Определение усилий выглубления и заглубления рабочего оборудования рыхлителя.
бщий расчет рыхлителя состоит из установления конструктивной схемы, размеров и массы рабочего оборудования, определения основной рабочей нагрузки (расчетных сил сопротивления рыхлению), тягового расчета, вычисления необходимой номинальной силы тягача и мощности двигателя, а также усилий заглубления и подъема рабочего органа.
Исходными данными общего расчета являются задание на проектирование, в котором указывается производительность рыхлителя и технологические условия: расчетные характеристики грунта и технологическое назначение рыхлителя, а также дополнительные требования на тип ходового устройства, систему управления и др.
В зависимости от этих условий принимается число зубьев, их ширина расстояние между ними, вычисляется глубина рыхления, соответствующая заданной производительности, назначаются размеры и форма зубьев (их длина, вылет, углы резания и заострения, ширина и очертания) [13].
Основная рабочая нагрузка (касательная составляющая сопротивления грунта рыхлению) Pк при рыхлении мерзлых грунтов может быть определена по формуле, предложенной А.Н. Зелениным [14]:
Н; (8.1)
где С – число ударов динамического плотномера; h – глубина рыхления, см; s – ширина резания, см; α- угол резания, град; μ – коэффициент учитывающий вид резания: при блокирован резании μ=1, при полублокированном – 0,75; при свободном – 0,5; Δ – коэффициент, учитывающий затупление наконечника зуба, его значение может изменяться 0,85 до 2.
|
|
|
Нормальную составляющую сопротивления грунта рыхлению можно определить по условию:
; (8.2)
где α- угол резания, φ – угол трения грунта о материал наконечника.
Усилие Рн – при установившемся процессе рыхления и остром наконечнике зуба рыхлителя направлено в массив грунта, т.е. рабочий орган как бы затягивается в грунт. При затуплении наконечника зуба во врем заглубления несущая способность грунта может оказаться больше усилия, прикладываемому к зубу. В этом случае Рн будет направлена вверх.
Тяговое усилие базовой машины Рт, определяемое условиями сцепления должно быть больше или равно сумме сопротивлений W, действующих на рыхлитель при разработке грунта:
Рт ≥ W
Расчетную величину Ртр определяют в зависимости от соотношения Рдв и Рсц, которые определяют соответственно по формулам:
; (8.3)
; (8.4)
где Рдв – тяговое усилие развиваемое двигателем тягача, кН; Nдв – мощность двигателя тягача, кВт; V – скорость передвижения, км/ч; η – КПД трансмиссии; Рсц – тяговое усилие тягача, которое может быть реализовано по условиям сцепления ходового оборудования с грунтом; Gсц – сцепной вес рыхлителя; φ – коэффициент сцепления.
|
|
|
Для гусеничного тягача, имеющего только рыхлительное оборудование:
; (8.5)
где Gδ –сцепной вес базового тягача.
При навешивании на тягач бульдозерного и рыхлительного оборудования:
; (8.6)
Если Рдв < Рсц, то за расчетное значение Рт принимается Ртр=Рдв. При Рдв > Рсц, зарасчетное значение Ртр принимается Ртр=Рсц.
При определении суммарного сопротивления рыхлителя необходимо учитывать направление нормальной составляющей Рн, которая, в случае затягивания зуба, направлена вниз, увеличивает сцепной вес.
Сумма сопротивлений передвижению тягача в процессе рыхления:
; (8.7)
где Gо – вес бульдозерного оборудования; G'о – вес рыхлителя; f – коэффициент сопротивления передвижению; i – уклон местности.
Максимальное усилие заглубления в грунт рыхлителя определяют из условия вывешивания базового тягача относительно ребра А (рис. 8.5 а).
Из условия равновесия ∑Ма = 0 можно записать:
; (8.8)
Усилие подъема зуба рыхлителя Рв определяют из условия опрокидывания базового тягача относительно ребра В при максимальной глубине рыхления (рис. 8.5 б). Из условия равновесия ∑Мв = 0.
|
|
|
; (8.9)
Рис.8.5 Схемы к расчету усилий на зубьях рыхлителя: а – при заглублении; б – при подъеме.
При расчете на прочность рыхлительного оборудования учитывают динамические нагрузки, действующие на рабочий орган при встрече с непреодолимым препятствием. Для предварительных расчетов наибольшее нагрузки на рабочем органе рассчитывают с учетом коэффициента динамичности кд в виде Рт.д. = Рт.р.·кд (кд = 2÷2,5 при механической трансмиссии). Для тракторов с гидромеханической трансмиссией кд = 2 в начале заглубления и кд = 1,5 при наибольшей глубине рыхления с максимальным вылетом зубьев. Тяговое усилие Рт.р. принимают по тяговой характеристике тягача при рыхлении на наибольшую глубину со скоростью 1-1,5 км/ч и в начале заглубления со скоростью 2-2,5 км/ч. При работе с толкачом суммарное тяговое усилие:
; (8.10)
где Ртол – тяговое усилие толкача; ко =0,6÷0,7 – коэффициент использования тягового усилия толкача.
Эксплуатационную производительность рыхлителя, м3/ч, определяют по формуле:
; (8.11)
где Vраб – скорость рабочего хода, км/ч; hр – глубина рыхления; Lр.х. – длина рабочего хода в одну сторону; tпов – время одного разворота в конце участка с учетом выглубления зубьев; tпов =15÷20 с.
|
|
|
Ширина захвата при рыхлении:
; (8.12)
где кпер – коэффициент перекрытия проходов, кпер = 0,75; вн – ширина зуба; Z –количество зубьев; βс – угол скола грунта по вертикали, βс = 15÷450 (меньшее значение при рыхлении мерзлых и талых грунтов, большее – при рыхлении талых грунтов); S – шаг зубьев.
