Gсц = 21235 • 9,81 = 208315 Н.
Номинальное тяговое усилие:
Тнб = Gсц • ?опт = 208315 • 0,6 =125 кН.
Среднее статическое удельное давление для гусеничных базовых машин:
q = Gб / 2Lb = 18255 / (2 • 5060 • 600) = 0,003 Н.
Если пренебречь лобовым сопротивлением движителя, а также силами инерции, то координата центра давления бульдозера может быть определена по формуле:
x = (Gб d + Rz d1 + Rx hr) / N
где Rz = Rx tg v =62,5 • tg 17 =19,1 Н,
Rx = 0,5 • 125 = 62,5 Н,
N = Gб + Rz = 21235 + 19,1 = 21254,1 Н,
x = (21235 • 5,7 + 19,1 • 5,7 + 62,5 • 0,15) /21254,1 = 5,7 м.
Удельное напорное усилие на режущей кромке:
q H = T нб / В = 125 / 3,640 = 0,029 (1 категория грунта)
где В-длина отвала.
Удельное вертикальное давление на режущей кромке:
qB = Pz / F = 10 Н/м2, (из таблице)
Длину неповоротного отвала выбирают из расчета перекрытия габарита базовой машины по ширине или наиболее выступающих в стороны элементов толкающей рамы не менее 50 мм с каждой стороны.
Высоту отвала определяют в зависимости от номинального тягового усилия тягача при скорости, подходящей для бульдозерных работ, параметров отвальной поверхности и грунтовых условий:
для неповоротного отвала
Н н ? 500 3v Тнб ? 5 Тнб = 500 • 5 ? 5 • 125 = 1875 мм.
Основные показатели отвалов
Наименование показателей | Неповоротный отвал | |
Углы, град; | ||
резание, ? | 55 | |
наклона отвала, ? | 75 | |
опрокидывания, ? | 70 - 75 | |
установки козырька, ?k | 90 - 100 | |
здания, ? | 30 - 35 | |
Радиус кривой части отвальной поверхности, R | (0,8.. 0,9) Н или по формуле | |
Длина прямой части внизу отвальной поверхности, a | по ширине ножей |
Радиус кривой части отвальной поверхности R, высота отвала H и углы резания ?, опрокидывания ? и наклона ? связаны между собой зависимостью:
R = H (sin (? ? ?) / sin ? (1 ? sin (? + ? ? ?/ 2))) =
= 1875 (sin (75 ? 55) / sin 75 (1 ? sin (75 + 55 ? 3,14/2))) = 1836,5 мм.
Скорость перемещения отвала следует выбирать такой, чтобы зарезание производилось только режущей кромки. Вертикальная составляющая скорость перемещения отвала в процессе заглубления:
Vcв < V pxp tg ? = 4,85 • tg 55 = 6,9 м/с.
2.3 Тяговый расчет
Суммарное сопротивление движению бульдозера при копании и перемещению грунта по горизонтальной поверхности:
W = Wp + W 1f + W2f + Wпр + Wв,
где сопротивление резанию Wp = k p B h = 40 • 3,64 = 145,6,
сопротивления перемещению базовой машины
W 1f = Gбм f= 15275 • 0,08 = 1222 Н
отвала W2f = Gбо ? = 2680 • 0,5 = 1490 Н
призмы волочения Wпр = V ф1 ?1 ?р = 30 • 1900 • 0,8 = 45600 Н
и грунта вверх по отвалу
Wв = V ф1 ? ?р cos 2 ? = 30 • 1900 • 0,5 • cos 2 55 = 9376,2 Н
W = 57833,8 Н = 57,8 кН.
Фактический объем грунта, перемещаемый бульдозером в конце наполнения и при перемещении:
V ф = (15275 (0,6 ? 0,08) - 2680 • 0,5 ? 3,64 • 0,05 • 40) / 1900 (0,8 + 0,5 • cos 2 55) = 3,2 м2.
2.4 Расчет на прочность
Первое расчетное положение. Внезапный упор в препятствие средней точкой отвала при движении по горизонтальной поверхности; цилиндры находятся в запертом положении.
