При одном двигателе на грейдер-элеваторе применяют дизельный многомоторный привод транспортера, его очистителя и гидронасоса управления.
Необходимая мощность двигателя:
Nk - мощность привода колесного движителя:
Ту - максимальная сила тяги, кгм/с2;
Pf- сила сопротивления качению колес грейдер-элеватора, кг;
Pf = ( G 6 + Сгэ) * f
Vg - скорость движения на первой передаче;
f- коэффициент сопротивления качению, f=0.I-0.12;
n - К.П.Д. генератора и электродвигателя, n=0.75;
Nm - К.П.Д. привода, Nm=0,75-0,85;
Nmp - мощность, затрачиваемая на привод транспортера, л.с;
Nн - мощность, затрачиваемая на привод насосов гидроуправления,
, [л.с.]
Пн - производительность гидронасосов, л/м;
Ро - давление, развиваемое гидронасосом, кг/см2;
nк - К.П.Д. гидронасоса, nк=0,7-0,85;
No - мощность, затрачиваемая на привод очистителя транспортера.
No =1-2 л.с.
Таблица 5.1. Техническая характеристика грейдер-элеваторов
Показатель | ДЗ-501 | ДЗ-507А |
Тип | Прицепной | Полуприцепной |
Дальность перемещения грунта, м | 9,0 | 10,5 |
Высота подъема грунта, м | 3,4 | 3,4 |
Рабочий орган | Дисковый | Дисковый |
Конвейер | Ленточный | Ленточный |
Длина конвейеров по оси барабанов, м | 8,5 | 7,5 |
Производительность, м3/ч, в отвал грунта | 600 | 630 |
Масса, т | 8,20 | 8,76 |
2.После выполнения расчетов необходимо провести исследования для выявления рациональных режимов применения грейдер-элеватора в конкретных условиях строительства.
2.1. Исследовать влияние состояния грунта (плотности, объемной массы), глубины копания (толщина срезаемой стружки грунта) и технологической схемы (3 варианта технологии) на производительность грейдер-элеватора
Построить соответствующие графики и дать анализ, отметив область эффективного использования грейдер-элеватора.
Исследовать возможность применения комплекса грейдер-элеваторов для производства работ в кратчайшие сроки с учетом размеров сооружаемой насыпи (250 м; 500м; 1500м; 3000м), а также исследовать:
1.Влияние технологии сооружения насыпи на производительность скрепера.
2. Влияние длины сооружаемой насыпи на производительность грейдер-элеватора.
3. Влияние состояния разрабатываемого грунта (Y, G, W) на величину возникающих сопротивлений и производительность (по заданию преподавателя).
2.2. Построить графики, проанализировать, отметив область эффективного использования грейдер-элеватора. Подготовить заключение.
5.2. Варианты индивидуальных заданий
№ п/п | Марка грейдер-элеватора | Категория грунта | Коэф. удельного сопротивления, К | Объемная масса, Y | Коэфф. разрыхления Кр |
1 | ДЗ -501 | 1 | 5000 | 1600 | 1,05 |
2 | ДЗ - 507А | 2 | 7000 | 1800 | 1,05 |
3 | ДЗ -501 | 3 | 8000 | 2200 | 1,05 |
4 | ДЗ -507А | 1 | 5000 | 1500 | 1,12 |
5 | ДЗ -501 | 2 | 8000 | 1750 | 1,12 |
6 | ДЗ -507А | 4 | 12000 | 1930 | 1,12 |
7 | ДЗ - 501 | 2 | 7000 | 1720 | 1,4 |
8 | ДЗ -507А | 3 | 10000 | 1900 | 1,4 |
9 | ДЗ -501 | 5 | 14000 | 2200 | 1,4 |
10 | ДЗ -507А | 1 | 4000 | 1550 | 1,2 |
11 | ДЗ -501 | 3 | 11000 | 1850 | 1,2 |
12 | ДЗ - 507А | 4 | 12000 | 2100 | 1,2 |
13 | ДЗ -501 | 2 | 8000 | 1650 | 1,15 |
14 | ДЗ -507А | 3 | 10000 | 1880 | 1,15 |
15 | ДЗ - 501 | 4 | 12000 | 2250 | 1,15 |
Контрольные вопросы
1 .Назначение и область преимущественного использования грейдер-элеваторов?
2. Как устроен грейдер-элеватор, его маркировка?
3. Цель тягового расчета грейдер-элеватора?
4. Основные технологические схемы отсыпки насыпи грейдер-элеватором?
