, що враховує вплив кута різання на питомий опір копанню ґрунту, для кута 55°
м;
м;
м.
Обсяг призми волочіння
, (3.4)
м3;
м3;
м3.
Мінімальна глибина різання
, (3.5)
м;
м;
м.
Середня глибина різання
,
м;
м;
м.
3.3 Визначення складових загального опору копанню
, (3.6)
де - опір переміщенню машини з врахуванням уклону;
- опір ґрунту різанню;
- опір переміщення ґрунту;
- опір переміщення стружки ґрунту по відвалу.
кН;
кН;
кН.
3.4 Визначення динамічного навантаження
Зведена жорсткість
, (3.7)
де - інтенсивність зростання опорів копанню, Н/м;
, (3.8)
де - інтенсивність зростання опору різанню, Н/м;
- складова інтенсивності зростання опорів копанню, що характеризує нагромадження ґрунту перед відвалом, Н/м.
Для процесу примусового заглиблення ножа інтенсивність зростання опору різанню
, (3.9)
де - поправковий коефіцієнт, який враховує вплив роду ґрунту та конструкції ходових частин бульдозера на нахил траєкторії заглиблення робочого органу;
- ширина ножа, м;
- швидкість проникнення ножу у ґрунт, для машин з гідравлічним керуванням робочим органом дорівнює швидкості підйому відвалу , м/с;
- швидкість бульдозера в момент зустрічі з перешкодою, що дорівнює швидкості руху машини в процесі копання ґрунту (I робоча передача) , м/с.
кН/м;
кН/м;
кН/м.
Складова інтенсивності зростання опорів для випадку заглиблення ножа
, (3.10)
кН/м;
кН/м;
кН/м.
Тоді інтенсивність зростання опорів копанню для ґрунтів II –IV категорії дорівнює
кН/м;
кН/м;
кН/м.
Жорсткість металоконструкції машини:
, (3.11)
бульдозер навантаження довговічність ресурс
де - коефіцієнт жорсткості причіпного обладнання бульдозера на 1 кг маси трактора, кН/(м·кг);
- маса базової машини:
кг,
Н/м.
Тоді зведена жорсткість дорівнюватиме:
Н/м
Н/м;
Н/м.
Динамічне зусилля:
, (3.12)
Н;
Н;
Н.
3.5 Визначення горизонтального зусилля
Горизонтальне зусилля
, (3.13)
Н;
Н;
Н.
. ВИЗНАЧЕННЯ ПАРАМЕТРІВ РОЗРАХУНКОВОГО ПЕРЕРІЗУ
Схему для визначення розрахункових навантажень на устаткуванні бульдозера показано на рис.1 (гідроциліндри керування робочим органом встановлені під кутом до штовхальних брусів)
Рис. 1 –Схема для визначення розрахункових навантажень на обладнання бульдозера
.1 Визначимо параметри розрахункового перерізу штовхального брусу бульдозера
Рис. 2 –Поперечний переріз штовхального брусу
Розглядаючи бульдозерне обладнання як плоску балку, за допомогою звичайних методів статики знайдемо реакції, що виникають у шарнірах. Схему для розрахунку поперечного перерізу брусу бульдозера наведено на рис. 2.
Необхідні дані для розрахунку приймемо з додатку 3 [3, с .22] для трактора 15 т·с:
; м; м; мм.
м;
м;
м;
м.
4.3 Знаходимо площу й момент перерізу штовхального брусу:
, (4.1)
м2
, (4.2)
м3
4.4 Визначаємо вертикальну складову зусилля на ножі:
, (4.3)
де
Н;
Н;
Н.
4.4 Напруга, що виникає у небезпечному перерізі штовхального брусу (рис. 3)
, (4.4)
Рис. 3 –Розрахункова схема штовхального брусу
Приймемо кут нахилу гідроциліндру . З рівняння суми моментів сил відносно точки О кріплення штовхального брусу до базової машини, знайдемо величину зусилля, що діє у гідроциліндрах керування робочим органом (рис. 1):
, (4.5)
Н;
Н;
Н.
З рівняння проекції сил на вісь Х знаходимо горизонтальну реакцію у шарнірі:
(4.6)
,
Н;
Н;
Н.
З рівняння проекції сил на вісь Y знаходимо вертикальну реакцію у шарнірі:
, (4.7)
Н;
Н;
Н.
Тоді напруга у небезпечному перерізі штовхального брусу:
МПа;
МПа;
МПа.
Обчислені розрахункові значення відрізняються від допустимого значення напружень МПа ( - мінімальний коефіцієнт запасу міцності металоконструкції) [1, с. 169,170] менше, ніж на 5 %, тому залишаємо прийняті геометричні розміри штовхального брусу бульдозера.
. ВИЗНАЧЕННЯ ПОКАЗНИКІВ НИЗЬКОЧАСТОТНОГО НАВАНТАЖЕННЯ
У процесі копання ґрунту навантаження на робоче обладнання постійно змінюється. Коливання цього навантаження складається з двох складових:
- низькочастотної (НЧ), що визначається усім циклом копання;
- високочастотної (ВЧ), що визначається відколами окремих елементів ґрунту.
.1 У якості максимального значення НЧ-навантаження приймемо номінальну величину тягового зусилля:
Н.
5.2 Визначення амплітуди напруг НЧ навантаження
Для подальших розрахунків будемо вважати, що
Н.
З рівняння суми моментів відносно точки О знайдемо вертикальну складову НЧ навантаження
, (5.1)
Н.
