Transcript ЭМЗР тема 4x

Кафедра СДМ
Мультимедийная презентация
Тема: Бульдозеры
Дисциплина: Эксплуатация машин
для земляных работ
5В071300 «Транспорт, транспортная техника и технологии»
Авторы: ст.преп. Смирнов В.М., проф. Грузин В.В., доц.
Ищенко А.П., проф. Мулдагалиев З.А.
План лекции:
1. Назначение бульдозеров;
2. Общее устройство бульдозеров;
3. Виды бульдозеров;
4. Виды бульдозерного оборудования;
5. Виды отвалов;
6. Виды толкающего оборудования;
7. Классификация бульдозеров;
8. Расчет бульдозеров;
9. Производительность бульдозеров;
10. Учебные видеофильмы.
1 Назначение бульдозеров
Бульдозеры предназначены для срезания
грунта, накапливания его перед рабочим
органом и перемещение грунта по поверхности при движении машины.
Бульдозерэто
сменное
навесное
оборудование к гусеничным или колесным
тракторам.
Бульдозер служит для послойного
копания, планировки и перемещения на
расстояние до 60—150 м грунтов,
полезных ископаемых, рудных, строительных и других материалов при строительстве и ремонте дорог, каналов, дамб,
котлованов и других строительных, гидротехнических, мелиоративных, ирригационных и других земляных сооружений.
В зависимости от мощности и
конструкции бульдозеры могут работать
на самых разнообразных грунтах и
материалах: от болотистых и песчаных
до разборных, взорванных или разрыхленных скальных пород и руд.
Экономически
выгодная
дальность
перемещения грунта бульдозером зависит
от его тягового класса, вида и прочности
грунта и эксплуатационных условий.
Обычно она не превышает 40—60 м.
2 Общее устройство бульдозеров
1 – трактор; 2 – рабочий орган; 3 – толкающие
брусья( рама); 4 - гидроцилиндр управления.
3 Виды бульдозеров
Бульдозер на базе трактора фирмы
«ЧТЗ»(Россия)
Бульдозер на базе трактора фирмы «ЧТЗ»
(Россия)
Бульдозер на базе трактора ДЭТ-250
«Уралспецмаш» (Россия)
Бульдозер на базе трактора фирмы
«Caterpillar»(США)
Бульдозер на базе трактора фирмы
«Komatsu»(Япония)
Бульдозер на базе трактора фирмы
«Liebherr»(Германия)
Бульдозер на базе трактора фирмы
«Shantui»(Китай)
Бульдозер колесный (Россия)
4 Виды бульдозерного оборудования
Рабочее оборудование бульдозеров это
отвал (рабочий орган) и толкающие
устройства (брусья или рама), навешиваемые спереди (реже сзади) базового
трактора и управляемый посредством
гидравлической системы, состоящей из
гидронасоса, распределителей, трубопроводов и исполнительных гидроцилиндров.
Различают неповоротное и поворотное
бульдозерное оборудование
Неповоротное бульдозерное оборудование
1-неповоротный отвал; 2-толкающий брус; 3- винтовой раскос;
4-гидравлический раскос; 5-подкос; 6-тяга; 7-компенсатор; 8-шарнир
Особенность данного вида бульдозерного
оборудования состоит в том, что рабочий орган
устанавливается только под прямым углом к
направлению движения бульдозера и грунт не
сдвигается в стороны
1- базовый трактор; 2-бульдозерное оборудование; 3-упряжной шарнир;
4-рама трактора; 5-гидроцилиндры управления отвалом.
Неповоротное бульдозерное оборудование
1-поворотный отвал; 2,3-правая и левая полурамы; 4- винтовой
раскос; 5-толкатель; 6-шаровая опора; 7-упряжной шарнир.
Особенность данного вида бульдозерного
оборудования состоит в том, что рабочий орган
может устанавливаться под
углом к
направлению движения бульдозера и грунт
сдвигать в стороны
1- базовый трактор; 2-бульдозерное оборудование; 3-упряжной шарнир;
4-рама трактора; 5-гидроцилиндры управления отвалом.
5 Виды отвалов
Различают два основных вида отвалов:
неповоротный и поворотный.
а) схема неповоротного отвала, б) схема поворотного отвала.
1–основной лист, 2-козырек, 3 – центральный нож,
4-боковой нож, 5 -боковой лист, 6 – угловой нож.
6 Виды толкающего оборудования
Для соединения отвала с базовой машиной
обычно используются толкающие брусья
или
универсальные
толкающие
рамы.
а) толкающий брус, б) толкающая рама.
1 – балка, 2 – проушина, 3 – петли, 4 – упряжной шарнир,
5 – полурама, 6 – шаровой палец, 7 – амортизатор.
Толкающие брусья для бульдозеров с
неповоротным отвалом состоят из
балок
коробчатого или трубчатого сечения
и
винтовых раскосов, как правило, трубчатого
сечения. На каждый бульдозер требуется по
два бруса и по два раскоса – по одному брусу и
раскосу на каждую сторону. Толкающие брусья
крепятся с одной стороны к основной раме
базового трактора, с другой – к отвалу;
соединение обеспечивается посредством опор,
проушин, крестовин и пальцев.
