Особенности функций российского государства на современном этапе

     Введение 

     Землеройно-транспортными называют машины с ножевым рабочем органом, выполняющие одновременно послойное отделение от массива и перемещение грунта к месту укладки при своем поступательном движении. К этой группе машин относится: бульдозеры, скреперы, автогрейдеры, грейдеры. Первые два типа машин, особенно бульдозеры, широко используются в промышленном и гражданском строительстве. В зависимости от вида рабочего оборудования отдельный грунт накапливается перед отвалом или поступает в ковш, в котором транспортируется к месту отсыпки. Основными преимуществами землеройно-транспортных машин является возможность совмещения в одном рабочем цикле всего комплекса операций по копанию, перемещению, отсыпания грунта с предварительным разравниванием и частичным уплотнением, простота конструкции и высокая производительность. 
 

 

      

     

     Рис. 1. Основные типы бульдозерных отвалов: 1 – прямой поворотный; 2 – прямой неповоротный; 3 – полусферический; 4 – сферический; 5 – сферический для сыпучих материалов; 6 – с толкающей плитой

 

     Для расширения области применения бульдозеров отвала оборудуют специальными приспособлениями – окрылками, уширителями, выступающими средними ножами, грузовыми вилами, траверсами, подъемными крюками и др. 
 

     1 Назначение, устройство  и принцип действия  бульдозера 

     Бульдозеры представляют собой навесное оборудование на базовый гусеничный или пневмоколесный трактор.

     По назначению – общего назначения, приспособленные для выполнения разнообразных землеройно-планировочных и строительных работ в различных грунтовых условиях, и на бульдозеры специального назначения, которые предназначаются для выполнения определенных видов работ (например, для прокладки дорог, чистки снега, сгребания торфа и т.д.).

     Устройство: отвал состоит из отвала, толкающего бруса, гидроцилиндра, раскоса, проушины и рамы.

     Полный цикл работ бульдозера при вырезании и перемещении грунта состоит из следующих этапов: внедрения отвала в грунт и набор призмы волочения, перемещение грунта к месту укладки, укладка грунта слоями или грудами, возвращение в забой, опускания отвала и установка его в положение для очередного внедрения. Наиболее распространенной схемой циклической работы бульдозера является челночная схема, при которой обратный (ходовой) ход выполняют задним ходом без разворота машин.

     Бульдозер ДЗ-24А.

     Базовый трактор: Т – 180.

     Тип отвала: неповоротный.

     Размер отвала: длина 3640 мм, высота 1480 мм.

     Наибольший подъём отвала: 1200 мм.

     Наибольшее заглубление отвала: 1000 мм

     Объём грунта перемещаемого отвалом: 55 м^2.

     Габаритные размеры бульдозера: длина 6660 мм, ширина 3690 мм.

     Масса: бульдозера 18255 кг, оборудования 2980 кг.

     Габаритные размеры тягача: длина 5420 мм, ширина 2740 мм, высота 2825 мм. 

     2 Выбор и расчет  основных параметров  бульдозера 

     Эксплуатационный вес определяется как сумма эксплуатационных весов базовой машины и бульдозерного оборудования: 

     G_б = G_бм + G_бо = 18255 + 2980 =21235 кг. 

     Сцепной вес бульдозера в рабочем состоянии:

     G_сц = 21235 ∙ 9,81 = 208315 Н.

     Номинальное тяговое усилие: 

     Т_нб = G_сц ∙ φ_опт = 208315 ∙ 0,6 =125 кН. 

     Среднее статическое удельное давление для гусеничных базовых машин: 

     q = G_б / 2Lb = 18255 / (2 ∙ 5060 ∙ 600) = 0,003 Н. 

     Если пренебречь лобовым сопротивлением движителя, а также силами инерции, то координата центра давления бульдозера может быть определена по формуле: 

     x = (G_б d + R_z d₁ + R_x h_r) / N 

     где R_z = R_x tg v =62,5 ∙ tg 17 =19,1 Н,

     R_x = 0,5 ∙ 125 = 62,5 Н,

     N = G_б + R_z = 21235 + 19,1 = 21254,1 Н,

     x = (21235 ∙ 5,7 + 19,1 ∙ 5,7 + 62,5 ∙ 0,15) /21254,1 = 5,7 м.

     Удельное напорное усилие на режущей кромке: 

     q _H = T _нб / В = 125 / 3,640 = 0,029 (1 категория грунта) 

     где В-длина отвала.

     Удельное вертикальное давление на режущей кромке: 

     q_B = P_z / F = 10 Н/м², (из таблице) 

     Длину неповоротного отвала выбирают из расчета перекрытия габарита базовой машины по ширине или наиболее выступающих в стороны элементов толкающей рамы не менее 50 мм с каждой стороны.