Зусилля у гідроциліндрах:
, (5.2)
Н.
З рівняння проекції сил на вісь Х знаходимо горизонтальну реакцію у шарнірі:
, (5.3)
Н.
З рівняння проекції сил на вісь Y знаходимо вертикальну реакцію у шарнірі:
, (5.4)
Н.
Амплітуда напруг НЧ навантаження:
, (5.5)
МПа.
5.3 Визначення часу різання
, (5.6)
де - шлях набору ґрунту для бульдозера, м;
- швидкість бульдозера при різанні ґрунту, м/с.
Шлях набору призми ґрунту:
, (5.7)
де - обсяг призми ґрунту, м3.
м;
м;
м.
Тоді час різання:
с;
с;
с.
5.4 Визначення частоти НЧ навантаження:
, (5.8)
Гц,
Гц,
Гц.
. ВИЗНАЧЕННЯ ПОКАЗНИКІВ ВИСОКОЧАСТОТНОГО НАВАНТАЖЕННЯ
.1 Визначення сили зсуву
Максимальна сила зсуву елемента ґрунту:
, (6.1)
де - опір пересуванню ґрунту по робочому органу, Н;
- коефіцієнт зчеплення ґрунту, Па;
- кут зсуву ґрунту, град.
Коефіцієнт зчеплення ґрунту:
, (6.2)
де - число ударів ударником ДорНДІ
Па;
Па;
Па.
Кут зсуву
, (6.3)
;
;
.
Тоді
Н;
Н;
Н.
При рівномірному розподілі моментів зсуву по усій довжині ножа мінімальна сила зсуву знаходиться з формули
, (6.4)
Н;
Н;
Н.
Середнє значення сили зсуву:
, (6.5)
Н;
Н;
Н.
6.2 Визначення амплітуди напруг ВЧ навантаження
Горизонтальне навантаження:
, (6.6)
Н;
Н;
Н.
Вертикальне навантаження:
, (6.7)
Н;
Н;
Н.
Зусилля у гідроциліндрах керування відвалом:
, (6.8)
Н;
Н;
Н.
Горизонтальне зусилля у шарнірах:
, (6.9)
Н;
Н;
Н.
Вертикальне зусилля у шарнірах:
, (6.10)
Н;
Н;
Н.
Амплітуда напруг ВЧ навантаження:
, (6.11)
МПа,
МПа,
МПа.
6.3 Визначення шляху зсуву елемента ґрунту
Шлях зсуву елемента ґрунту:
, (6.12)
де - коефіцієнт деформації ґрунту, МН/м;
- показник деформування ґрунту.
Показник деформування ґрунту на практиці незначно відрізняється від одиниці, тому можна прийняти .
м;
м;
м.
6.4 Визначення частоти ВЧ навантаження
Зсуви елементів ґрунту відбуваються по усій довжині ножа. При цьому результуюча сила копання навантаження на ножі буде мінімальною у випадку одночасного зсуву по усій довжині ножа а максимальною –при рівномірному розподілі моментів зсуву. Для такого випадку справедлива залежність:
, (6.13)
Мінімальна частота ВЧ навантаження визначається шляхом сколювання та швидкістю машини у момент різання ґрунту:
, (6.14)
Гц;
Гц;
Гц.
Тоді максимальна частота ВЧ навантаження:
Гц;
Гц;
Гц.
Середня частота ВЧ навантаження:
, (6.15)
Гц;
Гц;
Гц.
. ВИЗНАЧЕННЯ ДОВГОВІЧНОСТІ МЕТАЛОКОНСТРУКЦІЇ
Довговічність металоконструкції у циклах навантаження
, (7.1)
де –база випробувань, ;
–показник кривої втоми, для більшості машинобудівних сталей ;
–коефіцієнт довговічності, що залежить від фізико-механічних властивостей сталі, .
циклів;
циклів;
циклів.
. ВИЗНАЧЕННЯ РЕСУРСУ МЕТАЛОКОНСТРУКЦІЇ
.1 Визначення часу циклу процесу навантаження
Цикл ЗТМ складається з таких операцій: набір призми ґрунту, транспортування ґрунту, повернення машини до забою, маневрування, керування робочими органами. В залежності від вибраної технології проведення робіт деякі елементи можуть виключатися з циклу.
Загальний час циклу:
,
де –тривалість окремих операцій циклу, с
, (8.1)
де –довжина шляху різання, переміщення ґрунту та зворотного ходу відповідно, м;
–швидкості бульдозера під час різання ґрунту, переміщення та зворотного ходу, м/с (табл. 1.1 [1, с. 18-19]);
–час на перемикання передач, здійснення повороту бульдозера, опускання відвалу, с.
с;
с;
с.
Ресурс металоконструкції:
, (8.2)
де –коефіцієнт використання машини за часом, .
год;
год;
год.
СПИСОК ЛІТЕРАТУРИ
1. Проектирование машин для земляных работ / Под ред. А.М. Холодова –Харьков: Вища школа. Изд-во при Харьк. Ун-те, 1986 –с.
. Холодов А.М. и др. Землеройно-транспортные машины. –Харьков: Вища школа. Изд-во при Харьк. Ун-те,1982 –с.
. Методичні вказівки до виконання курсової роботи з дисципліни «Якість дорожніх машин». Укладачі: В.В. Нічке, О.А. Єрамкова, І.В. Рибалко, О. І. Жинжера, - Харків ХНАДУ 2002.
Размещено на
/