50
Министерство образования и науки Российской Федерации
ФГБОУ ВПО “СИБИРСКИЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ
ТЕХНОЛОГИЧЕСКИЙ УНИВЕРСИТЕТ”
В.И. Коченовский, Г.Л. Козинов, А.Л. Давыдова
ДОРОЖНО-СТРОИТЕЛЬНЫЕ МАТЕРИАЛЫ И МАШИНЫ
ДОРОЖНО-СТРОИТЕЛЬНЫЕ МАШИНЫ
Утверждено редакционно-издательским советом СибГТУ
в качестве учебного пособия по выполнению курсового проектирования
для студентов направления 250400.62 «Технология лесозаготовительных и
деревоперерабатывающих производств» профиля подготовки
«Лесоинженерное дело» очной и очной сокращенной форм обучения
Красноярск
2013
Стр.1
2
УДК 630.377 (075.8)
Коченовский, В. И. Дорожно-строительные материалы и машины.
Дорожно-строительные машины: учебное пособие по выполнению курсового
проектирования для студентов направления 250400.62 «Технология
лесозаготовительных и деревоперерабатывающих производств» профиля
подготовки «Лесоинженерное дело» очной и очной сокращенной форм
обучения / В. И. Коченовский, Г. Л. Козинов, А. Л. Давыдова. - Красноярск:
СибГТУ, 2013. – 51 с.
Рецензенты:
канд. тех. наук, доцент Коршун В.Н.
(секция курсового и дипломного проектирования НМС СибГТУ);
Ардюкова Н.И. (ООО «Краслеспром).
Рассматриваются все виды отечественных дорожно-строительных
машин. Анализируется развитие и виды дорожно-строительных машин.
Описываются тягово-эксплуатационные расчеты, отдельные узлы и механизмы
дорожно-строительных машин, навесное оборудование.
© Коченовский В.И., Козинов Г.Л.,
Давыдова А.Л., 2013
© ФГБОУВПО «Сибирский государственный
технологический университет», 2013
Стр.2
3
СОДЕРЖАНИЕ
Введение
1. Корчеватель
1.1. Тягово-эксплуатационный расчет корчевателя
1.2. Расчет производительности корчевателя
2. Рыхлитель
2.1 Тягово-эксплуатационный расчет рыхлителя
2.2. Расчет производительности рыхлителя
3. Кусторез
3.1 Тягово-эксплуатационный расчет кустореза
3.2. Расчет производительности кустореза
4. Бульдозер
4.1. Тягово-эксплутационный расчет бульдозера
4.2. Расчет производительности бульдозера
5. Скрепер
5.1 Тягово-эксплуатационный расчет скрепера
5.2. Расчет производительности скрепера
6. Грейдер и автогрейдер
6.1. Тягово-эксплутационный расчет грейдера и автогрейдера
6.2. Расчет производительности автогрейдера (грейдера)
7. Самоходный и прицепной каток
7.1. Тягово–эксплуатационный расчет самоходного и прицепного катка
7.2. Расчет производительности катка
Ключевые слова
Контрольные вопросы по дисциплине "Дорожно-строительные материалы
и машины
Библиографический список
Приложение А - Основные данные для выполнения тягово-эксплуатационных
расчетов
4
6
6
10
10
11
14
15
15
18
19
19
24
26
27
31
32
33
37
39
39
42
43
44
45
46
Стр.3
4
ВВЕДЕНИЕ
Эффективное использование разнообразной дорожно-строительной
техники при строительстве, эксплуатации и ремонте лесовозных автомобильных
дорог требует хорошо подготовленных квалифицированных специалистов.
В
процессе изучения дисциплины «Дорожно-строительные материалы
и машины» студенты узнают о параметрах дорожно-строительных материалов
и машин, о конструкциях специализированных дорожностроительных
машин и о силах взаимодействия рабочих органов машин с
обрабатываемыми дорожно-строительными материалами.
В учебном пособии предлагаются теоретические зависимости для определения
связей силовых параметров процессов разработки грунтов рабочими
органами дорожно-строительных машин с техническими параметрами;
для определения рациональных рабочих скоростей движения машин из
условия различных региональных ограничений по техническим возможностям
машин с правильной эксплуатацией.
Учебное пособие оснащено всеми необходимыми для решения задач
теоретическими сведениями, табличными материалами, вариантами заданий
и контрольными вопросами для самоподготовки.