Рекомендуемая литература
1. Алексеева Т.В., Артемьев К.А. и др. Машины для земляных работ. Изд. 3-е, перераб. и дополн. — М.: Машиностроение, 2005.
2. Строительные машины: Учебник для студ. ВУЗов/Под ред. Д.П. Волкова— М.: Высшая школа, 2010- с.
3. «Строительные машины. Справочник ». Том 1. «Машины для строительства промышленных, гражданских сооружений и дорог». 5-е изд. перераб. под общей ред.Э.Н.Кузина. М.: Машиностроение, 2007. с. 194.
УПЛОТНЯЮЩАЯ ТЕХНИКА-КАТКИ С ГЛАДКИМИ МЕТАЛЛИЧЕСКИМИ ВАЛЬЦАМИ
Лабораторная работа № 6
«Тяговый расчет катков статического действия»
Катки являются распространенным типом машин для уплотнения грунта. Они по конструкции просты и высокопроизводительны. Стоимость уплотнения единицы объема грунта катками несколько ниже, чем при использовании других средств уплотнения. Однако при их работе толщина уплотняемого слоя грунта значительно меньше, чем при использовании машин с технологиями трамбования или виброуплотнения.
Катки статического действия с гладкими металлическими вальцами и катки на пневматических шинах пригодны для уплотнения связных и несвязных грунтов.
Катки с гладкими металлическими вальцами могут уплотнять грунт слоями толщиной 15-20 см в плотном теле. Масса катка рассчитывается из условий эффективного уплотнения грунта, согласно которым максимальное напряжение на поверхности грунта δmах должно быть близко к пределу его прочности δр, т.е.
δ m ах = (0.9-1) δр.
Необходимое число повторных проходов обычно составляет при уплотнении несвязных грунтов 4-6, связных 10-12.
Наиболее прогрессивны и в последние годы шире применяются для уплотнения грунтов - катки на пневматических шинах, массой от 20-25т до 200т. Масса катка передается на поверхность качения через пневматическую шину.
Давление воздуха в пневматических шинах при уплотнении грунтов может быть и пределах 0.05 - 0.5 МПа, а среднее нормальное контактное напряжение при уплотнении рыхлых грунтов составляет 1.2-1,75, а в плотных 1.4-2.18. Необходимое число проходов составляет для связных грунтов 5-6, а для несвязных 3-4
. Цель работы: ознакомиться с методикой тягового расчета для выбора рационального режима работы катка статического действия с гладкими металлическими вальцами.
Содержание: записать уравнение тягового баланса для катка статического действия с гладкими металлическими вальцами с расшифровкой входящих в него величин; определив сопротивления при условиях:
а) полного использования мощности двигателя;
б) обеспечения сцепления движителей с грунтом.
Сделать вывод, какой расчетный случай является определяющим для заданных конкретных условий строительного производства.
Методическая последовательность проведения тягового расчета заключается в следующем:
1. В соответствии с вариантом задания по справочникам (указанным в списке используемой литературы) найти требуемые для расчета параметры рабочего оборудования катка статического действия с гладкими металлическими вальцами.
2. Получить у преподавателя задание и наименование программного обеспечения для выполнения тягового расчета катка статического действия с гладкими металлическими вальцами.
3.Подготовить ЭВМ для выполнения расчетов и ввести: дату, фамилию, имя, отчество, группу.\
4.Далее вводить данные для расчета в диалоговом режиме, используя подсказки базы данных программы.
5.Выполнить расчеты в соответствии с заданием на исследование влияния условий работы на производительность используемой машины.
6. Снять с принтера распечатку расчета.
7. Построить графики и дать краткий анализ проведенного исследования по установлению влияния условий производства работ на производительность катка статического действия с гладкими металлическими вальцами. Написать заключение по выполненному расчету, указать марку базового трактора (тягача).
Методика расчета
1.Записать уравнение тягового баланса для рабочего режима катка статического действия с гладкими металлическими вальцами.
При движении катка статического действия с гладкими металлическими вальцами сила тяги должна быть достаточной для преодоления возникающих сопротивлений.
При работе катка возникают следующие сопротивления:
1. Сопротивление качению вальцов или колес катка. Этот вид сопротивления движению обуславливается главным образом деформацией грунта и по своему удельному значению является наибольшим:
Wf = f 1 - B * G max,где
f1 - максимальное значение коэффициента сопротивления качению при первом проходе вальцов – f1 =0.15-0.2;
- колес катка f1=0.12-0.15;
Gmax - максимальная масса катка.