Второе расчетное положение. В процессе заглубления отвала при одновременном движении вперед по горизонтальной поверхности трактор вывешивается на средней точке отвала; в цилиндрах развивается усилие, достаточное для опрокидывания базовой машины, относительно точки А.
Третье положение. В процессе заглубления отвала при одновременном движении вперед по горизонтальной поверхности трактор вывешивает на крайней точке отвала; в цилиндрах, развивается усилие достаточное для опрокидывание трактора относительно точки А.
Четвертое расчетное положение. В процессе выглубления отвала при одновременном движении вперед по горизонтальной поверхности трактор вывешивается на средней точке отвала; в цилиндрах развивается усилие, достаточное для опрокидывания трактора относительно точки В.
Пятое расчетное положение. В процессе выглубления отвала при одновременном движении вперед по горизонтальной поверхности трактор вывешивается на крайней точке отвала; в цилиндрах развивается усилие, достаточное для опрокидывания трактора относительно точки В.
Расчет сил, действующих на отвал, в каждом расчетном положении производят по формулам:
Коэффициент жесткости препятствия,
грунт 2-ой группы, С2 = 1 • 15275 = 15275,
угол резания 55 градусов, то С 1 = 520
тогда Со = (С 1 • С 2) / (С 1 + С 2) = (520 • 15275) / (520 + 15275) = 520
Расчетное положение | Горизонтальное усилие | Вертикальное усилие | Боковое усилье | |
Первое | Py = Gсц ?max + Vv (Gб Со /g) | ? | ? | |
Второе | Py = (Gб - Pz) ?max + Vv (Gб Со /g) | Pz = Gбм • (lA /(l + lc)) | ? | |
Третье | Py = (Gб - Pz) ?max + Vv (Gб Со /g) | Pz = Gбм • (lА /(l + +lc)) | Pх =((Gб ? Pz)• ?max •В)/ (2 (lс + l)) | |
Четвертое | Py = (Gб + Pz) ?max + Vv (Gб Со /g) | Pz = ? Gбм • (lв / lс) | ? | |
Пятое | Py = (Gб + Pz) ?max + Vv (Gб Со /g) | Pz = ? Gбм • (lв / lс) | Pх =((Gмб ? Pz)• ?max •В)/ 2 • lс |
1-е положение: Py = 208315,35 • 0,8 + 4,85 v(18255/ 9,81) • 520 = 275,4 кН.
2-е положение: Py = (21235 - 6583,8) • 0,8 + 4,85 v 1860,9 • 520 = 97,1 кН,
Pz = 18255 (2,2/(3,9 + 2,2) = 6,6 кН.
3-е положение: Py = (21235 - 6583,8) • 0,8 + 4,85 v 1860,9 • 520 = 97,1 кН,
Pz = 18255 (2,2/(3,9 + 2,2) = 6,6 кН,
Pх = ((21235 - 6,6) • 0,8 • 3,64) / (2 • (2,2 + 3,9)) = 5,1 кН.
4-е положение: Py = (21235 + 6,6) • 0,8 + 108793,1 = 125,8 кН,
Pz = ? 18255 (2,34/ 3,9) = ? 11 кН.
5-е положение: Py = (21235 + 6,6) • 0,8 + 108793,1 = 125,8 кН,
Pz = ? 18255 (2,34/ 3,9) = ? 11 кН,
Pх = ? (18255 • 0,5) / 2 = ?4,6 кН.
Усилие в гидроцилиндре:
Pг = (Pz • b ? Py • а) / 2S = (6,6 • 6,6 ? 97,1 • 1,5) / (2• 4,5) = ? 11,34
Реакции в шарнире О':
R'z =(? Рх • а ? Рz • сб + Рг • l • sin ?)/ l = (?5,1 • 1,5 ? 6,6 • 5,2 ? 11,34 • 3,6 • 0,7)/3,6 = = 19,5
R'y = (? Рх •b + Ру е ? Рг l cos?) / l = (? 5,1 • 6,6 + 97,1 • 2,7 +11,34 • 3,6 •0,7) / 3,6 = = 97,9
Реакция в шарнире О'':
R''z = 2• Pг • sin ? ? P z ? R'z = 2 (?11,34) • 0,7 ? 6,6 ? 19,5 = ?41,98
