Контрольная работа по «Строительным машинам»

     Федеральная служба Специального Строительства  Российской Федерации 

     ВОЕННО-ТЕХНИЧЕСКИЙ  УНИВЕРСИТЕТ 

     Кафедра №6 «Строительной  и дорожной техники» 
 
 
 
 
 
 
 

     КОНТРОЛЬНАЯ   РАБОТА 

     но  дисциплине «Строительные  машины» 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 

                                                                                          Выполнил:

                                                                                   Зачетная книжка №

                                                                               Принял:  
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 

     г. Балашиха, 2011г. 
 
 

     Задача  № 1.

     Бульдозером требуется отсыпать насыпь. Протяженность участка – 5,3 км. Ширина земляного полотна -12,0 м. Резервы - двухсторонние. Тип разрабатываемого грунта и другие параметры для решения задачи указаны в таблице №1. Срок выполнения работы - 42 смены.

     Определить:

     а) - производительность бульдозера;

          - количество смен требуемых для выполнения всего объема работы и выбрать количество бульдозеров для ее выполнения в заданные сроки. Время работы одной смены - 8 часов.

     б)   Пути повышения производительности бульдозеров.

     Таблица №1.

Параметры.
Вариант	Тяговый класс	Объем земляных работ, м3	Длина отвала, мм	Высота отвала, мм	Угол резания, град.	Дальность перемещения  грунта, м	Тип грунта
1	10	32 800	3200	1200	50-60	20	песок

 

     Примечания:

     Длина пути резания бульдозеров (ℓ_р) - 6-10 м;

     Скорость  бульдозера при резании грунта (υ₁) - до 3,5 км/ч;

     Скорость  бульдозера при перемещении грунта (υ₂) - 2-4 км/ч;

     Скорость  бульдозера обратного хода (υ₃) - 4-6 км/ч. 

     Расчет  производительности.

     Производительность  бульдозера при резании и перемещении  грунта П определяется по формуле, м³/ч:

                                                3600V_пр К_в К_укл

                                         П =                              ,

                                                           Т_ц

     где  V_пр – объем грунта в призме волочения, м³;

             К_в – коэффициент использования бульдозера по времени (обычно равный 0,8-0,9);

             К_укл – коэффициент, учитывающий влияние на производительность уклона местности. При движении под уклон К_укл = 1,3-1,8, а при движении на уклон К_укл = 0,8-0,5;

             Т_ц - продолжительность рабочего цикла, с.

     Продолжительность цикла определяется по формуле:

                                                ℓ_р     ℓ_п       ℓ₀

                                         Т_u =      +       +      + t_п.п + t₀ ,

                                                 υ₁     υ_п         υ₀

     где ℓ_р , ℓ_п , ℓ₀ – длина пути резания, перемещения грунта и обратного хода, м;

            υ₁ , υ_п , υ₀ – соответствующие им скорости, м/с²;

            t_п.п – время, затраченное на переключение передач (обычно 3-5с), с;

            t₀ – время опускания (подъема) отвала (2-3с), с.

     Объем призмы волочения можно найти, если предположить, что грунт перед  отвалом располагается в виде призмы высотой Н, длинной L с углом φ₁ , равным углу естественного откоса. Однако такое предположение не является точным, поэтому в формулу вводится поправочный коэффициент К_пр . Тогда объем грунта в призме находят по формуле:

                                                   LH

                                         V_пр =         Кпр ,

                                                     2

     где  φ принимается равным φ₁ = 45⁰, К_пр определяется по таблице.

     Таблица.

     Значение  поправочного коэффициента К_пр

Отношение высоты призмы волочения к ее длине	Значение  поправочного коэффициента Кпр при грунтах
	связных	несвязных
0,15	1,3	0,9
0,30	1,3	0,8
0,45	1,2	0,7

 

     Дано:

     К_в = 0,85           К_укл = 1                 ℓ_р = 6-10 м           υ₁ = 3,5 км/ч    

     υ₂ = 2-4 км/ч     υ₃ = 4-6 км/ч        L = 3200 мм         H = 1200 мм

     ℓ_п = 20 м            t_п.п = 5 сек.           t₀ = 3 сек.

     Суглинок  связного грунта равен:

      К_пр = 0,8 (1200/3200=0,3       0,8);

     V_пр = ((3,2∙1,2)/2)∙0,8=1,54 м³;

     Т_ц = (8/3,5)+((20-8)/4)+(20/5)+5+3=8/(3,5/3,6)+12/(4/3,6)+20/(5/3,6)+8 = 8,25+10,81+14,49+8=41,55 сек;

     П = (3600∙1,54∙0,85∙1)/41,55=113,41 м³/ч 1 бульдозера;

     113,41∙8=907,28 м³ за смену 1 бульдозер;

     32800/907,41=36 всего бульдозеров;

     36/42=0,9=1 бульдозер должен работать ежедневно. 