Для бульдозеров с поворотным отвалом
применяют толкающую универсальную раму
подковообразной формы, состоящую из двух
одинаковых сваренных в середине половин. В
соединении половин рамы спереди вварен
шаровой палец. На верхней полке каждой
полурамы приварены опорные кронштейны с
петлями, предназначенные для крепления
толкателей, которые обеспечивают возможность установки отвала
под различными
углами. На универсальной раме по обе стороны
от шаровой пяты приварены два кронштейна
для крепления к ним штоков гидроцилиндров
подъема – опускания отвала.
7 Классификация бульдозеров
1) по назначению
а) бульдозеры общего назначения
(строительные);
б) бульдозеры специального
назначения(шахтные, подводные).
2) по типу ходового оборудования
а) гусеничные;
б) колесные.
3) по месту установки отвала
а) с передней установкой;
б) с задней установкой.
4) по типу привода
а) гидравлические;
б) механические.
2) по конструкции отвала
а) с неповоротным (угол захвата φ=90);
б) с поворотным (φ=80 - 50);
в) с универсальным ( имеется угол
перекоса).
6) по мощности и тяговому усилию
Тип
бульдозера
Мощность, кВт
Тяговое
усилие, кН
Малогабаритные
Легкие
Менее 20
Менее 30
20-50
30-140
Средние
50 - 100
140 - 200
Тяжелые
100 - 200
200 - 300
Более 200
Более 300
Сверхтяжелые
8 Расчет бульдозеров
Главным параметром при расчете бульдозеров
является тяговое усилие базового трактора
(тягача), которое определяется по формуле
Tн = Gсц.б∙φсц.,Н,
где Gсц.б.∙- сцепной вес бульдозера, Н, который равен
Gсц.б = (G тр.+ Gб.об.), Н,
где G тр. - вес базового трактора, Н,
Gб.об. - вес бульдозерного оборудования, Н,
или принимается
Gсц.б = 1,25 G тр, Н.
φсц - коэффициент сцепления рыхлителя с грунтом.
К основным параметрам бульдозера относятся:
1) высота отвала Н0 мм
а) для неповоротного отвала ___
Н0=500 3√ Тн - 5 Тн. мм
б) для поворотного отвала ___
Н0=450 3√ Тн - 5 Тн, мм
где Тн – номинальное тяговое усилие трактора, т
2) ширина отвала В0,
а) для неповоротного отвала
В0 =(2,8-3,0)Н0 , мм
б) для поворотного отвала
В0 =(3,0-3,2)Н0, мм
При этом должно соблюдаться условие
В0 ≥ Втр. + (0,1 - 0,2) м.
3) высота козырька отвала Нк, мм
Нк=(0,1 - 0,25)·Н0
4) радиус кривизны основного листа R,
а) для неповоротного отвала
R=1,0·Н0, м
б) для поворотного отвала
R=(0,8 - 0,9)·Н0 , м
5) ширина прямолинейной части «Lн»
принимается равной ширине
установленного режущего ножа.
6) углы
а) угол резания δ
1) для неповоротного отвала δ=55°
2) для поворотного отвала δ=50°
б) угол заострения β
1) для неповоротного отвала β =(40-45°)
2) для поворотного отвала β=(35-40°)
в) задний угол α
для поворотного и неповоротного α=(1012°)
г) угол установки отвала ε=75°
д) угол установки козырька φк=(65-75°)
В процессе копания на отвал со стороны грунта
действует сила сопротивления копанию R, которая
раскладывается
на
составляющие
силы
сопротивления копанию
а) касательная составляющая силы сопротивления
копанию
Рк = Кк·h·Во, Н,
где kк - удельное сопротивление грунта копанию;
Н/м2;
Во - ширина отвала; м ;
h - глубина резания грунта; м;
б) нормальная составляющая силы
сопротивления копанию
Рн = Рк ctg( μ2 + δ ), Н или Рн=0,25Рк , Н
Условие нормальной работы бульдозера записывается
Тн ≥ ∑Wi,
где Тн - номинальное тяговое усилие трактора, Н,
∑Wi - сумма всех сил сопротивления копанию, Н,
Сумма всех сил сопротивления при работе бульдозера
записывается:
∑Wi = W1+ W2 + W3+ W4+ W5, Н,
где W1 - сила сопротивления грунта резанию,
которая определяется
W1= kр Во h = kр F, Н,
где kр - удельное сопротивление грунта резанию;
Н/м2;
Во - ширина отвала; м ;
h - глубина резания грунта; м; принимается от
0,10 до 0,30 м
F - площадь поперечного сечения срезаемой
стружки грунта, м2.
W2 – сила сопротивления перемещению призмы
волочения ( накопленного перед отвалом грунта),
W2 = Gпр.·μ1, Н,
где Gпр. – вес призмы волочения, Н,
μ1 – коэффициент трения грунта о грунт.
