Курсовая работа: Расчет производительности бульдозера, рыхлителя и скрепера
Название: Расчет производительности бульдозера, рыхлителя и скрепера Раздел: Рефераты по транспорту Тип: курсовая работа |
Федеральное агентство по образованию Государственное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Пермский государственный технический университет" Кафедра подъемно-транспортных, строительных, дорожных машин и оборудования Расчетная работа Выполнил: студент гр. СДМ 05-1 Хатмуллин Ф.Ф. Проверил: Белоногов Л.Б. ПЕРМЬ 2009 Задание 1. Определение производительности и тяговый расчет бульдозера D 7 G " CAT " Исходные данные: Масса бульдозера m=16000 кг; Мощность двигателя Nдв =200 л.с.; Скорость передвижения вперед Vтр =3,7-9,9 км/ч; Скорость передвижения назад Vназ =4,5-11,9 км/ч; Ширина отвала В=3650 мм; Высота отвала H=1270 мм; Длина перемещения Lпер =70 м; Грунт-глина; Плотность грунта =1600 кг/м3 ; Коэффициент разрыхленности Кразр =1,3; 1. Определение тягового усилия по мощности двигателя:Тсц ТN TN -тяговое усилие при заданной скорости: TN =, кН; где: = КПД машины = 0,83 Nдв =200л.с.=148кВт мощность двигателя U- скорость перемещения машины TN =, кН; 2. Определение силы тяги по сцеплению: Тсц =Gсц , кН; где: Gсц -сцепной вес бульдозера jсц -коэффициент сцепления jсц =0,9 Gб.м = mg=160009,8=156.8 кН; Gсц =1,22Gб.м =1,22156,8=191,3 кН; Тсц =191,30,9=172,2 кН; Тсц > TN > 3. Определение суммарного сопротивления: =W1 +W2 +W3 +W4 +W5 ; а) Сопротивление резанию. W1 =kВh; где: k-коэффициент удельного сопротивления грунта резаниюk=120кПа В- ширина отвала. h- толщина срезаемого пласта h=0,09hотв =0,091270=114.3 (мм) =0.1143 (м) W1 =1203.650,1143=50,06 кН. б) Сопротивление призмы волочения. W2 =0,5ggm2 sina; где: m2 - сопротивление грунта по грунту. m2 =0,6 - угол естественного откоса грунта =45°. W2 =0,518009,80,60.81=25,23 кН; в) Сопротивление перемещения призмы вверх по отвалу W3 =0,5ВН2 ggcos2 aр m1 ; где: m1 - сопротивление грунта по отвалу m1 =0,9 aр -угол резания aр =55о W3 =0,51.272 3.651800cos2 550,99,8=15,36 кН. г) Сопротивление трения ножа отвала о грунт. Pзат – удельное сопротивление от затупления, зависящее от ширины площадки и категории грунта W4 = Pзат B, W4 =10003,65=3,65кН д) Сопротивление призмы волочения грунта движению W5 =Gпр f f– коэффициент сопротивления качения, f=0,06 W5 = 0,5ВН2 ggf=0,53,651,271,2718009,80,06=3,1 кН =50,06+25,23+15,36+3,65+3,11=97,41 кН Тсц > TN >172,2 >107,4>97,41кН Условие тягового расчета выполняется. 4. Определение запаса тягового усилия по сцепному весу Т’ сц =Тсц -( W2 +W3 +W4 +W5 ) Т’ сц =172,2 -(25,23+15,36+3,65+3,11)= 124,85кН 5. Запас тягового усилия по мощности двигателя: Т’ маш =ТN -( W2 +W3 +W4 +W5 ) Т’ маш =107,4-(25,23+15,36+3,65+3,11)= 60,05 кН 6. Определение толщины стружки: а) в начале набора грунта h1 =Т’ м /В*К=60,05/3,65*120=0,14 м б) в конце набора грунта h2 =Т’’ /В*К Т’’ = ТN -( W4 +W5 )= 107,4-(3,11+3,65)=100,64 кН h2 =100,64/3,65*150=0,23 м 7. Определение фактического объема грунта призмы: Vпр =0,5*Н*×В / tg φ=l1 *В*hср l1 – длина участка набора грунта l1 =0,5*Н2 / tg φ* hср =0,5*1,272 /1*0,185=4,36м Vпр =4,36*3,65*0,185=2,94 м3 5. Выбираем скорости движения на участках: Vн = 4 км/ч - при наборе Vтр =6 км/ч - при транспортировании Vзад =10 км/ч - при движении задним ходом 6. Определение продолжительности цикла: Tц =t1 + t2 + t3 + t4 а) продолжительность набора грунта t1 =3,6*l1 / Vн =3,6*4,36 /4=3,9 с б) время транспортировки t2 =3,6*lтр / Vтр =3,6*70 /6=42 с в) время движения задним ходом t3 =3,6*lтр / Vзад =3,6*70 /10=25,2 с г) время дополнительное ( переключение скоростей, поворот и т.д.) t4 =30…40 с , принимаем t4 =30 сб tц =3,9+42+25,2+30=101,1с 7. Определение числа циклов за час работы: n=3600 / tн = 3600 / 101,1=35,6 ≈ 36 цикла 8. Определение технической производительности бульдозера: ПТ =(0,5*Н2 *В / tg φ)*ψ*n* Ккв * (1/Кр ) Ψ – коэффициент потерь грунта на боковые валки , Ψ = 0,75 Кр – коэффициент разрыхления грунта , Кр =1,3 ПТ =(0,5*1.272 *3.65/1) *0,75*36*(1/1,3)=61 м3 /ч 9. Эксплутационная производительность: ПЭ = ПТ * КВ * ККВ КВ – коэффициент использования машины по времени , КВ =0,85 ККВ – коэффициент учитывающий квалификацию , ККВ =0,9 ПЭ =61*0,85*0,9=46,7 м3 /ч Задание 2 . Определение усилия и производительности рыхлителя Исходные данные: Заглубление hр =0,7 м; Глубина промерзания hпром =1 м; Ширина наконечника S=10,5 см; Угол рыхления Масса рабочего органа mр.о =6,2 т; Количество зубьев z=1; Длина пути забора грунта l1 =10 м; 1. Определение усилия рыхлителя: , кН где: Суд -количество ударов ударника ДОРНИИ Суд =100 коэффициент характеризующий свободное резание коэффициент характеризующий заточку кН 2. Определение производительности рыхлителя: а) Определение транспортной производительности. м3 /ч Где: V- скорость V=2,6 км/ч =0,72 м/с hр - глубина рыхления hр =0,7 м вр - ширина рыхления вр = zhр =10.7=0.7 м Z- количество зубьев Z=1 К1 - коэффициент снижения рабочей скорости равен 0,8 К2 - коэффициент уменьшения толщины рыхления грунта равен 0,7 К3 - число проходов по одному месту К3 =2 К4 - число проходов в поперечном направлении К4 =3 Время набора грунта с м3 /ч а) Определение эксплуатационной производительности. м3 /смен Где: Кв - коэффициент использования техники равен 0,85 м3 /смен При толщине разрабатываемого слоя грунта H=1 м Определим площадь разрабатываемого участка м2 L= м Определим время цикла ; c; с; дополнительное время для подготовки, переключение скоростей,естественные нужды t4 = 40 с. с Определим число циклов за час работы Определим коэффициент потерь грунта при транспортировании Определим производительность бульдозера м3 /ч Кр - коэффициент разрыхленности равен 1,45 м3 /ч Определим время выталкивания часа. Задание 3. Тяговый расчет и определение производительности скрепер Исходные данные: Ширина ковша В=3,04 м; Высота стружки hстр =0,3 м; Масса скрепера m=11000 кг; Вместимость ковша q=10 м3 ; Расстояние перемещения грунта Lперем =500 м; i=0,03; 2000 кг/м3 ; грунт-глина; Расстояние разгрузки Lразгр = 12м Мощность двигателя Nдв =200 л.с.; 1. Тяговый расчет Должно выполняться условие: тяговое усилие при заданной скорости определяется по формуле: , ; V=2,6 км/ч =0,72 м/с кН сила тяги по сцеплению, определяется по формуле: , Кн jсц - коэффициент сцепления jсц =0,9 Gсц -сцепной вес Gсц =Gб.м. сц +Gскр сц Gб.