Баланс мощности самоходного грейдер-элеватора

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: 35.