Учебное пособие предназначено для студентов 250400.62 «Технология
лесозаготовительных и деревоперерабатывающих производств» профиля
подготовки «Лесоинженерное дело» очной и очной сокращенной
форм обучения при выполнении расчетно-графических работ, курсового и
дипломного проектирования; может быть использовано студентами для
решения задач в их научно-исследовательской работе, сотрудниками научно-исследовательских
учреждений, работниками предприятий лесного
комплекса.
Задание студенты выполняют в аудиториях в часы, отведенные для
практических занятий, под руководством преподавателя. Каждый студент
выполняет тягово-эксплуатационный расчет самостоятельно. Исходные
данные для расчетов приведены в таблицах «Варианты заданий» и технических
характеристиках соответствующих дорожно-строительных машин.
Изложение учебного материала производится по 2-м учебным неделям.
По одной неделе изучаются дорожно-строительные машины, включая
теоретическую часть в виде лекций и курс практических работ. По другой
неделе дорожно-строительные материалы, включая курс лекций и лабора
Стр.4
5
торных работ.
Практические и лабораторные работы выполняются студентами в аудиториях
под руководством преподавателя в часы, отведенные для практических
и лабораторных занятий.
Курс «Дорожно-строительные материалы и машины» общим объемом
100 часов изучается на 3-м курсе дневного и 4-м курсе заочного отделений
и завершается зачетом, курсовой работой и экзаменом.
Общекультурные (ОК) и профессиональные компетенции (ПК) обучающегося,
формируемые в результате освоения дисциплины «Дорожностроительные
материалы и машины»:
ОК-5: умение использовать нормативные правовые документы в своей
деятельности;
ОК-10: использование основных законов естественнонаучных дисциплин в
профессиональной деятельности, применение методов математического
анализа и моделирования, теоретического и экспериментального
исследования;
ПК-1: способность использовать технические средства для измерения основных
параметров технологического процесса, свойств сырья и изделий
из древесины и древесных материалов;
ПК-3: способность использовать нормативные документы по качеству,
стандартизации и сертификации изделий из древесины и древесных
материалов, элементы экономического анализа в практической деятельности;
ПК-4:
готовность обосновывать принятие конкретного технического решения
при разработке технологических процессов и изделий; выбирать
технические средства и технологии с учетом экологических последствий
их применения;
ПК-5: способность использовать правила техники безопасности, производственной
санитарии, пожарной безопасности и нормы охраны труда;
измерять и оценивать параметры производственного микроклимата,
уровня запыленности и загазованности, шума и вибрации, освещенности
рабочих мест;
ПК-6: способность анализировать технологический процесс как объект
управления;
ПК-11: способность применять современные методы исследования структуры
древесины и древесных материалов; проводить стандартные и
сертификационные испытания изделий и технологических процессов
с использованием ЭВМ;
ПК-13: готовность спланировать необходимый эксперимент, получить адекватную
модель и исследовать ее;
ПК-14: способностью разрабатывать проекты изделий с учетом физикомеханических,
технологических, экономических параметров.
Стр.5
6
1. Корчеватель
Корчеватель – навесное оборудование, установленное на гусеничном
тракторе впереди машины. Состоит из специального отвала с зубьями,
толкающей рамы и гидропривода. Основные параметры машины –
максимальный диаметр корчуемого пня и ширина захвата.
1.1 Тягово-эксплуатационный расчет корчевателя
Варианты заданий выдаются студентам индивидуально по таблице 1.
Таблица 1 – Варианты заданий к тягово-эксплуатационным расчетам корчевателя
Число
Марка
корчевателя
1
ДП-13
2 ДП-2
3 ДП-3
4 ДП-20
5 ДП-21
6 ДП-25
7 ДП-13
8 ДП-2
9 ДП-3
10 ДП-20
11 ДП-21
12 ДП-25
13 ДП-13
14 ДП-2
15 ДП-3
16 ДП-20
17 ДП-21
18 ДП-25
19 ДП-13
20 ДП-2
21 ДП-3
поворотов
в
конце
участка
30
28
40
20
16
30
32
30
38
22
18
28
34
32
36
24
20
26
36
34
44
Группа
грунта
II
III
IV
IV
II
IV
IV
II
III
IV
III
III
III
IV
II
III
IV
II
IV
IV
IV
Подъем
участка,
‰
4
6
6
7
10
6
5
8
8
9
12
10
6
10
10
11
14
12
7
12
12
Заглубление
рабочего
органа
в долях
от максимального
макс.
