Контрольная работа по «Строительным машинам»

             К_у – коэффициент условий работы;

             К_р – коэффициент разрыхления грунта;

             Т_ц - продолжительность рабочего цикла, с.

     Продолжительность цикла определяется по формуле: 

                                                ℓ_зап      ℓ_тр      ℓ_раз      ℓ₀

                                         Т_u =        +         +         +       + nt_n + 2t_пов ,

                                                υ_зап      υ_тр          υ_раз         υ₀

     где ℓ_зап , ℓ_тр , ℓ_раз ,ℓ₀ – соответственно длина пути заполнения ковша грунтом, транспортирования грунта, разгрузки и обратного хода, м;

            υ_зап , υ_тр , υ_раз ,υ₀ – соответствующие им скорости, м/с²;

            t_n – время, затраченное на переключение передач (обычно 5-6 сек.), с;

            n – число переключений скорости за время рабочего цикла (обычно n=4-5);

            t_пов – время, затраченное на 1 поворот (обычно t_пов =15-20 сек.), с.

     Длина пути заполнения скрепера,  м: 

                                                  qК_н К_пот

                                        ℓ_зап =                   ,

                                                    ВhК_р

     где К_пот – коэффициент, учитывающий потери грунта за счет образования боковых валиков и призмы волочения (К_пот =1,2-1,5);

           В – ширина резания, м;

           h – средняя толщина стружки, м.

     Дано:

     q = 4,5 м³          К_пот = 1,3             ℓ₀ = 300 м           К_н = 1

     К_в = 0,85           К_у = 1                   ℓ_р = 20 м               υ₀ = 16 км/ч    

     К_р = 1,3              В= 2,454 м          h = 0,015 м           υ_зап = 1 передача=3 км/ч    

     υ_раз = 4 км/ч      ℓ_тр = 300 м         υ_тр = 8 км/ч       

     ℓ_зап = (4,5∙1∙1,3)/(2,454∙0,015∙1,3)=5,85/0,05=117 м;

     Т_ц = (117/3 км/ч∙60 сек.)+(300/8 км/ч)+(20/4 км/ч∙100 сек)+(300/16 км/ч)=117/50+300/2,22+20/111+300/4,44=2,34+135,14+0,18+67,57=205,23 сек.

     П_э = (3600∙4,5∙1∙0,85∙1)/(1,3∙205,23)=13770/266,8=51,6 м³/ч;

     51,6∙8=412,8 м³ за смену;

     2000/412,8=5 всего скреперов;

     5/25=0,2=1 скрепер должен работать ежедневно. 

     Пути  повышения производительности скреперов:

1. Применение гребенчатой и клиновой схем работы при заполнении ковша грунтом.
2. Применение тракторов-толкачей при наборе грунта в ковши грунтов. Этот способ позволяет на 40-50% сократить время набора грунта, увеличить толщину вырезаемой стружки и улучшить заполнение ковша. Один такой трактор может обслуживать 4-5 скреперов.
3. Применение на скреперах ножей ступенчатой и полукруглой формы. При таких ножах средняя часть стружки получается более толстой, что способствует лучшему наполнению ковша грунтом (рис. а).
4. Организация работы по ребристо-шахматной схеме (рис. б). Ширина стружки в конце каждого зарезания (исключая начальное) уменьшается почти в 2 раза. Это позволяет увеличить в данный период глубину зарезания и повысить давление, под действием которого стружка проходит внутрь ковша.

Применение  скреперных поездов. При применении скреперных поездов работа организуется следующим образом: пока один скрепер наполняется, другой выполняет функцию толкача, затем наполняется второй скрепер, а первый создает дополнительное тяговое усилие способствующее наполнению ковша второго скрепера.

 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 

     Задача  №  3.

     Автогрейдером необходимо произвести профилирование участка дороги в равнинной местности.

     Протяженность участка – 15 км.

     Ширина  проезжей части – 12 м.

     Резерв  – двухсторонний.

     Тип разрабатываемого грунта и другие параметры  указаны в таблице 3.

     Срок  выполнения работы – 10 смен.

     Определить:

     а).   Производительность автогрейдера:

     - количество смен, требуемых для  выполнения всего объема работы  и выбрать необходимое количество  автогрейдеров для ее выполнения  в заданные сроки.

     Время работы одной смены 8 часов.

     б).   Пути повышения производительности автогрейдеров.

     Таблица 3.  