м. сц - сцепной вес базовой машины равен 173,1 кН Gскр сц - сцепной вес скрепера Gскр сц =mg=110009.8*1,2=129,36 кН Gсц =129,36+188,16=317,52 кН кН суммарное сопротивление =W1 +W2 +W3 +W4 +W5 , кН а) Сопротивление резанию. W1 =kbh, кН где: k-коэффициент удельного сопротивления грунта резанию k=70 кН/м2 b- ширина срезаемого слоя в=3,04 м h- толщина срезаемого слоя h=0,3 м W1 =700003,040,3=63,8 кН б) Сопротивление перемещению призмы волочения перед скрепером W2 =ybH2 g кН 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 =0,53,041,52 20009,8(0,5-0,03)=31,5 кН в) Сопротивление от веса срезаемого слоя грунта, движущегося в ковше, кН W3 =bhHg =3,040,31,520009,8=27,7 кН г) Сопротивление от внутреннего трения грунта в ковше W4 =bH2 XgкН где: X-коэффициент, учитывающий влияние рода грунта равен 0,3 W4 =3,041,52 20000,39,8=40,2 кН д) Сопротивление движению скрепера W5 = (Gскр +Gгр ) (f) где: f-коэффициент сопротивления качения f=0,2 Gскр - вес скрепера, кН, Gгр - вес грунта в ковше, кН Кр = коэффициент разрыхления грунта в ковше скрепера равен 1,3 Gгр =кН W5 = (107,8+150,7) (0,2-0,03)=44 кН =63,8+31,5+27,7+40,2+44=207,2 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 10 м3 КВ - коэффициент использования рабочего времени 0,85 КР - коэффициент рыхления 1,3 КН - коэффициент наполнения 0,8 ТЦ - продолжительность цикла, с где: l1 - длина пути заполнения равна 13 м U1 - скорость движения при заполнении ковша равна 0,72 м/с L2 - длина пути транспортирования грунта равна 500 м U2 - скорость движения груженого скрепера равна 2,5 м/с L3 - длина пути разгрузки равна 12 м U3 - скорость движения скрепера при разгрузке равна 2 м/с l4 - длина пути порожнего скрепера равна 525 м U4 - скорость движения порожнего скрепера равна 2.75 м/с tдоп -время на подъем и опускание ковша, переключение скоростей tдоп = 30 с. Определим длину пути, заполнения ковша скрепера l1 = м где: КП - коэффициент, учитывающий потери грунта при образовании призмы волочения и боковых валиков КП =1,3 l1 = м с м3 /ч Задание 4. Перерасчет показателей бульдозера по формуле Зеленина Исходные данные: Натуральные размеры: ВН =3,65 м; HН =1,27м; Размеры модели: ВМ =0,8 м; HМ =0,4 м; hМ =5 см; СМ =1; =55о ; 1600 кг/м3 ; 0.7; 1. Определим масштаб: КС = - по высоте КС = - по ширине Средний масштаб КС =4 2. Перерасчет натуральных параметров: HН = КС HМ =40,4=1,6 м ВН = КС ВМ =40,8=3,2 м С= КС СМ =41=4 hстр = КС hМ =45=20 см = 0,2 м hМ - толщина стружки создаваемая отвалом модели Суммарное усилие а) в пересчете В-ширина отвала равна 3,65 м угол резания равен 55о КСЖ - коэффициент сжатия равен 0,02156 н/м2 VПР - объем призмы VПР = м3 КПР - коэффициент зависящий от характера грунта равен 0,85 пригрузочный коэффициент, зависящий от высоты бульдозерного отвала равен 2 3. Определим max погрешность: - суммарное сопротивление, возникающие при лобовом резании и транспортировании грунта по горизонтальной поверхности, из первого расчетного задания =111,6 кН 4. Определение сопротивления перемещения: GСЦ - сцепной вес , GСЦ =GБМ 1,22=156,81,22=191,3 кН f- коэффициент сопротивления качению равен 0,06 кН 5. Определение мощности на процесс копания: кВт NДВ - мощность двигателя , Nдв =147,2кВт Мощность по сцеплению коэффициент сцепления равен 0,9 кВт NСЦ > NДВ > N 205 > 147,2 > 92,5 |