Buldooseri arvutus (0)

Buldooseri veo- ja tootlikkuse arvutus
Harjutusülesanne 1.
Üliõpilane:
Eriala: Ülesanne saadud 05.11.2012.
Üliõpilaskoodi viimane nr Ülesande esitamise tähtaeg: 28.11.2012.
1
Käesoleva ülesande eesmärk on tutvumine kaevamis-transportimismasinate veo- ja tootlikkuse arvutuste metoodikaga lähtudes töödeldava pinnase omadustest.
Ülesandes tuleb määrata:

• buldooseri tööprotsessis tekkivad takistused töötsükli etappidel : - pinnase lõikamisel, teisaldamisel ja tühjalt tagasisõidul;
  
• mootori vajalik võimsus (valida selle alusel sobiv masin Lisast 1);
  
• valitud masina võimalikud liikumise kiirused tsükli etappidel;
  
• valitud masina tunnitootlikkus teisaldamiskaugustel 15, 30, 50, 75, 100 ja 125 m;
  
• joonestada buldooseri tootlikkuse graafik sõltuvalt teisaldamise kaugusest.
  

Lähteandmed töödeldava pinnase kohta ja soovituslik buldooser
Variant nr
Soovituslik buldooser
Erilõiketakistus
k, kN/m2
Tihedus
ρ, kg/m3
Kobestustegur
kk
1
D4H-II
22
1400
1,05
2
24
1420
1,06
3
D5H-II
27
1470
1,07
4
25
1450
1,075
5
D58E
23
1410
1,055
6
26
1460
1,07
7
D4C-II
29
1480
1,08
8
30
1485
1,09
9
D53A
32
1500
1,085
10
35
1520
1.12
1. Takistuste arvutus
Buldooseri töötamisel kaevamis-transportimise tööl tekivad tööprotsessis järgmised takistused:
F1 – pinnase lõiketakistus, N;
F2 – eelprisma teisaldamise takistus, N;
F3 – pinnase hõõrdetakistus liikumisel hõlmal, N;
F4 – buldooseri liikumistakistus, N, millede summa moodustab üldise tööprotsessis tekkiva takistuse
F = F1 + F2 + F3 + F4= 61311,25+11969,3+32841,933+15597,9 = 121720,383 N
Eelloetletud takistused arvutatakse alljärgnevate valemitega:
- lõiketakistus
F1 = kbh l =35000*3,185*0,55=61311,25 N
milles k – pinnase erilõiketakistus = 35000 N/m2;
b – hõlma pikkus = 3,185 m;
h l – lõigatava laastu paksus =0,55 m (valitakse h l ≤ h l max Lisa 1 tabelist max lõikesügavus).
- eelprisma teisaldamistakistus
F2 = Gp μ =23938,599*0,5=11969,30 N
2
milles Gp - hõlma ees oleva pinnase (eelprisma) kaal, kg;
μ - pinnase hõõrdetegur pinnasega mille kobestustegur kk=1,12 on μ = 0,5
- eelprisma kaal arvutatakse järgmise valemiga:
milles h - hõlma kõrgus =0,97m;
b - hõlma pikkus =3,185 m;
- pinnase mahukaal =9,81*1520 =14911,2 N/m3
kk - pinnase kobestustegur =1,12.

• pinnase liikumistakistus hõlmal
  

milles μ1 - hõõrdetegur pinnas terasega = 0,80;
δ- lõiketera lõikenurk, enamasti = 550.
- buldooseri liikumistakistus
F4 = Gb (f ± i)= 124783,2*0,125=15597,9 N
milles: Gb - buldooseri kaal =9,81*12720=124783,2 N
f - käiguosa veeretakistustegur, roomikkäiguosal f = 0,1…0,15;
i - masina liikumistee kalle, oletame horisontaalset teed so i = 0.
(±) - kui masin liigub vastu kallet kasutatakse (+), kui pärikallet (-).
Buldooseri kaalu saate Lisa1 tabelist soovitusliku buldooseri margi järgi. Valemiga (1) arvutatakse nüüd üldine takistus F.
2. Masina valiku õigsuse kontroll.
Selleks arvutatakse mootori vajalik võimsus
F v1 121720,383*0,89
P = = ------------------------
η 0,925
milles F - üldine takistus = 121720,383 N;
v1 - masina liikumiskiirus esimesel edasikäigul =3,2/3,6=0.69 m/s;
η - masina transmissiooni kasutegur, roomiktraktoritel enamasti piirides 0,9…0,95.
Valik on õige, kui saadud vajalik võimsus PPef so valitud masina mootori effektiiv-võimsusest.
P = 117,114 kW, mis on suurem mootori efektiivvõimsusest.
Valik ei ole õige.
Vähendan laastu paksust, uueks paksuseks võtan 0,3 m.
Arvutan uuesti:
F1 = kbh l =35000*3,185*0,30=33442,5 N
Nüüd
F = F1 + F2 + F3 + F4= 33442,5+11969,3+32841,933+15597,9 = 93851,633 N
Teen uuesti masina valiku õigsuse kontrolli:
F v1 93851,633*0,89
P = = ------------------------
η 0,925
P = 90,300 kW
Nüüd on masina valik õige.
3. Buldooseri tootlikkuse arvutus
Buldooseri tootlikkus pinnase kaevamisel ja teisaldamisel - so ristilõikamisel - arvutatakse alljärgneva valemiga:
3600 Vpr Ka
Q = (1 - 0,005 st) , m3/h (8)
t kk
milles Vpr - eelprisma maht =3,00 m3
Ka - tööaja kasutamise tegur, valitakse piiridest 0,85… 0,9; 0,875
t - töötsükli aeg (kestus), s;
st - teisaldamiskaugus , m;
k k - pinnase kobestustegur =1,12.
Tootlikkus tuli arvutada erinevatel teisaldamiskaugustel, mistõttu tuleb määratleda masina liikumine töötamisel. Selleks on kaks võimalust:

