Расчет сопротивления копанию грунта

Расчет силы сопротивления резанию и копанию для основных видов рабочих органов машин можно выполнить по формулам, предложенным профессором А. Н. Зелениным.

Сопротивление копанию грунта складывается из ряда составляющих, Н:

РК=РР + РСС + РПВ+РМ,(9)

где PР - сопротивление резанию, Н;

РСС - сопротивление стружки грунта, Н;

PПВ- сопротивление перемещению призмы волочения, Н;

РМ - сопротивление движению прицепной машины, Н.

Сопротивление копанию грунта рассчитывается для основных видов рабочих органов машин:

отвала автогрейдера (рисунок 2.1.1):

Рк = 10Chср1,35 (l + 2,6lр )(l + 0,01δ)sinφ+∆K'5F1 +qaγtgφ2; (10)

гдеС - число ударов динамического плотномера, определяемое по рисунку 2.1.2;

lр – длина режущей кромки отвала автогрейдера, м, lр=2l/3;

b - ширина стойки зубьев, см; b= 4 6;

lр=2*3,744/3=2,496 м;

Pк1=10*13*101,35(1+2,6*2,496)(1+0,01*55)*sin60°+1.5*58500*0,25+1,05*17000*tg25°=56904,43 Н;

Pк5=10*13*201,35(1+2,6*2,496)(1+0,01*55)*sin60°+1.5*58500*0,4992+0,91*17000*tg25°=122988,16 Н;

Pк3=10*13*151,35(1+2,6*2,496)(1+0,01*55)*sin60°+1.5*58500*0,3744+0,98*17000*tg25°=88587,31 Н;

Для влажности ω=17 %:

Pк2=10*6*101,35(1+2,6*2,496)(1+0,01*55)*sin60o+1,5*25000*0,25+1,05*17000*tg25o=28586,91 H;

Pк4=10*6*151,35(1+2,6*2,496)(1+0,01*55)*sin60°+1.5*25000*0,3744+0,98*17000*tg25°=42537,78 Н;

Pк6=10*6*201,35(1+2,6*2,496)(1+0,01*55)*sin60°+1.5*25000*0,4992+0,91*17000*tg25°=57741,90 Н;

Рисунок 2.1.1 - Схема рабочего положения отвала

I- речной песок; 2 - песок в залежи (по поверхности); 3 - песок в залежи при удалении от поверхности на 1 м; 4 - супесь пылеватая (рыхлая); 5 - супесь пылеватая легкая; 6 - супесь пылеватая; 7 - супесь пылеватая тяжелая; 8 - суглинок средний; 9 - легкая глина; 10 - тяжелый суглинок; II- глина; 12 - глина (каолин);13 - юрская глина.

Рисунок 2.1.2 - Зависимость числа ударов С динамического плотномера от влажности грунта ω

h, hср - глубина резания (рыхления), см;

δ - угол резания, . ° ;

β0 - коэффициент, учитывающий влияние угла заострения элементарного профиля, β0 =0,81;

µ - коэффициент, учитывающий вид резания (степень блокировки) снимаемой стружки, µ = 1,0 - блокированное резание, µ =0,70 .0,75 - полублокированное резание, µ =0,50 .0,55 - свободное резание;

Т-степень затупленности (износа) режущего органа, Т= 0,85 - новый, Т = 1,0 - среднезатупленный, Т = 2,0 - очень затупленный;

q - объем призмы волочения, м3, для одного зуба q = 0,1;

γ - плотность грунта, Н/м3 ;

φ2 - угол внутреннего трения грунта;

l - длина отвала, м;

φ - угол захвата;

∆ - коэффициент, учитывающий высоту отвала;

К'5 - активная сила сопротивления стружки грунта продольному сжатию, Н/м2;

F1 - поперечное сечение стружки грунта соответственно для бульдозера и автогрейдера, м2;

F1 = hсрlр,(11)

F11=0,10*2,496=0,25 м2;

F12=0,15*2,496=0,3744 м2;

F13=0,20*2,496=0,4992 м2;

qа, - объем призмы волочения грунта соответственно для автогрейдера, м3

qа=; (12)

где Kп – коэффициент потери грунта, Kп=0,85…0,90;

Kр – коэффициент разрыхления грунта,Kр=1,08…1,30;

Hв – величина выступа среднего ножа, см ;

φ0 - угол естественного откоса грунта, φ0 = 27 .40;

hср - средняя глубина резания;

H – высота отвала, м;