Порода
и
диаметр
корчуемых
пней, см
Ель 10
0,3 макс. Осина 30
макс.
0,3 макс. Пихта 50
макс.
макс.
0,75 макс. Осина 20
0,5 макс.
Береза 20
Береза 50
Береза 45
Ель 30
0,75 макс. Осина 20
0,5 макс. Береза 45
0,75 макс. Осина 50
0,75 макс. Осина 50
0,5 макс. Береза 30
0,75 макс. Береза 30
0,5 макс.
0,75 макс. Осина 50
0,5 макс.
0,5 макс.
Ель 40
Ель 45
Ель 50
0,5 макс. Пихта 40
макс.
Пихта 40
0,3 макс. Пихта 20
Масса
призмы
волочения,
кг
500
600
700
1200
1300
2000
600
700
800
1300
1400
1800
700
800
900
1400
1500
1600
800
900
1000
№ варианта
Стр.6
7
Таблица 2 – Технико-эксплуатационная характеристика корчевателей
Показатели
Марка корчевателя
Базовый трактор ДТ75Б
Номинальная
мощность,
кВт
Ширина захвата,
м
Число зубьев
Расстояние между
зубьями, м
Высота отвала (с
зубьями), м
ДП-8 ДП-13 ДП-2 ДП-3 ДП-20 ДП-21 ДП-25
ТТ-100М
Т4АП1
58,8
95,6
2,2
6
2,6
7
0,43 0,37
1,3
1,25
Максимальное
заглубление рабочего
органа, м 0,5
Максимальный
подъем рабочего
органа, м
Привод рабочего
органа
Тип гидронасоса
или лебедки
Число гидронасосов
Номинальное
давление,
МПа
Кол-во гидроцилиндров
Масса
рабочего
оборудования с
трактором, кг
Наибольший
диаметр корчуемых
пней, см
Средняя производительность
при
корчевке
пней, шт/ч
1
0,4
1
Гидравлический
НШ46
1
10
4
НШ98
1
10
2
Масса
рабочего
оборудования, кг 2300 2050
79,4
1,4
4
0,44
1,25
0,4
0,8
Канатный
-
-
-
2000
100МГП
79,4
1,4
4
0,44
1,25
0,4
1,4
Гидравлический
2
10
2
2170
79,4
1,2
2
0,50
-
0,7
2,2
Канатный
-
-
-
2000
9820
11300 13400 13280 14170
30
45
40
25
45
50-60
45
40-45
до 70
40-45
Т-100М Т100МГП
79,4
1,2
2
0,50
-
0,7
2,2
117,6
1,8
4
0,44
1,25
0,4
0,6
Гидравлический
ДЗ-21
НШ-50 ДЗ-3 НШ-50 НШ98
2
10
3
3250
1
10
2
4600
13100
16100
50
40-45
до 50
60
Т-130Г
Стр.7
8
1. Определяем сопротивление, возникающее при рыхлении грунта и
разрушении корневой системы в растительном слое, по формуле
W1=k∙b∙h∙
,
где k – удельное сопротивление грунта резанию, кН/м2 (таблица А. 1);
b – ширина захвата, м (таблица 2);
h – глубина рыхления, м (таблица 2);
– коэффициент неполноты рыхления ( =0,4 при I и II группах
грунта; = 0,75 при III и IV группах грунта).
2. Определяем сопротивление, возникающее при корчевании пней.
Величину W2 принимаем по таблице А.2 в зависимости от породы дерева
и диаметра корчуемого пня.
3. Определяем сопротивление перемещению трактора с корчевательным
оборудованием по грунту
W3=(mтр + mк ) g (
о
i)/1000,
(2)
где mтр, mк – масса трактора и оборудования соответственно, кг (таблица
2);
о – коэффициент сопротивления движению (таблица А. 3);
i – подъем участка, выраженный в ‰ (таблица 1);
g – ускорение свободного падения, м/c2.
4. Определяем сопротивление волочению камней, деревьев массы перед
отвалом по грунту:
W4=k ∙ f1∙ mпр ∙g/1000,
(3)
где mпр – масса призмы волочения, кг (таблица 1);
f1 – коэффициент сопротивления перемещению массы перед отвалом
по грунту, 0,50,7;
kо – коэффициент, учитывающий одновременную корчевку кустарника,
равный 1,31,5;
g – ускорение свободного падения, м/с2.
(1)
Стр.8