• töötamine süstikuna, so - töökäik tehakse edasikäiguga ja tühikäik tagasi ee algusesse tagurpidi käiguga;
  
• töö pööretega otstel, so - töökäik tehakse edasikäiguga, ee lõpus pööratakse masin ringi ja tühikäik tagasi ee algusesse tehakse samuti edasikäiguga ning pööratakse masin ringi uue läbiku tegemiseks.
  

Töötsükli kestus arvutatakse alljärgneva valemiga:
s 1 s2 s3
t = — + + + k tk + n th + m tp , sekundit (9)
v 1 v2 v3
milles: s1, s2, s3 - lõikamise, teisaldamise ja tühikäigu teepikkused , m;
v 1, v2, v3 - liikumiskiirused vastavatel operatsioonidel, m/s; tk - käiguvahetusele kuluv aeg, s (1 vahetus 3 s);
k - käiguvahetuste arv tsüklis ;
th - hõlma tõstmise ja langetamise aeg, s (4 s);
n - = 2 (langetamine ee alguses, tõstmine ee lõpus);
tp - masina ringipööramiseks kuluv aeg (iga pööre ~10 s);
m - =2 (kui töötab pööretega, m = 0 kui süstikuna).
Operatsioonide teepikkuste määramine
A s1 s2 L
1)
2)
Variant 1:
s1 = 5 m.
st
s1
s2
v
15
5
10
E1=0,89 m/s
30
5
25
E2=1,64 m/s
50
5
45
E3=2,72 m/s
75
5
70
100
5
95
125
5
120
Võimalike liikumiskiiruste määramine operatsioonidel.
Selleks kasutame mootori võimsuse arvutamise valemit, millest avaldame kiiruse v , võimsuseks P võtame valitud masina efektiivvõimsuse (Lisa 1) ja üldiseks takistuseks vastaval operatsioonil toimivad takistused alljärgnevalt:

• lõikamisel toimivad kõik 4 takistust so F – üldine takistus valemist (1);
  
• teisaldamisel lõikamist ei toimu, mistõttu ei toimu ka pinnase liikumist hõlmal ning toimivad vaid F = F2 +F4 ;
  
• tühjalt tagasisõit toimub ülestõstetud hõlmaga – seega F = F4 .
  

Tegeliku töökiiruse määramisel tuleb lähtuda tingimusest: vk ≤ va so valitava käigu kiirus peab olema väiksem-võrdne arvutuslikuga.
V1=92500*0,925/93851,633=0,89 m/s = 3,2 km/h
V2=92500*0,925/(11969,30+15597,9)=3,1 m/s = 11,16 km/h – kasutan tabeli andmeid
V3=92500*0,925/15597,9=5,4 m/s = 19,44 km/h – kasutan tabeli andmeid
t – ajad (s)
Q – tootlikus (m3/h)
t1=5/0,89+10/1,64+15/2,72+3*3+4=30,23
Q1= 258,18
t2=5/0,89+25/1,64+30/2,72+3*3+4=44,89
Q1= 159,77
t3=5/0,89+45/1,64+50/2,72+3*3+4=64,44
Q1= 98,20
t4=5/0,89+70/1,64+75/2,72+3*3+4=88,10
Q1= 59,86
t5=5/0,89+95/1,64+100/2,72+3*3+4=113,3
Q1= 37,24
t6=5/0,89+120/1,63+125/2,72+3*3+4=138,19
Q1= 22,8
Variant 2:
Töö pööretega otstel, so - töökäik tehakse edasikäiguga, lõpus pööratakse masin ringi ja tühikäik tagasi algusesse tehakse samuti edasikäiguga ning pööratakse masin ringi uue läbiku tegemiseks.
t –ajad (s)
Q – tootlikus (m3/h)
t1=5/0,89+10/1,64+15/2,72+3*3+2*4+2*10=54,23
Q2= 143,92
t2=5/0,89+25/1,64+30/2,72+3*3+2*4+2*10=68,89
Q2= 104,10
t3=5/0,89+45/1,64+50/2,72+3*3+2*4+2*10=81,08
Q2= 78,05
t4=5/0,89+70/1,64+75/2,72+3*3+2*4+2*10=163,44
Q2= 32,27
t5=5/0,89+95/1,64+100/2,72+3*3+2*4+2*10=137,30
Q2= 30,73
t6=5/0,89+120/1,64+125/2,72+3*3+2*4+2*10=161,74
Q2= 19,56
Ökonoomsem on liikumine süstikuna.