Параметры
Вариант	Масса, т	Колесная формула	Длина отвала, м	Угол захвата, град.	Угол резания, град.	Заглубление отвала, м	Тип грунта	Протяжен. участка, км
1	8,9	1x2x3	2,9	100	30-70	0,3	песок	10

     Примечания:

     Скорость резания и перемещения грунта – 2-5 км/ч;

     t₂ , t₃ – время подъема и опускания отвала – 10 сек. 

     Расчет  производительности.

     Расчет  производительности при профилировании (планировании) дороги производится по формуле:

                                                bυk_в

                                        n_F =           ∙1000  ,

                                                   n

     где b – ширина вырезаемой стружки, м;

                 b = Вsinα   ,

            В – ширина отвала;

           υ – рабочая скорость движения машины, км/ч;

           k_в =0,7 - коэффициент использования машины во времени;

            n – число проходов по одному месту.

     При этом должна учитываться и ширина перекрытия, которая равна 20-30 см.

     В среднем при планировке строящейся дороги n=2-3.

     Дано:

     L=2,9 м

     α = 100 град.

     k_в = 0,7

     n = 3

     υ = 2-5 км/ч 

     B = 2,9∙0,984-0,25=2,6 м –ширина отвала;

     n_F = ((2,6∙5∙0,7)/3)∙1000=3033 м²/ч;

     n_см = 3033∙8=24264 м²/в смену;

     n_10см =24264∙10=242640 м²;

     S = 10∙10000=100000 м²;

     n = 100000/242640=0,4=1  автогрейдер должен работать в смену. 

     Эксплуатационная производительность по объему вырезанного грунта П может быть выражена зависимостью, м³/ч:

                                                  3600V_г К_в К_укл

                                         П_э =                              ,

                                                           Т_ц

     где  V_г – объем грунта вырезанного и перемещенного отвалом за один проход, м³;

             К_в = 0,85 - коэффициент использования автогрейдера по времени;

             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.

     Объем грунта V_г , вырезанного и перемещенного отвалом за один проход, м³, может быть рассчитан по сечению вырезаемой стружки F, м², и длине ℓ_р , м, обрабатываемого участка.

     Время рабочего цикла Т_ц определяется по формуле, с:

     Т_ц = t₁ + t₂ + t₃ + t₄ ,

     где t₁ – время прохода по участку, которое определится по его длине и скорости движения машины, с;

           t₂ и t₃ = 10 сек. – время подъема и опускания отвала, с;

            t₄ = 60 сек. – продолжительность поворота автогрейдера в конце участка, включая время, затраченное на переключение скоростей.

     V_г = F2ℓ_р

     ℓ_р =10000 м – длина обрабатываемого участка, м;

     F – площадь стружки, м².

                                                ξφ_сцG

                                         F =                ,

                                                    К₀

     где  ξ = 0,70-0,75 – коэффициент при колесной схеме;

            φ_сц =0,6-0,9 – коэффициент сцепления;

            G = 8900∙9,8 – сила тяжести машины, Н;

                 К₀ = 200-300 – удельное сопротивление грунта копанию, кН/м²;

     F = (0,7∙0,9∙8900∙9,8)/300000=0,18 Н;

     V_г = 0,18∙2∙10000=3600 м²;

     Т_ц = (10000/(5000/3600))+10+10+60=16129+80=16209 сек.;

     П_э = (3600∙3600∙0,85)/16209=679,6 м³/ч;

     П = 679,6∙8=5436,8 м³/в смену 1 автогрейдера;

     V =90000 м³;

     90000/5436,8/10=1,7=2 автогрейдера должно работать в смену. 

     Пути  повышения производительности автогрейдеров:

1. При профилировании дороги или отсыпки насыпей из боковых резервов протяженность участка должна быть не менее 500 м, так как при меньшем участке увеличиваются непроизводительные затраты на повороты автогрейдера в конце захватки.
2. Для уменьшения времени, затрачиваемого на повороты автогрейдера, целесообразно применять челночный способ работы, при котором машина не разворачивается на концах участка, а отвал поворачивается на 180⁰ и движется в одном направлении передним ходом, а в обратном – задним (челноком). Поэтому у большинства автогрейдеров отвалы делаются полноповоротными.
3. При работе одним автогрейдером целесообразно провести несколько проходов по зарезанию грунта, чтобы машина была загружена при последующем проходе перемещения.
4. Наиболее целесообразно применять отряд из нескольких автогрейдеров, при этом тяжелый автогрейдер использовать на вырезании грунта, а средний или легкий – на перемещении грунта и отделочных работах.
5. При использовании автогрейдеров на перемещении грунта и на планировочных работах целесообразно применять удлинители отвалов.
6. При работе на плотных грунтах желательно проводить предварительное рыхление грунта в месте заложения кюветов или резервов.