Проведение планировочных работ бульдозером

Размещено на http://www.allbest.ru

Размещено на http://www.allbest.ru

1. Конструкция бульдозера, его работа

Бульдозер - основная машина при выполнении подготовительных работ вдоль трассы будущего магистрального трубопровода. Бульдозер состоит из базовой машины (трактора) и специального навесного оборудования (отвала с рамой или толкающими балками) (рис. 1).

По способу установки отвала относительно оси трактора, различают бульдозеры неповоротные (рис. 2, а) и универсальные (поворотные) (рис. 2, б).

Неповоротными называются бульдозеры, у которых отвал располагается строго перпендикулярно к оси трактора, а универсальными - когда отвал может быть установлен как перпендикулярно к оси трактора, так и под некоторым углом (до 600). Рабочий процесс бульдозера с неповоротным отвалом состоит из операций копания, срезания стружки, перемещения грунта перед ним и разравнивания грунта. Срезанный грунт, поднимаясь вверх по отвалу, накапливается перед ним, образуя валик, близкий по форме к треугольнику в поперечном сечении, называемый призмой волочения. При транспортировании грунта катет призмы, прилегающей к отвалу, может достигнуть его высоты. После этого отвал приподнимают, прекращая тем самым процесс резания, транспортируют срезанный ранее грунт до места разгрузки.

При разработке грунта бульдозером универсального типа срезаемый грунт будет перемещаться по ширине отвала, и отводиться в боковом, к направлению движения машины, направлении. Наиболее эффективно последняя операция совершается при установке отвала под углом к продольной оси, близким к 450. Таким методом могут вестись работы при засыпке траншей, разработке выемок на косогорах, разравнивании валиков грунта и т.п.

Рис. 1. Бульдозер (общий вид): 1 - базовая машина; 2 - толкающая балка; 3 - отвал; 4 - система управления отвалом

Рис. 2. Конструкция отвала бульдозера: а - неповоротного типа; б - универсального (поворотного) типа

2. Расчет основных рабочих параметров бульдозера

Тяговый расчет бульдозера.

Сопротивление грунта резанию и перемещению преодолевается тяговым усилием бульдозера, которое должно быть несколько больше суммы всех возникающих сопротивлений. Усилие для преодоления этих сопротивлений следует определить для наиболее тяжелых условий работы бульдозера, когда он при копании и перемещении грунта движется на подъем и призма волочения грунта достигает максимальной величины (высоты отвала). В данном примере предложена методика расчета тягового усилия бульдозера с неповоротным отвалом и бульдозера универсального типа.

При разработке грунта бульдозером с неповоротным отвалом (угол поворота отвала к оси трактора в плане равен 900) максимальное сопротивление перемещению бульдозера Р в момент окончания набора грунта отвалом складывается из следующих величин:

Р = Рр+ Рпр + Рс + Рн + Рт,

где Рр - сопротивление грунта резанию; Рпр - сопротивление перемещению призмы грунта (призмы волочения) перед отвалом; Рс - сопротивление от скольжения грунта вверх по отвалу; Рн - сопротивление трению ножа отвала бульдозера по грунту; Рт - сопротивление перемещению тягача.

Рр = КрВh;

Рm - перемещению базовой машины:

Рm = Gб.н.f;

Рн - движения отвала:

Рн= Gб.0 м;

Рпр - движения призмы волочения:

Рпр = Vфмтгр;

Рс - движения грунта вверх по отвалу:

Рв = Vфмтгрcos2в.

В приведенных формулах:

Gб.н; Gб.0 - соответственно масса базовой машины и базового отвала, кг; В - длина отвала, м; h - средняя толщина стружки, м; Кр = 4000...10000 кг/см2 - коэффициент удельного сопротивления резанию; f = 0,008...0,12 - коэффициент, сопротивления перекатыванию; м = 0,5...0,7 - коэффициент трения грунта о сталь; мт = 0,8...1,0 - коэффициент трения грунта о грунт; гр - объемная масса разрыхленного грунта, кг/м3; Vф - фактический объем грунта, перемещаемый бульдозером, м3.

Необходимая мощность (в Вт) базовой машины

N = ,

где х - скорость движения бульдозера, м/с; з - механический КПД базовой машины, равный 0,75.

