147379 (Проект бульдозера ДЗ-24А на базе тягача Т-180), страница 2

Коэффициент жесткости препятствия,

грунт 2-ой группы, С₂ = 1 ∙ 15275 = 15275,

угол резания 55 градусов, то С ₁ = 520

тогда С_о = (С ₁ ∙ С ₂) / (С ₁ + С ₂) = (520 ∙ 15275) / (520 + 15275) = 520

1-е положение: P_y = 208315,35 ∙ 0,8 + 4,85 √(18255/ 9,81) ∙ 520 = 275,4 кН.

2-е положение: P_y = (21235 – 6583,8) ∙ 0,8 + 4,85 √ 1860,9 ∙ 520 = 97,1 кН,

P_z = 18255 (2,2/(3,9 + 2,2) = 6,6 кН.

3-е положение: P_y = (21235 – 6583,8) ∙ 0,8 + 4,85 √ 1860,9 ∙ 520 = 97,1 кН,

P_z = 18255 (2,2/(3,9 + 2,2) = 6,6 кН,

P_х = ((21235 – 6,6) ∙ 0,8 ∙ 3,64) / (2 ∙ (2,2 + 3,9)) = 5,1 кН.

4-е положение: P_y = (21235 + 6,6) ∙ 0,8 + 108793,1 = 125,8 кН,

P_z = − 18255 (2,34/ 3,9) = − 11 кН.

5-е положение: P_y = (21235 + 6,6) ∙ 0,8 + 108793,1 = 125,8 кН,

P_z = − 18255 (2,34/ 3,9) = − 11 кН,

P_х = − (18255 ∙ 0,5) / 2 = −4,6 кН.

Усилие в гидроцилиндре:

P_г = (P_z ∙ b − P_y ∙ а) / 2S = (6,6 ∙ 6,6 − 97,1 ∙ 1,5) / (2∙ 4,5) = − 11,34

Реакции в шарнире О':

R'_z =(− Р_х ∙ а − Р_z ∙ с_б + Р_г ∙ l ∙ sin λ)/ l = (−5,1 ∙ 1,5 − 6,6 ∙ 5,2 − 11,34 ∙ 3,6 ∙ 0,7)/3,6 = = 19,5

R'_y = (− Р_х ∙b + Р_у е − Р_г l cosλ) / 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∙ P_г ∙ sin λ − P _z − R'_z = 2 (−11,34) ∙ 0,7 − 6,6 − 19,5 = −41,98

R''_y = P_y − 2∙ P_г cosλ − R'_y = 97,1 − 2∙ (−11,34)∙ 0,7 − 97,9 = 15,1

Для определения боковых реакций, действующих в шарнирах, необходимо рассмотреть усилие, действующие в плоскости рамы отвала.

А. Реакции в шарнирах от действия силы Р_у

R'_xPy = R''_xPy = (▲_p + ▲_ip)/ h δ₁ + (P _y ξ₁) / 2 h,

где ko = 0,15 ∙ l/h = 0,15 ∙ 3,6 / 6,6 = 0,08,

δ₁ = (2/3 (1 − μ²) + k _o (1 − 4/3 v)) = 2/3 ((1 − 0,5²) + 0,08 (1 − 4/3 ∙ 4,85)) = 0,94

l = 3,6 м, h = 6,6 м, v = 4,85, ξ ₁ = 0,15, μ =0,5, P _y = 97,1

▲_p = − 1/3 (1+ k₁ ∙ v) ξ₁ ∙ l ∙ P _y = − 1/3 (1+ 0,08 ∙ 4,85)∙0,15 ∙3,6 ∙97,1 =

= −21,5

Величина ▲_ip зависит от соотношений между ξ и v:

а) при ξ1 < v

▲_ip = ξ₁∙ l ∙ k_o ((0,5 − v)² / 2 + (((0,5 − ξ₁) +(v (v − ξ₁))/3v) ∙ ξ²₁ +

+ (1+ ((v (v − ξ₁)) /2μ) − ((v+ξ₁) ∙ (v² − ξ²₁) / 2v)) P_y =

= 0,15∙3,6∙0,08 ((0,5 − 4,85)² /2 +(((0,5 − 0,15) +(4,85 (4,85− 0,15))/3∙4,85)∙0,15² + (1 + ((4,85 (4,85 − 0,15))/2∙ 0,5) − ((4,85+0,15) ∙ (4,85² − 0,15²) / 2∙ 4,85)) ∙ 97,1 = 34,7

R'_xPy = R''_xPy =(−21,5 + 34,7)/ (0,94 ∙ 6,6) + (97,1 ∙ 0,15) / (2 ∙ 6,6) = 3,2

Б. Реакции в шарнирах от действия сил Р_г

R'_xPг = R''_xPг = 2 ((▲_p +▲_pi)/ (δ₁ ∙ h) + (P_г ∙ ξ₂ ∙ cos λ)/ 2h =

= 2 ((−21,5 + 34,7) / (0,94 ∙ 6,6) + (− 11,34 ∙ 0,15 ∙ 0,7)/ 2 ∙ 6,6 = 2

В. Реакция в шарнирах от действия силы Р_х

Боковые реакции от силы Р_х

R'_xPх = R''_xPх ≈ (b /h) ∙ (P_x/2) = (6,6 /6,6) / (5,1 /2) = 2,55

Суммарная реакции в шарнирах О' и О''

R'_x = ∑ R'_xPi = 3,2 +2 + 2,55= 7,75

R"_x = ∑ R"_xPi = 3,2 + 2+ 2,55 = 7,75

Г. Реакция в шарнирах от действия силы Р_у

R'_xPу = R''_xPу = (▲_p +▲_pi)/ (δ₁ ∙ h) + (Р_у ∙ξ₁) / 2 h =

= (− 21,5 + 34,7) /(0,94 ∙ 6,6) + (97,1 ∙ 0,15) / 2∙ 6,6 = 3,2

Д. Реакция в шарнирах от действия силы Р_г cosλ

R'_xPг = R''_xPг = 2 ((▲_p +▲_pi)/ (δ₁ ∙ h) + Р_г cosλ / 2h) =

= 2 ((− 21,5 + 34,7) /(0,94 ∙ 6,6) + (− 11,34 ∙ 0,7)/ 2 ∙ 6,6) = 3

Е. Реакция в шарнирах от действия силы Р_х

R'_xPх = R''_xPх = (P_x ∙ b) / (2h) = (5,1 ∙ 6,6) / (2 ∙ 6,6) = 2,55

Суммарная реакция в шарнирах

R'_x = ∑R'_xPi = 3,2 + 3 + 2,55 =8,75 +7,75 =16,5

R"_x = ∑R"_xPi = 3,2 + 3 + 2,55 =8,75 + 7,75 = 16,5

2.5 Производительность при разработке грунта

П _т = 3600 V _ф / Т_ц, м³/ч

Время цикла

Т _ц = t _px + t _ох+ t _ов = 100 + 75 + 20 = 200 с.

П _т = (3600 ∙ 3,2) / 3,3 = 3490,9 м³/ч.

3. Технический раздел

3.1 Организация и технология производства работ

Бульдозеры применяют для строительства земляного полотна автомобильных и железных дорог, сооружения плотин и дамб, рытья каналов и котлованов, засыпки траншей и ям, планировки строительных площадок, территорий и орошаемых полей, очистки дорог и аэродромов, подготовки трасс, валки деревьев, корчевке пней, срезке и уборке кустарников и мелколесья, уборке валунов и других работ.

Бульдозеры-рыхлители используют на этих же работах, но для рыхления промерзших грунтов и при разработке прочных и скальных грунтов.

Рабочий цикл бульдозера включает следующие операции: опускание отвала в требуемое положение, резание и набор грунта, перемещение грунта, укладка грунта, передвижение бульдозера в исходное положение.

Основной операцией цикла является резание и набор грунта. Ее осуществляют при прямолинейном движении бульдозера на первой передаче при угле резания 55–60° – на легких грунтах и планировочных работах и 45–55° – на плотных грунтах, применяя наиболее целесообразные способы срезания стружки в зависимости от категории грунтов и видов работ. Так, на планировочных работах при наборе грунта под уклон применяют способ постоянной толщины стружки (прямоугольный). На глинистых грунтах стружку срезают переменной толщины клиновым или гребенчатым способом. Последний способ срезания стружки применяют и при разработке супесчаных грунтов.

Для облегчения разработки плотных и мерзлых грунтов их рыхлят бульдозерами-рыхлителями. Рабочий их цикл состоит из следующих операций: опускание зубьев и их заглубление в грунт, рыхление грунта, выглубление зубьев рыхлителя и возвращение рыхлителя в исходное положение (холостой ход). Если при рыхлении и перемещении грунта используют бульдозеры-рыхлители, то сначала они разрыхляют грунт на определенном участке и работают по циклу рыхлителя, а затем перемещают его отвалом бульдозера.

Набор грунта ускоряется при движении бульдозера под уклон и при работе с острыми ножами. Наиболее целесообразный уклон 10–15°. Ножи следует переставлять или затачивать (если они уже переставлялись) через 400–600 ч работы на песчаных и через 1000–1200 ч – на глинистых грунтах.

Перемещение грунта к месту его укладки осуществляют на первой передаче бульдозера. На уклонах его скорость может быть повышена. При этом увеличивается и производительность бульдозеров. Так, при уклоне 10° производительность возрастает более чем на 30% по сравнению с производительностью бульдозера, перемещаемого грунт при нулевом уклоне.

Для уменьшения потерь грунта при его перемещении бульдозер рекомендуется снабжать уширителем, удлинителем, а также применять траншейный способ перемещения грунта, спаренную работу бульдозеров и другие способы.

Укладка грунта осуществляется послойной отсыпкой, местной отсыпкой без разравнивания и местной отсыпкой с разравниванием. Послойная отсыпка применяется при возведении насыпей, дамб. Грунт при этом разравнивают при приподнятом отвале бульдозера. Толщина слоя отсыпки 20–25 см. Местную отсыпку без разравнивания используют при засыпке рвов, котлованов, устройстве оградительных валов, а с разравниванием – при подсыпке грунта к искусственным сооружениям, засыпке траншей и других работах.

Передвижение бульдозеров в исходное положение должно осуществляться на максимально возможной скорости. При дальности передвижения до 70 м бульдозер целесообразно возвращать в забой задним ходом, а при большем расстоянии – передним ходом.

Существенное влияние на результаты работы бульдозеров оказывает схема их движения в рабочем цикле. Наиболее распространенной является челночная схема, при которой перемещение грунта производится при движении бульдозера передним ходом, при заднем ходе бульдозер совершает холостой ход.

Применительно к видам земляных сооружений и условиям их строительства используют различные способы их возведения. Так, при разработке выемки, когда излишки грунта необходимо укладывать в кавальеры, применяют поперечный способ разработки. Бульдозер при этом перемещается в поперечном направлении относительно выемки по челночной схеме, сдвигая грунт в кавальеры в одну или обе стороны выемки. В том случае, если длина выемки небольшая и разработанный грунт необходимо укладывать в прилегающую насыпь, применяют продольный способ разработки.

Возведение насыпей также осуществляют двумя способами: поперечным и продольным. При первом способе грунт в насыпь перемещают из одностороннего или двустороннего резерва. В первом случае укладку грунта в насыпь начинают с противоположного ее края, а во втором – с центра. Применение бульдозеров на возведении насыпей эффективно при подъеме ее откосов до 0,3.

Разработку косогоров при пологих склонах целесообразно вести поперечными проходами бульдозера, перемещая грунт вдоль склона в полунасыпь. При больших углах их наклона используют продольный способ разработки с применением бульдозеров с поворотным отвалом. В этом случае первые проходы совершают вдали от края косогора; при последующих проходах грунт сдвигают в полунасыпь, при этом соблюдают особую осторожность во избежание сползания и опрокидывания бульдозера по склону.

Засыпку траншей бульдозерами с неповоротным отвалом осуществляют прямыми проходами в поперечном направлении относительно оси траншеи. Часть грунта из насыпи захватывается краем отвала и перемещается в траншею. При заднем ходе бульдозер смещается в сторону насыпи, и операция повторяется. При глубине траншеи 1,5 м и более грунт перемещают в нее не при каждом проходе, а через один – два, чтобы не допустить обвала стенок траншеи и сползания бульдозера.

При засыпке траншей бульдозерами с поворотным отвалом их отвал устанавливают под углом к продольной оси машины и с поворотом в правую сторону. Бульдозер, совершающий проходы под углом 30–40° к оси траншеи, сдвигает грунт. При перемещении небольшого вала грунта применяют продольный способ движения бульдозера с поворотным отвалом вдоль траншеи, установив его отвал под углом к продольной оси машины.

Планировочные работы на горизонтальных площадях (срезание небольших холмов, гребней, бугров и засыпание понижений, ям и канав) осуществляют несколькими проходами бульдозера. Схемы движения бульдозера выбирают применительно к рельефу и размерам планируемой площади. Первые проходы осуществляют последовательно один за другим, а последние – со смещением на 3/4 ширины отвала, чтобы исключить появление валиков. Окончательную чистовую планировку проводят при наполнении отвала грунтом на 1/2 – 2/3 его высоты. Это позволяет легко срезать выступы и заполнить грунтом понижения. Отделку поверхности рекомендуется вести при заднем ходе бульдозера и «плавающем» положении отвала. Высокая точность планировки обеспечивается при движении бульдозера взаимно перпендикулярными проходами.

Более производительно и качественно чистовую планировку осуществляют с помощью системы автоматического управления отвалом «Комбиплан-ЮЛ», смонтированной на бульдозере ДЗ-110А-1. Подготовка ее к работе осуществляется следующим образом. В точке определенной высотной отметки над грунтовой поверхностью устанавливают треногу с излучателем так, чтобы его луч проходил над кабиной бульдозера, размещенного на планируемой площадке, опускают отвал на поверхность грунта и регулируют по высоте положение фотоприемники с помощью устройства, добиваясь того, чтобы луч излучателя воспринимался фотоприемником.

Корчевку пней бульдозером осуществляют движением его вперед при упоре в него отвала. У крупных пней предварительно подрезают корни ножами отвала. Если при этом усилий бульдозера будет недостаточно, то корчуют пень раскачиванием его повторными включениями сцепления.

Крупные камни и валуны, частично находящиеся на поверхности земли, удаляют бульдозерами такими же приемами, как и при корчевке пней.

Срезку кустарника и мелколесья производят движением бульдозера вперед при заглубленном в грунт отвале на глубину 10–20 см. Срезанный кустарник и мелколесье перемещают к месту образования вала.