.jpg)
Расчет нагрузок действующих на бульдозерное оборудование бульдозера Б-170.
Для расчета возьмем случай, когда бульдозер встречает на пути кирпичный столб шириной b=65см и площадью поперечного сечения F=3900см 2. Удар серединой отвала происходит на высоте 15см от заделки столба. Принимаем, что Рz=0. Сила тяжести бульдозера Б-170 с навесным оборудованием Скорость на первой передаче Сила тяжести трактора.
Размеры бульдозерного оборудования: h1=220мм, h2=330мм, h3=370мм, S=2050мм, l1=3590мм, l3=85мм, l2=2600мм, l4=1060мм.
Рама неповоротного отвала представляет собой конструкцию, на которую действуют силы в различных плоскостях. Кандидат технических наук Н.В. Федотов и В.Н. Николаев предложили для простоты расчета привести все силы к такой системе, когда часть нагрузок будет действовать в одной плоскости, а часть – в другой, т.е. расчет будет сведен к расчету двух плоских конструкций: шарнирно-рычажной в вертикальной плоскости и рамной в горизонтальной плоскости. Рама в горизонтальной плоскости является трижды статически неопределимой. На нее действует сила.
где b – угол между горизонталью и осью гидроцилиндра. Кроме того на систему действуют моменты.
Схема основной системы, полученной после удаления лишних связей и замены их неизвестными усилиями, представлена на чертеже (в). Так как система и нагрузки симметричны, то для ее раскрытия необходимо решить систему канонических уравнений с двумя неизвестными.
Х1 и Х2 – неизвестные усилия, определяемые при решении приведенной системы уравнений.
— перемещения по направлению этих неизвестных от самих неизвестных, равных по величине единице.
— перемещения по направлению одного лишнего неизвестного от действия второго единичной величины.
— перемещения по направлению соответственно первого и второго неизвестного от нагрузки.
Статическое усилие на отвал: где – 0,9-0,95, максимальное значение коэффициента использования сцепного веса для гусеничных базовых машин.
Динамическое усилие на отвал.
. где — суммарная жесткость препятствия и системы навесного оборудования.
. где — жесткость кирпичного столба. . где — коэффициент жесткости навесного оборудования на кг веса трактора.
Таким образом, горизонтальное усилие равно.
Определяем усилия в шарнирах крепления рамы в вертикальной плоскости. Усилие в гидроцилиндрах определяется из соотношения (сумма моментов относительно оси А и В.
Вертикальные реакции в шарнирах А и В равны, так как Ррасч приложена в середине отвала и усилие S также расположено относительно этих шарниров.
В горизонтальной плоскости горизонтальные реакции в шарнирах А и В равны.
Определяем реакции опор от внешней нагрузки в основной системе.
Определим реакции опор от сил X1=1.
От сил Х2 реакции опор определим в основной системе изгибающие моменты от внешней нагрузки и неизвестных сил Х1 и Х2.
От единичных моментов Х1.
От единичных сил Х2.
Чтобы определить неизвестные Х1 и Х2 найдем величины перемещений.
Момент инерции толкающих брусьев равен.
Для определения величины перемещений необходимо знать момент инерции отвала J2 относительно главных осей. Как показали экспериментальные исследования, проведенные ВНИИСтройдормашем, в работе отвала участвует только его нижняя часть высотой порядка 0,3Н (или высоты нижней балки). Момент инерции отвала J2, подсчитанный для этого типа бульдозеров, равен.
Вычисляем силы Х1 и Х2.
Теперь, умножив все ординаты эпюр от единичных сил на величиныХ1 и Х2 и сложтив эти ординаты с соответствующими ординатами эпюры Миз от силы Ррасч в основной системе, получим эпюру изгибающих моментов в статически неопределенной системе.
Вычисленные реакции опор от сил Х=1 и Х=2 также умножим на полученные значения Х1 и Х2; геометрически складывая их с реакциями опор от сил Ррасч, получим фактическое значение реакций опор.
Строим эпюру поперечных сил Q. Чтобы определить усилия, действующие на отдельные элементы рамы, рассмотрим силы, действующие в вертикальной плоскости. Моменты М1 и М2.
Для определения усилий Rm и Rn от действия силовых факторов в вертикальной плоскости напишем уравнения моментов относительно точек m и n.
Сила, действующая вдоль толкающих брусьев.
Сила, действующая вдоль подкоса.
После того как мы нашли нагрузки в узлах, мы можем рассчитать соединение в бульдозерном оборудовании на прочность. К примеру, рассчитаем прочность пальца, который соединяет подкос с отвалом.
В работе пальцев основное значение имеют деформации среза и смятия. Касательной напряжение при срезе: . где — сила, вызывающая срез, — площадь среза. Размеры пальца: d=50мм, l=110мм.
Напряжение смятия: . где — сила, вызывающая смятие, — площадь смятия.
По справочнику конструктора машиностроителя В.И. Анурьева найдем допускаемые напряжения для пальца, сделанного из стали 45 при термообработке — ТВЧ: . следовательно, допускаемые напряжения больше напряжений, полученных в нашем расчете, значит, палец выдерживает максимальную нагрузку и может эксплуатироваться.
Расчет производительности бульдозера.
Выбираем скорости движения на участках: набор грунта v н =4,4 км/ч.
транспортирования v m =6,45 км/ч, движение задним ходом v зх =8,87км/ч.
Продолжительность элементов цикла t=l i /v i.
где: l i – длина участка м, v i – скорость движения машины м/с.
движения задним ходом.
Дополнительное время на переключение скоростей, разгрузку и распределение грунта t 4 =30c.
Число циклов за один час работы.
Коэффициент, учитывающий потери грунта.
Производительность бульдозера по формуле.
Производительность бульдозера м 3 /ч, при разработке и перемещения грунта.
где a = h/tg – ширина призмы грунта впереди отвала м; – угол естественного откоса грунта в движении град; – коэффициент, учитывающий потери грунта, принимается равным 1-0,005L ; L – дальность перемещения грунта м; n – число циклов за 1 ч работы; t – продолжительность цикла с.
t 1 – время резания грунта, с; v 1 – скорость движения трактора при резании грунта м/с; t 2 – время перемещения грунта, с; l 2 – путь перемещения грунта м.
v 2 – скорость движения трактора при перемещении грунта м/с; t 3 – время обратного хода трактора с; v 3 – скорость движения трактора при обратном ходе м/с.
t 4 – дополнительное время с, (в дополнительное время входит время на переключение скоростей до 5 с, на подъем и опускание отвала до 4 с, на разворот трактора до 10 с, на распределение грунта и др.
k p – коэффициент разрыхления грунта, т.е. отношение объема рыхлого фунта к объему того же грунта в плотном теле.
Объем работ, которую необходимо выполнить бульдозеру, сделать выемку объемом 40х100х1=4000 кубических метров. Следовательно ему понадобиться 4000/108 =37 часа.
5.251.213.148 Не является автором материалов, которые размещены. Но предоставляет возможность бесплатного использования. Есть нарушение авторского права? Напишите нам.