Производительность бульдозера. Производительность бульдозера при резании и перемещении грунта определяют из следующего выражения:

Q = ,

где Кв - коэффициент использования бульдозера во времени (Кв = 0,8...0,9); q - объём грунта перед отвалом плотном теле, м3.

q = ,

l - длина отвала, мм; b - высота отвала, м; КП - коэффициент, учитывающий потери грунта и зависящий от длины перемещения - 0,005...1,0; Кпр - коэффициент, зависящий от характера разрабатываемых пород;

· для связных пород - Кпр = 0,8…0,9;

· для несвязных Кпр = 1,2…1,3;

ц0 - угол естественного откоса грунта;

tц - длительность одного цикла при движении без поворотов бульдозера (движение задним ходом, L0 = Lр + Lп ? 50 м), с;

tц = .

При движении на начало работ с разворотом бульдозера (L0 = Lр + Lп; 50 < Lп <100 м)

tц = ,

где Lр , LП , L0 - длина пути соответственно резания, перемещения, и обратного хода бульдозера, м; хр, хп, х0 - скорости движения соответственно при резании, перемещении и обратном ходе, м/с; t0 и tпов - время остановок на переключение передачи и поворота, с.

Производительность бульдозера при резании и перемещении грунта определяется по формуле:

П1 = ,

где Ки - коэффициент использования бульдозера по времени (Ки = 0,85...0,90); Ку - коэффициент, учитывающей влияние уклона местности на производительность бульдозера; Кр - коэффициент разрыхления (см. табл. 1.2); t - продолжительность одного цикла, с; V - объем призмы волочения перед отвалом.

V = , (4.13)

где Кпот - коэффициент, учитывающий потери грунта в процессе перемещения призмы.

Кпот = 1 - 0,005•Ln,

где Ln - расстояние на которое перемещается грунтовая призма, м (зависит от схемы движения бульдозера по строительной полосе при резании и перемещении срезаемого слоя грунта).

Выбираем скорости движения бульдозера на участках: набора грунта (резание).

нр = 2...6 км/ч, перемещения призмы нп= 4...8 км/ч, движения задним ходом нзх = 5...10 км/ч.

Продолжительность работы машины t за один цикл слагается из следующих отрезков времени:

t = ,

где tр, tп ,tзх, - соответственно продолжительность работы машины при резании грунта, его перемещении и заднего холостого движения машины; tпп - время переключения передач (tпп = 6...8с); t0 - время опускания отвала (t0 = 2...4с).

Время на выполнение процессов резания, перемещения грунта и обратного хода бульдозера рассчитывается по формулам:

Длина резания грунта бульдозером рассчитывается по формуле:

Lp = ,

где Lp - длина пути резания грунта; H - высота отвала, м; h - толщина срезанного слоя, м (0,1…0,5); ц0 - угол естественного откоса грунта.

Производительность бульдозера при планировочных работах (разравнивании грунта) определяется по формуле:

П1 = м2/ч,

где L - длина планируемого участка; ц - угол установки отвала в плане; b1 - величина перекрытия прохода (b1 = 0,5); n - число проходов по одному месту (n =1...2); н - рабочая скорость движения бульдозера (при резании); tпов - время поворота бульдозера (tпов = 10...15 с).

3. Расчет количества бульдозеров

Для определения количества единиц техники при выполнении процессов резания и перемещения грунта необходимо определить объем работ Vрп (м3) и Vпл (м2):

Vрп = B L h;

Vпл = B L,

где B - ширина строительной полосы, м; L - длина строительной полосы, м; h - толщина срезаемого слоя грунта (0,3…0,5 м).

Необходимое количество бульдозеров для выполнения необходимых объемов работ при резании и перемещении можно определить по формулам:

Nрп = Vрп/Прп;

Nпл = Vпл/Ппл,

бульдозер магистральный отвал

где Vрп и Vпл - соответственно объем работ при резании и перемещении срезаемого слоя грунта и при планировочных работах в пределах землеотвода; Ппл и Прп - необходимая производительность бульдозера при выполнении планировочных работ и при резании и перемещении.

Размещено на Allbest.ru