В процессе укатки коэффициент сопротивления качению при любом проходе
fn = f 1 - В * lg n , где
B - коэффициент, характеризующий вид грунта и его состояние, B=0,06 -0,08 - для несвязных грунтов;
B=0.09 -0.11 - для связных грунтов:
n - проход, для которого рассчитывается сопротивление качению.
Сопротивление движению на уклон
Wh = i * G max ,
где i -уклон, i=0,01 -0.03.
При работе катка общее сопротивление движению равно сумме сопротивлений W = G max * ( f + i ) .
При трогании катка с места, полностью загруженного балластом, на рыхлом грунте и в предельном подъеме, кроме перечисленных сопротивлений, будет возникать сопротивление сил инерции
Полагая, что движение катка равноускоренное, получим
, где
х - коэффициент учета вращающих масс, х=0,11-0,4;
g - ускорение свободного падения, м/с;
V - скорость движения катка, м/с;
t - время на разгон, t=2-3c.
Во втором случае общее сопротивление движению равно сумме
W = Wf + Wh + Wm
Для подбора тягача нужно знать его тяговую характеристику. По ней необходимо определить силу тяги, соответствующую максимальной тяговой силе Тn и наибольшую допустимую силу тяги тягача при кратковременной работе Тmах.
В целях эффективного использования тягача при работе в агрегате с катком целесообразно, чтобы Tn=W.
Кроме 'этого, необходимо проверить тягач на условие трогания катка, т.е. формирование структуры уплотняемого грунта и качество уплотнения.
Tmax>W.
Эксплуатационная производительность катков
, [м2/ч]
где L - длина укатываемого участка, м;
B - ширина укатываемой полосы, м;
A - величина перекрытия, А=0.2 м;
КB - коэффициент использования рабочего времени, Кв=0.85;
V - рабочая скорость катка;
t - время, затрачиваемое на разворот катка в конце участка, t=0.024;
n - необходимое число проходов катка, n=H/h;
H - высота насыпи, м;
h - глубина активной зоны уплотнения,
W - влажность грунта, %;
Wo - оптимальная влажность грунта, Wo=(0.3-0.5) * W;
К - радиус вальца, м;
р - линейное давление, Н/н.
, где
δ - предел прочности, МПа;
Е - модуль деформации грунта, МПа;
Е=15-20 - для связных грунтов;
Е=10-15 - для несвязных грунтов.
Варианты индивидуальных заданий
№ п/п | Маркировка катка | Грунт | Влажность | Высота насыпи Н, м | Предел прочности δ, Мпа | Длина участка | |
1 | 2 | 3 | 4 | 5 | 6 | 7 | |
1 | ДУ-82 | суглинок | 22 | 1,2 | 0,23 | 500 | |
2 | ДУ-107 | суглинок | 25 | 1,4 | 0,25 | 200 | |
3 | |||||||
ДУ-88 | суглинок | 26 | 0,26 | 250 | |||
4 | ДУ - 48А | супесь | 15 | 0,8 | 0,21 | 180 | |
5 | ДУ-9В | супесь | 16 | 0,9 | 0,2 | 400 | |
6 | ДУ – 54 | супесь | 18 | 0,8 | 0,19 | 600 | |
7 | ДУ-50 | песок | 12 | 0,9 | 0,16 | 100 | |
8 | ДУ-107 | песок | 14 | 1,1 | 0,17 | 70 | |
9 | ДУ - 48А | песок | 16 | 1,2 | 0,15 | 120 | |
1.0 | ДУ-50 | супесь | 22 | 0,8 | 0,19 | 90 | |
11 | ДУ - 49А | глина | 20 | 1,1 | 0,31 | 170 | |
12 | ДУ-9В | глина | 21 | 1,2 | 0,32 | 330 | |
13 | ДУ - 82 | глина | 22 | 1,4 | 0,33 | 270 | |
14 | ДУ-50 | суглинок | 25 | 1,2 | 0,25 | 190 | |
15 | ДУ-108В | суглинок | 26 | 1,4 | 0,26 | 1000 | |
16 | ДУ-95-2 | песок | 17 | 0,8 | 0,18 | 700 | |
17 | ДУ - 49А | песок | 18 | 0,9 | 0,15 | 620 | |
18 | ДУ-50 | супесь | 20 | 0,9 | 0,19 | 440 | |
19 | ДУ-82 | супесь | 22 | 0,9 | 0,2 | 510 | |
20 | ДУ - 49А | супесь | 25 | 0,8 | 0,22 | 380 |
Дата: 2019-03-05, просмотров: 397.