     Высоту отвала определяют в зависимости от номинального тягового усилия тягача при скорости, подходящей для бульдозерных работ, параметров отвальной поверхности и грунтовых условий:

     для неповоротного отвала 

     Н н ≈ 500 ³√ Т_нб − 5 Т_нб = 500 ∙ 5 − 5 ∙ 125 = 1875 мм. 

     Основные показатели отвалов

 

     Радиус кривой части отвальной поверхности R, высота отвала H и углы резания γ, опрокидывания β и наклона ε связаны между собой зависимостью: 

     R = H (sin (ε − γ) / sin ε (1 − sin (β + γ − π/ 2))) =

     = 1875 (sin (75 − 55) / sin 75 (1 − sin (75 + 55 − 3,14/2))) = 1836,5 мм. 

     Скорость перемещения отвала следует выбирать такой, чтобы зарезание производилось только режущей кромки. Вертикальная составляющая скорость перемещения отвала в процессе заглубления: 

     V_c^в < V _px^p tg θ = 4,85 ∙ tg 55 = 6,9 м/с. 

     3 Тяговый расчет 

     Суммарное сопротивление движению бульдозера при копании и перемещению грунта по горизонтальной поверхности: 

     W = W_p + W _1f + W_2f + W_пр + W_в, 

     где сопротивление резанию W_p = k _p B _h = 40 ∙ 3,64 = 145,6,

     сопротивления перемещению базовой машины

     W _1f = G_бм f= 15275 ∙ 0,08 = 1222 Н

     отвала W_2f = G_бо μ = 2680 ∙ 0,5 = 1490 Н

     призмы волочения W_пр = V _ф1 μ₁ γ_р = 30 ∙ 1900 ∙ 0,8 = 45600 Н

     и грунта вверх по отвалу

     W_в = V _ф1 μ γ_р cos ² γ = 30 ∙ 1900 ∙ 0,5 ∙ cos ² 55 = 9376,2 Н

     W = 57833,8 Н = 57,8 кН.

     Фактический объем грунта, перемещаемый бульдозером в конце наполнения и при перемещении:

     V _ф = (15275 (0,6 − 0,08) – 2680 ∙ 0,5 − 3,64 ∙ 0,05 ∙ 40) / 1900 (0,8 + 0,5 ∙ cos ² 55) = 3,2 м^2. 

     4 Расчет на прочность 

     Первое расчетное положение. Внезапный упор в препятствие средней точкой отвала при движении по горизонтальной поверхности; цилиндры находятся в запертом положении.

     Второе расчетное положение. В процессе заглубления отвала при одновременном движении вперед по горизонтальной поверхности трактор вывешивается на средней точке отвала; в цилиндрах развивается усилие, достаточное для опрокидывания базовой машины, относительно точки А.

     Третье положение. В процессе заглубления отвала при одновременном движении вперед по горизонтальной поверхности трактор вывешивает на крайней точке отвала; в цилиндрах, развивается усилие достаточное для опрокидывание трактора относительно точки А.

     Четвертое расчетное положение. В процессе выглубления отвала при одновременном движении вперед по горизонтальной поверхности трактор вывешивается на средней точке отвала; в цилиндрах развивается усилие, достаточное для опрокидывания трактора относительно точки В.

     Пятое расчетное положение. В процессе выглубления отвала при одновременном движении вперед по горизонтальной поверхности трактор вывешивается на крайней точке отвала; в цилиндрах развивается усилие, достаточное для опрокидывания трактора относительно точки В.

     Расчет сил, действующих на отвал, в каждом расчетном положении производят по формулам:

     Коэффициент жесткости препятствия,

     грунт 2-ой группы, С₂ = 1 ∙ 15275 = 15275,

     угол резания 55 градусов, то С ₁ = 520

     тогда С_о = (С ₁ ∙ С ₂) / (С ₁ + С ₂) = (520 ∙ 15275) / (520 + 15275) = 520 

 

     1-е положение: P_y = 208315,35 ∙ 0,8 + 4,85 √(18255/ 9,81) ∙ 520 = 275,4 кН.

     2-е положение: P_y = (21235 – 6583,8) ∙ 0,8 + 4,85 √ 1860,9 ∙ 520 = 97,1 кН,

     P_z = 18255 (2,2/(3,9 + 2,2) = 6,6 кН.

     3-е положение: P_y = (21235 – 6583,8) ∙ 0,8 + 4,85 √ 1860,9 ∙ 520 = 97,1 кН,

     P_z = 18255 (2,2/(3,9 + 2,2) = 6,6 кН,

     P_х = ((21235 – 6,6) ∙ 0,8 ∙ 3,64) / (2 ∙ (2,2 + 3,9)) = 5,1 кН.

     4-е положение: P_y = (21235 + 6,6) ∙ 0,8 + 108793,1 = 125,8 кН,

     P_z = − 18255 (2,34/ 3,9) = − 11 кН.