Корчеватели - собиратели.
Корчеватели – собиратели применяют для извлечения (корчевания) из грунта камней массой до 3 т, пней диаметром до 0,45 м, корневых систем, сплошной корчевки кустарника и мелколесья, транспортирования на близкое расстояние толканием пней, камней, кустарника и поваленных деревьев, а также погрузки камней и крупных пней в транспортные средства. На (рис. 8.6, б) показан корчеватель – собиратель на базе гусеничного трактора с передним и задним расположением навесных рабочих органов. Передний корчеватель имеет износостойкие сменные зубья 3, смонтированные на толкающей раме. Поворот зубьев относительно рамы в вертикальной плоскости и подъем опускание рамы с зубьями осуществляется гидроцилиндрами. Процесс корчевания крупных камней, пней и корней деревьев производится путем заглубления под них зубьев корчевателя и одновременном поступательном движении машины вперед. Задний корчеватель 4 смонтирован на балке подвески и меняет свое положение в вертикальной плоскости с помощью гидроцилиндров. Гидроцилиндры переднего и заднего корчевателей работают от гидросистемы трактора. Часовая производительность при корчевании пней составляет до 45….55 шт, при уборке камней – до 15….20 м3, при сгребании срезанных деревьев, выкорчеванных пней и кустарника – до 2500…4000 м2.
Кусторезы.
Кусторезы – это машины, состоящие из тягача и навесного рабочего органа для срезания кустарника и мелколесья на уровне земли при расчистке дорожных трасс, удаления древесно – кустарниковой растительности вдоль оросительных каналов и под линиями электропередач. По конструкции рабочего органа кусторезы бывают с пассивным и активным рабочим органом. Пассивным рабочим органом является навешиваемый спереди тягача отвал. По конструкции отвалов кусторезы бывают двухотвальные и одноотвальные. В качестве активных рабочих органов используют режущие аппараты типа горизонтальных дисковых или цилиндрических фрез.
Оборудование двухотвального кустореза (рис. 8.6, а) включает: рабочий орган - отвал 1 клинообразной формы с ножами 2, универсальную толкающую раму; ограждение трактора и систему управления.
Толкающая рама (рис. 8.7, а) представляет собой подковообразную унифицированную конструкцию из двух изогнутых полурам 2 коробчатого сечения. К переднему торцу полурам прикреплена съемная головка 1, служащая для соединения рамы с отвалом. Для соединения со штоками гидроцилиндров подъема и опускания рабочего органа на полурамах приварены проушины 3. Рама к трактору прикреплена с помощью сферических упряжных шарниров. Отвал (рис. 8.7 б) своим каркасом 7 опирается на раму 12 А – образной формы, каждая балка которой сварена из двух угловых профилей. К поперечной балке приварено гнездо 11 для съемной головки, к боковым сторонам рамы отвала приварены подкладки, усиленные наклонными подкосами. На подкладках установлены ножи 9, закрепленные болтами с потайной головкой. Ножи взаимозаменяемые. В месте соединения правой и левой подкладок приварен носовой лист 13 для раскалывания пней и раздвигания сваленных деревьев и собирания их в валки.
Для смягчения ударов толкающей рамы и отвала к нижней части упорных коробок отвала прикреплены амортизаторы 10 из листовой резины толщиной 25 мм. К верхней части упорных коробок приварены кронштейны пружинных амортизаторов 8.
Рабочий орган поднимается и опускается при помощи двух гидроцилиндров работающих от гидросистемы трактора.
Для заточки ножей отвала кусторезы снабжаются шлифовальной головкой, которая приводится в действие от редуктора привода трактора при помощи гибкого вала.
Для защиты кабины трактора от падающих деревьев и сучьев кусторез оборудован ограждением, сваренным из труб и покрытым стальным листом над кабиной.
Кусторезы активного действия в дорожном строительстве имеют ограниченное применение.
№36 Скрепер. Назначение, Применение и классификация
Скреперы предназначены для копания, перемещения, послойной отсыпки и разравнивания грунтов I-IV категорий при дальности транспортирования 100-5000м. Скреперы классифицируют следующим образом:
по способу агрегатирования с тягачом: прицепные, полуприцепные, самоходные;
по типу тягового агрегата: с гусеничными, пневмоколесными одно- и двухосными тягачами, с ведущими колесами скрепера или с колесами неведущими;
по вместимости ковша: малой до 6; средней - 6...12; большой - 15...25; особо большой - свыше 25 м3;
по способу резания грунта: с прямым и косым резанием;
по способу загрузки ковша: тяговым усилием за счет подпора стружки грунта, с движением стружки в грунте или направляющем аппарате, загрузочными устройствами различного вида (элеваторная, шнековая загрузки, подгребающие лопасти, подгребающая заслонка, подвижное днище ковша, газовая смазка и т.д.);
по способу разгрузки ковша: с принудительной, полупринудительной и свободной разгрузками;
по типу механизмов управления: с гидравлической или электрогидравлической системами управления;
по типу ножевой системы: с режущей кромкой в одной плоскости, выступающим средним ножом, криволинейной режущей кромкой; с ножами, установленными неподвижно, с изменяющейся шириной резания, с изменяющимся углом резания;
по количеству ножевых систем: с одной ножевой системой, с двухщелевой загрузкой;
по типу ковша: с односекционным и двухсекционным ковшами, с телескопическим ковшом.
Для повышения эффективности скреперов, расширения сферы их использования применяются толкачи.
Дата добавления: 2018-02-18; просмотров: 1482; Мы поможем в написании вашей работы! |
Мы поможем в написании ваших работ!