Вес призмы волочения определяется по
формуле:
Gпр = γо·Vпр.·g/kразр., Н,
где γо – объемный вес грунта, т/м3;
Vпр – объем грунта в призме волочения, м3;
g – ускорение свободного падения, м/с2;
kразр – коэффициент разрыхления грунта.
Объем грунта в призме волочения определяется
по формуле
Vпр = Во·Н2о/2 kпр., м3
где Во – ширина отвала, м;
Но – высота отвала, м;
kпр – коэффициент призмы волочения, зависит
от типа грунта и соотношения Но/ Во.
W3 - сила сопротивления передвижению грунта
вверх по отвалу, которая определяется:
W3 = Gпр.·μ2·cos2δ, Н,
где Gпр - вес призмы волочения, Н,
μ2 – коэффициент трения грунта об отвал,
δ – угол резания
W4 – сила сопротивления передвижению отвала по грунту
W4 = Gо · μ2, Н,
где Gо – вес отвала, н ,который принимается
Gо = (0,17-0,22) Gтр,Н.
где Gтр – вес трактора, Н.
W5 – сила сопротивления передвижению бульдозера
W5= Gсц.б∙(f±i), Н
где Gсцб – сцепной вес бульдозера, н; который
принимается
Gсцк = 1,25 Gтр,Н ,
f - коэффициент сопротивления движению бульдозера,
который зависит от типа грунта и типа ходового
оборудования,
i – значение уклона местности.
9 Производительность бульдозера
Производительность бульдозера определяется
при ведении работ по двум технологическим
схемам.
а) при работе неповоротным отвалом при
копании и перемещении грунта
П = 3600·Vпр.·kукл.·kвр./Tц , м3/ч ,
где Vпр - объем призмы волочения ,м3;
kукл - коэффициент учитывающий уклон
местности;
kвр – коэффициент использования машины во
времени, принимается
kвр = ( 0,75-0,85);
Tц – время цикла, с.
Время цикла работы бульдозера определяется по формуле
Tц = tр + tр.х. + tу. + tх.х+ tп.п. с.
где tр - время резания грунта , с;
tр.х – время рабочего хода , с;
tу – время укладки грунта, с;
tх.х – время холостого хода, с;
tп.п. – время переключения передач, с.
Время резания грунта определяется по формуле
tр = lр/vр , с;
где lр – путь резания грунта до полного набора призмы
волочения, м; принимается lр = (6 – 10) м,;
vр – скорость при резания грунта, м/с, принимается vр
= (0,4 - 0,6) м/с,
Время рабочего хода определяется по формуле
tр.х. = lр.х/vр.х, с,
где lр.х – путь перемещения грунта. М, ( зависит от
необходимости и рекомендуется до 70 м ),;
vр.х – скорость рабочего хода, м/с, vр.х = (0,9 - 1,1) ,м/с.
Время укладки грунта определяется по формуле
tу. = lу./vу., с,
где lу - путь укладки грунта, м, lу =(2 - 4)м,;
vу – скорость при укладки грунта, м/с. vу. = (0,4 - 0,8) ,м/с.
Время холостого хода определяется по формуле
tх.х = lх.х/vх.х,
где lх.х -путь холостого хода , определяется суммой
lх.х = lр.+ lр.х +lу.,м,
vх.х -скорость при холостом ходе , vх.х =(1,1 - 2,2),м/с.
Время на повороты и переключения передач принимается
tп.п. =(30 - 60) с.
б) при работе с поворотным отвалом по планированию
строительной площадки
П = 3600·L·(Bо·sinφ – a)·kвр./((L/vр.х.) + tп.п.)·n, м2
где Во - ширина отвала, м,
φ - угол захвата ;
a - величина перекрытия смежных полос,
принимается а = (0,3 - 0,5) м,;
L - длина участка, м;
vр.х - скорость рабочего хода, принимается vр.х = (0,8
- 1,0) м/с;
tп.п - время на поворот и переключения передач,
принимается tп.п = (30 - 60) с.
n -число проходов по одному следу, принимается
n=(1-3) проходов.
10 Учебные фильмы
Контрольные вопросы
1.Назовите основные виды работ
выполняемые строительными бульдозерами.
2. Назовите основные фирмы выпускающие
строительные бульдозеры.
3. Объясните принцип работы бульдозера.
4. Назовите виды основного бульдозерного
оборудования.
5. Назовите виды отвалов.
6. Назовите силы сопротивления копанию.
7. Поясните формулу определения
производительности бульдозеров.
Литература
1. Алексеева Т.В. Машины для земляных
работ. - М.: Машиностроение, 1982. – 504 с
2. Ветров Ю.А. Машины для земляных работ.
Киев. Высшая школа, 1992. – 383 с.
3. Гаркави Н.Г. Машины для земляных работ.
М.: Высшая школа, 1992. – 335 с.
4. Хархута Н.Я. Дорожные машины. Л.:
Машиностроение, 1996. – 416 с.
5. Васильев С.П. Машины для земляных работ.
Москва. Высшая школа, 2010. – 303 с.