     Пути  повышения производительности бульдозеров:

     1. Гребенчатое зарезание грунта. Наибольшая производительность машины достигается при полном использовании мощности двигателя. Режим работы бульдозера, когда резание грунта производится при постоянном заглублении отвала в грунт, не отвечает этому требованию. При этом в начале процесса набора грунта мощность двигателя недоиспользуется, а в конце двигатель оказывается перегруженным. Поэтому отвал вначале следует заглублять на большую глубину, а затем по мере образования призмы волочения постепенно снижать толщину стружки. При такой работе путь набора грунта снижается в 1,5 раза и полностью используется мощность двигателя. Практически это делается так: бульдозерист заглубляет отвал в грунт при одновременном движении машины вперед до того, пока двигатель не начнет снижать число оборотов под нагрузкой, после чего отвал несколько выглубляется, а затем заглубляется снова на меньшую глубину. В результате форма вырезанного грунта похожа на гребенку (рис. 1а).

     

     Рис. 1. Способы резания грунтов:

     а – гребенчатый способ перемещения грунта; б - траншейный способ перемещение грунта: 1 - отвал бульдозера(вид спереди).

     2. Траншейный способ перемещения грунта. При транспортировании бульдозером грунта имеют место непрерывные   потери (3—6%) за счет соскальзывания грунта с краев отвала в боковые валики.

     Для сохранения заданной производительности грунт от места разработки к месту  отсыпки перемешают по неглубокой траншее, отрытой отвалом бульдозера (рис. 1,6). Потери грунта при этом значительно сокращаются.

     

     

     3. Спаренная работа двух бульдозеров. При спаренной работе бульдозеры движутся таким образом, что их отвалы являются как бы продолжением друг друга (рис. 2, а).

     Рис. 2. Способы работы бульдозеров:

     а - спаренная работа бульдозеров; 1 - призма волочения первого бульдозера; 2 - призма волочения, второго бульдозера: 3 - дополнительный объем грунта при спаренной работе: б - применение боковых открылков: L - длина отвала; Lo - размер удлинителя отвала.

     В этом случае значительно снижаются потери грунта. Производительность же увеличивается за счет того, что находящийся между отвалами грунт 3 также уносится вместе с призмой волочения.

     4.Работа бульдозеров под уклон.   При работе бульдозеров под уклон увеличивается тяговое усилие машины, уменьшается длина пути резания, 
увеличивается объем грунта в призме волочения. Как указывалось ранее,

     К_укл = 1,3-1,8

     5.Применение удлинителей отвала или боковых открылков при

работе бульдозера на легких грунтах (рис. 2. б).  
 
 

     Задача  № 2.

     Скрепером необходимо разработать выемку с перемещением грунта в насыпь. Ширина земляного полотна - 12,0 м. Тип разрабатываемого грунта и другие параметры -указаны в таблице №2.

     Срок  выполнения работы - 25 смен.

     Определить:

     а).   Производительность скрепера:

     - количество смен требуемых для  выполнения всего объема работы и выбрать необходимое количество скреперов для ее выполнения в заданный срок.

     Время работы одной смены - 8 часов.

     б).   Пути повышения производительности скреперов.

     Таблица 2.

Параметры
Вариант	Тип скрепера*	Вместимость ковша, м3	Тип базового трактора (тягача)	Объем земляных работ, м3	Ширина захвата, мм	Максимальная  глубина резания, мм	Дальность перемещения  грунта, м	Средняя толщина  стружки, мм
1	Прицепной	4,5	Т-4АП	2000	2454	250	300	15

*- скреперы  работают без толкачей. 

Примечания:

К_у – коэффициент условий работы – (0,8-1,0);

К_р – коэффициент разрыхления грунта – (1,2-1,4);

ℓ_р – длина разгрузки грунта – 15-30 м;

υ_зап – скорость движения скрепера при заполнении ковша – на 1-й передаче (затраты времени – 60 сек.);

υ_тр – скорость транспортирования – 2-3 передача;

υ_раз – скорость при разгрузке скрепера – на 1-й передаче (затрата времени – 100 сек.);

υ₀ – скорость обратного хода на высшей передаче.

      

     Расчет  производительности.

     Эксплуатационная  производительность скрепера П_э определяется по формуле, м³/ч:

                                                3600qК_н К_в К_у

                                       П_э =                           ,

                                                        К_рТц

     где  q – геометрическая вместимость ковша, м³;

             К_н – коэффициент наполнения, равный 08-1,1;

             К_в – коэффициент использования скрепера по времени (обычно равный 0,8-0,9);