Значения удельных сопротивлений грунта резанию и копанию

Наименование грунта	Категория	Объемная масса в плотном теле, кг/м^3	Коэффициент разрыхления	Удельное сопротивление грунта резанию, МПа
				нож бульдозера	нож скрепера
Песок рыхлый, сухой	I	1200...1600	1,05...1,1	0,01...0,03	0,02...0,04
Песок влажный, супесь, суглинок разрыхленный	I	1400...1800	1,1...1,2	0,02...0,04	0,05...0,1
Суглинок, средний и мелкий гравий, легкая глина	II	1500...1800	1,15...1,25	0,06...0,08	0,09...0,18
Глина, плотный суглинок	III	1600...1900	1,2...1,3	0,1...0,16	0,16...0,3
Тяжелая глина, сланцы, суглинок со щебнем, гравием	IV	1900...2000	1,25...1,3	0,15...0,25	0,3...0,4
Сцементировавшийся строительный мусор, взорванная скальная порода	V	1900...2200	1,3...1,4	0,2...0,4	-

 

Средняя толщина срезаемого слоя:

Длина участка набора грунта:

 

Выбираем скорости движения на участках: набора грунта =3,7 км/ч, транспортирования =4,4 км/ч, движения задним ходом =4,96 км/ч.

 

Продолжительность элементов цикла:

,

где: l_i, — длина участка;

 — скорость движения машины.

Продолжительность набора грунта:

Продолжительность транспортирования грунта:

Продолжительность движения задним ходом:

Дополнительное время на переключение скоростей, разгрузку и распределение грунта t ₄ = 30 с.

Продолжительность цикла:

Число циклов за один час работы:

Коэффициент, учитывающий потери грунта:

.

Производительность бульдозера по формуле (1):

 

РАСЧЕТ МЕТАЛЛОКОНСТРУКЦИИ НЕПОВОРОТНОГО ОТВАЛА БУЛЬДОЗЕРА

 

В процессе работы есть вероятность попадания рабочего органа на непреодолимое препятствие (валуны, корни деревьев, скрытые строительные конструкции и т.п.). В таком случае на отвал бульдозера действуют силы Р_х, Р_у, Р _z. Необходимо определить силы Р_ц, действующие на штоки гидроцилиндров, а также внутренние силовые факторы и напряжения в поперечных сечениях толкающих брусьев 2, подкосов 3, раскосов 4. Схемы сечений элементов показаны на рисунке 2. Расчетная схема неповоротного отвала бульдозера представлена на рисунке 3.

В качестве примера рассчитаем внутренние силовые факторы и напряжения, возникающие в элементах металлоконструкции неповоротного отвала бульдозера (рис. 2 и 3). Исходные данные для расчета: Р_х =70 кН, Р _y =6 кН, Р _z =10 кН, b =1100 мм, b ₁=500 мм, b ₃=2400 мм, b ₅=800 мм, b ₆=490 мм, h =800 мм, h ₁=100 мм, е =500 мм, L =2600, α =70°, β =68°, γ =48°, D =83 мм, δ =9 мм, В =120 мм, δ ₁=8 мм.

 

Рис. 2. Сечения: а – раскосов и подкосов;

б – толкающих брусьев

 

1) Расчет усилий Р_ц в штоках гидроцилиндров

Рассмотрим равновесие системы «толкающие брусья - отвал». Запишем уравнения моментов относительно оси у (рис. 4):

После преобразования получим:

Рис. 3. Расчетная схема неповоротного отвала бульдозера

 

Рис. 4. Схема усилий в элементах отвала бульдозера

 

Расчет усилий в шарнире А

Запишем уравнение равновесия моментов относительно оси z для системы «толкающие брусья - отвал»:

После преобразования получим:

Уравнение равновесия моментов относительно оси х:

В результате преобразований получим:

 

Расчет усилий в шарнире С

Усилия в шарнире С рассчитываем также из условий равновесия системы «толкающие брусья - отвал».

Из условия равновесия проекций сил на ось у получим:

R_Cy = P_y =6 кН.

Условие равновесия моментов относительно оси z ₁ можно записать как:

После преобразований получим:

Условие равновесия моментов относительно оси x ₁ можно записать как:

 

После преобразований получим: