Модернизация автогрейдера ДЗ-141

Продуктивність автогрейдера за зміну можна визначаєти  за формулою:

 

де,

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

  

 

 

Продуктивність автогрейдера виражається в обсязі вирізаного і переміщеного грунту за одиницю  часу, в кілометрах профільованою  дороги або в квадратних метрах спланованою  площі.

Розглянемо розрахунок продуктивності при зведенні земляного полотна  дороги висотою до 0,75 м. В даному випадку продуктивність визначається за формулою:

 

 

  

 

 

  

 

. 

 ()

Число проходів відповідно при переміщенні та зрізу:

 

 

 

Де,

 

 

 

 

 

При висоті насипу більше 0,75 м кількість проходів для переміщення  збільшується до 20%.

Дорожній просвіт - це відстань між рівною поверхнею дороги і  ріжучою кромкою відвалу, піднятого  в транспортне положення.

350 мм

 

 

 

 

2.6 Визначення  бази та колії.

Колія і база повинні бути такими, щоб забезпечувалось вільне переміщення і обертання відвалу в плані на 360°.

Для стійкого руху автогрейдера при  вирізанні кювету з найбільшою шириною захвата необхідно, щоб колеса рухались по краях забою.

 

Розмір колії визначають по формулі:

 

 

д, ширина шини.

Глибину стандартного кювету приймають  від 0,4 до 0,5 м в залежності від маси машини.

Мінімальний розмір бази двовісного автогрейдера визначається можливістю повного повороту відвала між колесами автогрейдера

База двовісного автогрейдера:

 

 

де  мінімальний зазор між відвалом і шиною, 50 мм;

 діаметр шини.

База тривісного автогрейдера:

 

 

 

де  зазор між колесами балансира, орієнтовно, =(2...2,5) мм.

Кут різання ножа вимірюється між площиною, проведеною від ріжучої кромки ножа дотично до циліндричної поверхні лобового листа відвала, і опорною поверхнею автогрейдера. Цей кут регулюється в залежності від роду виконуваних машиною робіт.

 

 

2.7. Підбір шин на автогрейдер.

 землерийно-транспортних  машин проводять по найбільшому допустимому вертикальному навантаженню на шину при заданій швидкості руху машини, відповідно до ГОСТ 13298-78 (табл. 1.2).

Навантаження на колесо переднього моста можуть досягати:

• для тривісної машини - до 0,15 G;

Визначивши максимальне  навантаження на колесо автогрейдера в транспортному положенні по табл. 2.7.1 підбираю шину 320-520/12.00-20/ вантажопідйомність якої при швидкості машини 45...50км/год рівна 21582 H навантаженню на колесо.

 

Таблиця 2.7.1

Параметри пневматичних шин

Позначення шини	Розміри шини, мм			Максимальне навантаження, що допускає- ться на шину,Н	Тиск у шині, який відпов- відає макси- мально допу- стимому нав- вантаженню, мПа
	Зовнішній діаметр	Ширина профілю, не більше	Статичний радіус
300-457/11,00-18/	104008	311	4824	16186	0,35
320-457/12,00-18/	108408	337	5055	18148	0,35
340-457/13,00-18/	113208	351	5255	18835	0,30
320-508/12,00-20/	114208	355	5305	21582	0,42
370-508/14,00-20/	126010	390	5835	28056	0,39
410-508/16,00-20/	138410	460	6325	24525	0,25
500-610/18,00-24/	159015	510	7328	53955	0,28

 

Бічний винос відвалу  передбачає величину поздовжнього переміщення  відвалу від осі симетрії тягової  рами в обидві сторони.

Дорожній просвіт - це відстань між рівною поверхнею дороги і  ріжучою кромкою відвалу, піднятого  в транспортне положення.

350 мм

 

Заглибленням відвалу  називається відстань по вертикалі, вимірювана по ріжучій кромці ножа в положенні, коли відвал знаходиться  на опорній поверхні автогрейдера і  в положенні максимально опущеному  нижче опорної поверхні.

 

Колісна схема регламентує  число осей автогрейдера та їх призначення.

 

 

 

 

Кутом для зрізання відкосів у називається кут між опорною  поверхнею і ріжучою кромкою  відвалу, винесеного за межі основної рами і нахиленого так, що один край кромки знаходиться на опорній поверхні, а другий максимально піднятий.

Кут нахилу відвалу аналогічний  попередньому тільки при симетричному положенні відвала щодо поздовжньої  осі автогрейдера.

 

Кут захоплення кут в плані між ріжучою кромкою відвалу і віссю автогрейдера ( = 0 ± 90 °); при вирізанні грунту = 30...40 °; при переміщенні = 60...75°, при плануванні = 90°.  

Довжина, ширина, висота Д-Ш-В- габаритні розміри, що охоплюють  всі виступаючі частини автогрейдера.

Колія передніх і задніх коліс Вп, В3 являє собою відстань між осями лівих і правих коліс.

 

Колісна база загальна Li - відстань, виміряний вздовж машини між віссю  передніх коліс і віссю гойдання балансирів задньої візки.

Колісна база заднього візка L0 - відстань, виміряний вздовж машини між осями коліс заднього візка.

 

 

РОЗДІЛ 3

Визначення навантажень, що діють на автогрейдер

3.1. Визначення робочих опорів

У процесі роботи автогрейдера виникають  сили опору його руху різного характеру  та значень. Виходячи зі значень цих  опорів розраховують уточнену потужність двигуна машини та визначають зусилля, що виникають в елементах конструкції  для використання їх при розрахунку останніх на міцність.

Розрізняють два характерних режими руху автогрейдера - тяговий (робочий) та транспортний.

Тяговий (робочий) режим:

Тяговим, або робочим, називається  режим руху машини в процесі копання та переміщення ґрунту або виконання інших видів робіт. Для тягового режиму характерні більші тягові зусилля й малі швидкості руху машини.

Для визначення опорів, що виникають  у робочому режимі при копанні  і переміщенні ґрунту автогрейдером, повинні бути відомі:

• рід ґрунту і характеристики його фізико - механічних властивостей;
• розміри відвала і кути його установки;
• сила ваги автогрейдера.

При роботі автогрейдера в тяговому режимі мають місце та долаються  ряд наступних опорів.

Опір ґрунту різанню:

 

 

де  питомий опір різанню ґрунту, (величина при оптимальних значеннях кутів різання і захвату залежить від фізико-механічних властивостей ґрунту й перебуває в межах 0,12...0,2 мПа);

 площа поперечного перерізу  стружки ґрунту, що вирізається,  м².

При різанні  всією довжиною відвала:

 

 

де, товщина стружки(глибина різання)

 

 

При різанні  кінцем відвала із зануренням його на половину довжини

 

де, найбільша глибина різання;

 кут різання рівний 30...40° при різанні ґрунту, 60...75⁰ при переміщенні ґрунту та 90° - при виконанні планувальних робіт;

 кут нахилу ножа у вертикальній  площині нормальній до поздовжньої  вісі машини, при різанні ґрунту  0...30°.

Опір переміщенню призми волочіння  ґрунту перед відвалом визначається за формулою:

 

 

де, сила ваги ґрунту в призмі волочіння;

коефіцієнт внутрішнього тертя ґрунту =0,7...1,0 (табл. 3.1.1);

 маса ґрунту в призмі волочіння;

  прискорення вільного падіння, = 9,8 м/с²;

Маса  ґрунту в призмі волочіння:

 

 

де, об'єм призми ґрунту перед відвалом з урахуванням того, що частина довжини відвала занурена в ґрунт при різанні ґрунту:

 

 

де середня глибина різання ( при різанні всією довжиною відвала та при різанні кінцем відвала);

 кут природного укосу насипного  ґрунту рівний 30...40°;

  щільність ґрунту 1,6...1,7 т/м³;

коефіцієнт заповнення відвала ґрунтом, =1,8...2,0.

Таблиця 3.1.1

Значення коефіцієнта  зовнішнього та внутрішнього тертя грунтів

Грунти
Піски Супіски Суглинкі Глини Щебені	0,4…0,5 0,35…0,45 0,5…0,7 0,6…0,7 0,9	0,6…0,7 0,5…0,6 0,75…0,85 0,7…1,0 0,84

 

Опір переміщенню ґрунту вздовж відвала:

 

 

де, коефіцієнт тертя ґрунту по відвалу, = 0,75 (табл. 1.3).

Опір переміщенню ґрунту вгору  по відвалу:

 

 

де, кут різання ґрунту ножем відвала;

  кут захвату відвала в плані.

Опір перекочуванню коліс (переміщенню  машини як візка) :

 

 

де, сила тяжіння автогрейдера;

 кут підйому ділянки  місцевості в напрямку руху, град;

 коефіцієнт опору коченню  коліс; = 0,03...0,1 (табл. 1.4);

 коефіцієнт, який враховує  частину сили тяжіння, що сприймається відвалом, в середньому = 0,25.

Опір на подолання підйому машини по укосу:

 

 

Таким чином, загальний  опір при сталому робочому режимі автогрейдера визначаються сумою опорів:

 

 

Транспортний  режим :

Транспортним режимом  називається рух машини з піднятим відвалом по дорозі або робочому майданчику холостим ходом, або з одного об'єкта виконання робіт на інший.

Для транспортного режиму характерні більші швидкості та малі тягові зусилля.

При транспортному режимі мають  місце наступні опори:

 

 

Опір перекочуванню коліс:

 

 

приймаємо 6

В транспортному режимі = 0,03...0,05 (Таблиця 3.1.2), приймаємо, що = 0,04

Таблиця 3.1.2

Значення коефіцієнта  опору кочення шини,

Поверхня кочення
Асфальт	0,015
Укочена суха заміська дорога	0,03…0,05
Свіжозоране поле	0,16
Пісок : сухий вологий	0,2 0,16

 

Опір підйому машини по укосу:

 

 

Сила опору повітря переміщенню  автогрейдера:

 

 

де, коефіцієнт опору (обтічності), = 0,6...0,7 Hс²/м⁴;

с²/м⁴

 лобова площа опору (приблизно  визначається як добуток величини  колії машини на її максимальну  висоту), м²;

 

 

висота автогрейдера.

 швидкість руху автогрейдера, м/с.

Під час руху автогрейдера мають місце також сили інерції, але на попередніх етапах проектування машини в зв’язку зі складністю визначення їх можна не враховувати.

 

3.2 Розрахунок потрібної сили тяги автогрейдера

 

Потрібна сила тяги ведучих  коліс автогрейдера в робочому режимі повинна відповідати умові:

 

 

сила ваги автогрейдера, що приходиться на ведучі колеса,

 

 

 

коефіцієнт зчеплення коліс  із грунтом(Таб 3.2.1)

Таблиця 3.2.1

Значення коефіцієнта  зчеплення коліс з опорною  поверхнею,

Дорожні умови
Пухкий свіжо висипаний  грунт
Щільний грунт оптимальної  вологості
Пісок природного залягання :    сухий    вологий
Грунтова дорога :    суха    у період бездоріжжя Сухе асфальтне або  бетонне шосе

 

 

 коефіцієнт використання зчіпного ваги.

сила тяги на ведучих  колесах

Для колісних схем xx та 0,8...0,9 для автогрейдерів з усіма ведучими колесами = .