книги / Методы уплотнения грунтов. Выбор и расчёт оборудования

где W и Wo – соответственно действительная и оптимальная влажность уплотняемого грунта, %.

Тяговый расчет

Возможность преодоления возникающих сопротивлений определяется максимальным значением окружной силы на ве-

дущих колесах (Tведmax ), величина которой ограничивается усилием сцепления шины с грунтом

Gсц = 0,7Gк,

где Gк – вес катка, кН.

Gсцϕсц ≥Токрmax > ∑WR ,

где ϕсц – коэффициент сцепления;

∑WR – сумма всех сопротивлений, возникающих при рабочем режиме,

с учетом трения в подшипниках; зависит от характера и степени уплотнения грунта (f = 0,13);

Wу – сопротивление от преодоления уклона,

Wу =Gкi,

где i – расчетная величина подъема;

Wи – сопротивление от преодоления сил инерции,

51

Wи = Ggtкv ,

где v – скорость движения катка, м/с; t – время разгона ( t = 2,0…2,5 с).

Сопротивлением ветра пренебрегаем, так как скорость мала.

Tокрmax =Gсцϕсц.

Таким образом, если Tокрmax > ∑WR , следовательно, усло-

вия движения выполняются.

Необходимый крутящий момент на каждом колесе

Mкр = Токрn r ,

где r – рабочий радиус колеса, м, r = r0ε;

r0 – радиус шины в свободном состоянии;

ε – коэффициент деформации шины, равный 0,9; n – число ведущих колес.

Необходимая мощность при рабочем режиме

N = T3,окр6ηv ,

где v – рабочая скорость катка, км/ч;

η – КПД трансмиссии от двигателя к ведущим колесам. В транспортном режиме каток движется при меньших со-

противлениях, но с повышенной скоростью.

Движения по укатанной дороге с асфальтобетонным покрытием. Сумма всех сопротивлений при транспортном режиме

∑Wтр =Wп +Wу +Wи +Wв.

52

рушение поперечной устойчивости, возникающее под действием боковых сил – центробежной и силы тяжести.

На рис. 40 показано два положения на кривой постоянного радиуса R. Каток Б движется по внутреннему, каток А – по внешнему краю дороги. Полотно наклонено под углом α.

Рис. 40. Схема подвески колес катка

Разложим силу веса Gк на силу Gz , нормальную к плоскости дороги, и силу Gy , параллельную этой плоскости. Боковую составляющую Pц центробежной силы разложим по этим же направлениям на Pцy и Pцz .

У катка А, движущегося по внешнему краю дороги, силы Pцy и Pцz , действуя в одном направлении, складываются. Веро-

ятность потери устойчивости у катка А больше, чем у катка Б. Делаем расчет устойчивости катка А.

По предварительным расчетам центр тяжести находится на высоте 1,5 м. Опрокидывание будет происходить вокруг точки К.

Ввиду малой величины углов поперечного уклона покрытий считаем возможным пренебречь разницей посадки подвесок колес для ориентировочных расчетов устойчивости.

Учитывая еще не полную эксплуатационную проверку работы независимой гидроподвески колес катков, для сохранения

54

устойчивости в транспортном режиме, по-видимому, нужно отключить аккумуляторы, оставляя гидросистему в положении «заперто».

Определим величину центробежной силы (Pц ), предполагая, что наибольшая транспортная скорость v:

Pц = Gкv2 . gRп

Задаемся допустимым значением угла поворота колес β =30°; Rп – радиус поворота, Rп = L ctgβ; L – база катка.

Угол наклона полотна дороги α =3°,

Gy =Gк sin α,

Gz =Gк cosα,

Pцy = Py cosα,

Pцz = Pц sin α.

Коэффициент устойчивости в транспортном режиме

где b – колесная база, расстояние между осями колес; h – высота до центра тяжести т. А и т. Б.

Таким образом, на скорости v каток должен быть устойчив, следовательно, проектировать каток с такой транспортной скоростью можно.

Коэффициент устойчивости для рабочего режима. Мак-

симальная рабочая скорость v.

Rп = L ctgβ, β =37°;

55

Анализируем коэффициент устойчивости при рабочем режиме.

Расчет производительности

Эксплуатационная производительность, м3/ч,

Пэ = L(B − A)Hokв ,

Lv +t n

где L – длина укатываемого участка, м; В – ширина укатываемой полосы, м; А – величина перекрытия, А = 0,2 м;

Hо – оптимальная толщина слоя грунта в плотном теле

(Hо = 0,313 м);

kв – коэффициент использования рабочего времени (kв =

=0,85);

v– рабочая скорость катка, м/ч;

56

t – время, затрачиваемое на разворот катка в конце участ-

ка (t = 0,02 ч);

n – необходимое число проходов катка (обычно при уплотнении несвязных грунтов n = 4…6, связных – 10…12).

3.2. Расчет пневмоколесных катков

Рассмотрим особенности выбора параметров пневмоколесных катков. Главный параметр пневмоколесного катка – его масса. К основным параметрам относятся также размер и количество установленных шин, ширина уплотняемой полосы, давление воздуха в шинах, скорость движения катка, мощность двигателя.

Основные параметры полуприцепных пневмоколесных катков (ГОСТ 16481–70) приведены в табл. 2, прицепных (ГОСТ 8544–74) – в табл. 3. Наиболее часто применяемые шины для пневмоколесных катков – 240-381, 240-508, 260-508, 280-508, 300-508, 370-508, 410-508, 500-635.

Рекомендуемые параметры самоходных пневмоколесных

57

Таблица 2 Основные параметры полуприцепных пневмоколесных катков

Таблица 3 Основные параметры прицепных пневмоколесных катков

Исходными данными при проектировании пневмоколесных катков являются тип катка, вид уплотняемого материала, толщина уплотняемого слоя, ширина полосы уплотнения, тип трансмиссии или базового тягача. Последние в зависимости от характера задания на проектирование могут определяться в ходе выполнения проекта.

Самоходные пневмоколесные катки рассчитывают следующим образом. Исходя из обусловленных заданием свойств материала, подлежащего уплотнению катком, вычисляют необходимое среднее давление по площади контакта шины

58

q=5C tg2 45°+ ρ2тр ,

где С – сцепление материала, МПа; ρтр – угол внутреннего трения, град (табл. 4).

Нагрузка на шину (Н)

Gш =106 qF0.

Площадь контакта с уплотняемой поверхностью для автомобильных шин

F0 = πδт DнDп ,

где Dн – наружный диаметр шины;

Dп – диаметр протектора;

59