Материал: Исследование землеройно-транспортных машин. лабораторный практикум. Жулай В.А., Нилов В.А
Типовая схема грунтового канала представлена на рис. 3.5. Модель рабочего органа может устанавливаться на различную глубину резания (hр).
Рис. 3.5. Типовая схема устройства грунтового канала [https://moluch.ru/archive/19/1950/]
В грунтовом канале можно подготавливать грунты различных категорий прочности. Для этого необходимо сначала провести рыхление грунта, затем внести в него соответствующие минеральные компоненты, выполнить уплотнение грунта до необходимой плотности (контроль выполнять по числу Су ударов ударника ДорНИИ). Контроль соответствия подготовки грунта к проведению исследований следует выполнять на образцах подготовленного грунта в грунтовой лаборатории.
Модель бульдозерного отвала отвал выполнена с размерами, определяемыми в ходе выполнения работы:
Длина = |
Ширина = |
Высота = |
51
3.2.2.Оборудование для выполнения работы
1.Грунтовый канал, модель отвала бульдозера, динамометр, секундомер, мерная рейка.
3.2.3.Условия проведения эксперимента
В лотке подготовлен грунт I категории
Устанавливаем глубину резания hр1 =1см = 0,01 м. Включаем двигатель привода тележки. Тележка движется по каналу. По динамометру определяем величину силы сопротивления
копанию; P'к1 =
Устанавливаем отвал на глубину резания hр2 =2 см =0,02 м. Приводим в движение тележку. Фиксируем силу сопротивления
копанию Р'к2 =
Устанавливаем отвал на глубину резания hр3= 3 см = 0,03 м. Приводим в движение тележку. Сила сопротивления копанию
Р'к3=
В лотке находится грунт II категории
Устанавливаем глубину резания hр1 =1см = 0,01 м. Включаем двигатель привода тележки. Тележка движется по каналу. По динамометру определяем величину силы сопротивления
копания; Р”к1 =
Устанавливаем отвал на глубину резания hр2= 2см =0,02 м. Приводим в движение тележку. Сила сопротивления копанию
Р”к2 =
Устанавливаем отвал на глубину резания hр3= 3 см = 0,03 м. Приводим в движение тележку. Сила сопротивления копанию
Р”к3=
В лотке подготовлен грунт III категории
Устанавливаем глубину резания hр1 =1см =0,01 м. Включаем двигатель привода тележки. Тележка движется по каналу.
52
По динамометру определяем величину силы сопротивления копания; Р”’к1=
Устанавливаем отвал на глубину резания hр2 = 2см =0,02 м. Приводим в движение тележку. Сила сопротивления копанию
Р”’к2 =
Устанавливаем отвал на глубину резания hр3 = 3см = 0,03 м. Приводим в движение тележку. Сила сопротивления копанию
Р”’к3.
Для определения скорости передвижения тележки в период резания на раме канала делаем метки, обозначающие участки длиной l= 1 м. В период резания фиксируем с помощью секундомера время (tрез) прохождения тележкой этого участка. Скорость резания определяем по зависимости:
V = |
l |
, м/с. |
(3.1) |
рез |
tрез |
|
Рассчитать коэффициент удельного сопротивления грунта резанию (копанию) по зависимости:
|
= |
Рк |
2 |
|
|
Ку |
|
, кН/м . |
(3.2) |
||
F |
|||||
|
|
|
|
||
|
|
р |
|
|
По замерам работы рабочего органа (отвал или ковш) определим длину полного набора объема грунта перед отвалом (Lнаб), которая зависит от глубины резания, по зависимости:
Lнаб |
= |
|
Vприз |
|
|
, м |
|
|
B |
h |
рез |
|
|||
|
|
|
отв |
|
|
||
где Vприз – объем призмы; |
|
|
|
|
|
||
Vприз |
= |
|
Bотв Hотв2 |
, м3 |
|||
|
|
2 |
|
|
|||
|
|
|
|
|
|
|
|
где Вотв – длина отвала; Нотв – высота отвала; hрез – глубина резания.
(3.3)
(3.4)
3.2.4.Обработка экспериментальных величин
1.Рассчитать площади резания отвалом для трёх глубин резания, в м2:
53
Fp1 = 0,2 * 0.01 = ; F p2 = 0,2 * 0.02 = ; F p3 = 0,2 * 0.03 =
2.Все параметры копания, полученные экспериментально, занести в табл. 3.4.
Таблица 3.4
Параметры копания грунта
Величина |
Площадь резания, м2 |
||
сопротивления |
Fp1 |
Fp2 |
Fp3 |
копанию, кН |
|
|
|
Грунт I категории
P'к1
Р”к1
Р”’к1
Грунт II категории
P'к1
Р”к1
Р”’к1
Грунт III категории
P'к1
Р”к1
Р”’к1
3.Рассчитать коэффициент удельного сопротивления грунта резанию (копанию) для каждой категории грунта.
4.Определить путь и скорость разработки грунта.
На рис. 3.6 представлены типовые графики изменения усилия резания Рк для различных глубин резания hр. Эти зависимости являются линейными, поэтому предлагается методом наименьших квадратов найти параметры этих зависимостей.
54
Рис. 3.6. Изменение сопротивления копанию
Отыскание параметров линейной функции
Линейная функция графически изображается прямой линией, уравнение которой имеет вид
y = a x + b . |
(3.5) |
Сумма квадратов отклонений от линейной функции равна
S(a ,b ) = ∑N [yi − (a xi + b)]2 = min . |
(3.6) |
i =1 |
|
Составляем систему уравнений с частными производными
∑N [yi − (a xi + b)]xi = 0. |
(3.7) |
i=1 |
|
∑N [yi − (a xi + b)]= 0i=1
Перепишем систему (3.7) в виде
55