SU1715998A1 - Способ испытани бульдозера - Google Patents

Abstract

Изобретение относитс  к методам и средствам испытаний машин и может быть использовано при испытани х бульдозеров. Цель - повышение достоверности и точности испытаний. При проведении испытани  бульдозера предварительно откапывают траншею, которую располагают перпендикул рно направлению движени  бульдозера и устанавливают в ней весы. Набранный грунт транспортируют в траншею, ссыпают его на весы, производ т замер массы набранного грунта. Замер дальности транспортировки грунта осуществл ют от начала заглублени  отвала бульдозера до траншеи. Производительность бульдозера определ ют по массе оттранспортированного грунта и дальности транспортировки. 1 з.п.ф-лы, 13 ил. Ё

Description

Изобретение относитс  к методам и средствам испытаний машин и может быть использовано при испытани х бульдозеров .

Испытани  тракторов на техническую производительность  вл етс  основной составной частью различных испытаний промышленных тракторов и агрегатов-на их базе.

Известен способ определени  производительности бульдозера, включающий -отрывку трех траншей стандартного профил  глубиною около 1,5 м с последующей от- сыпкой грунта в кавальер. О 5ъем вынутого грунта определ ют путем заиера геометрического объема траншей, а врем  - путем хронометрировани  при разработке каждой траншеи.

Известен способ определени  технической производительности бульдозеров, включающий разработку траншеи глубиной не менее высоты отвала бульдозера, многократный набор грунта, определение объемов его призм, продолжительности рабочего хода и циклов, при котором многократный набор грунта и определение его объемов, которое осуществл етс  после каждого набора, производ т на последовательно расположенных участках траншеи, которые соответствуют установленным длинам цикловых ходов бульдозера, причем на каждом участке провод т полные циклы его работы.

Фирма Комацу (Япони ) также проводит испытани  своих бульдозеров путем разработки траншей на предварительно

сл

Ч

ю

00

разрыхленной, а затем уплотненной площадке . Разрабатываемый : грунт отсыпают на насыпь и оставл ют отдельными призмами . После окончани  работы дно траншеи должно быть ровным. Число циклов при раз- работке в среднем составл ет дес ть.

Этим способам присущи следующие недостатки . Разработка и перемещение грунта ведетс  в заранее отрытой траншее или в транше х, образовавшихс  в результате разработки. При этом исключаютс  потери грунта на рассыпание, не учитываетс  форма отвала. Производительность при траншейной разработке превышает бестраншейную на 20% (по данным фирмы Ка- терпиллер) и зависит от формы отвала. Производительность определ етс  в частных услови х: стесненное копание траншеи , ограничены потери грунта в боковые валики. При этих способах требуетс  боль- шое количество земельных площадей, повышенные затраты времени, а также относительно низка  достоверность. Кроме того, велико вли ние субъективных факторов - квалификации и состо ни  води- тел .

Наиболее близким по технической сущности к предлагаемому  вл етс  способ определени  технической производительности бульдозеров, используемый фирмой Катерпиллер.

Способ заключаетс  в следующем. Трактор набирает грунт на длине 15 м и затем перемещает его на определенное рассто ние от 0 до 100 м дл  тракторов D4, D5, D6 и до 150 м дл  тракторов D7, D8, D9. Затем трактор останавливаетс , отвал поднимаетс , трактор проезжает вперед и назад, сглажива  вершину призмы. С помощью рулетки замер ют высоту Н, ширину W и длину L призмы в двух местах, цифры осредн ют и определ ют объем призмы в рыхлом теле. Врем  цикла определ етс  хронометрированием при выполнении нескольких отдельных циклов. После этого подсчитываетс  циклова  производительность ,г

Этот метод отличаетс  простотой, довольно низкой трудоемкостью, минимальной потребностью в земельных площад х.

Однако при испытани х бульдозеров на техническую производительность закон движени  отвала выбираетс  искусственно, не всегда при работе по этому закону производительность получаетс  максимальной. Имеетс  разброс результатов, вызывав- мый колебани ми плотности грунта на различных участках. И при дальнейших испытани х бульдозера нет уверенности, что результаты испытаний будут достовер-

ными. Кроме того, повышенна  длительность испытаний бульдозера при использовании существующего метода определени  производительности значительно усложн ет их.

Целью изобретени   вл ютс  повышение достоверности и сокращение времени испытаний.

Это достигаетс  тем, что в способе испытани  бульдозера, включающем предварительное определение технической производительности путем многократного набора грунта на однотипных участках неразработанной поверхности бульдозером с установленным законом движени  рабочего органа с последующим транспортированием грунта, обработкой результатов и собственно испытаний, определение технической производительности осуществл ют проведением нескольких опытов с различными законами движени  рабочего органа с последующим определением оптимального закона движени  рабочего органа по максимальной производительности.дл  данной конструкции бульдозера и типа грунта, и дальнейшие испытани  провод т по этому закону.

Предлагаемый способ отличаетс  от известного тем, что определ ют техническую производительность путем проведени  нескольких опытов с различными законами движени  рабочего органа, после чего определ ют оптимальный закон движени  рабочего органа по максимальной производительности дл  данной конструкции бульдозера и типа грунта, а дальнейшие ис- пытани  провод т по определенному оптимальному закону.

На фиг. 1 изображена реализаци  способа определени  технической производительности как при наборе призмы грунта, так и при транспортировании призмы; на фиг. 2 - транспортирование грунта при движении бульдозеров с разных сторон траншеи; на фиг. 3 - определение объема разработанного грунта при заполнении траншеи; на фиг. 4 - определение массы разработанного грунта при заполнении траншеи; на фиг. 5 - то же, но движение бульдозера под уклон; на фиг. 6 - то же, но высота стенок траншей остаетс  неизменной; на фиг. 7 - определение массы разработанного грунта динамометрами сжати , установленными на дне траншеи; на фиг. 8 - то же, но определ етс  закон движени  рабочего органа бульдозера; на фиг. 9 - схема определени  оптимального пути перемещени  грунта; на фиг. 10 - то же, но в изометрии; на фиг. 11 - то же, вид сверху; на фиг. 12 - определение оптимального пути транспортировани  грунта по весу оставшейс  призмы грунта через определенное рассто ние транспортировани ; на фиг. 13 - вид по стрелке А на фиг. 1.

Способ определени  технической производительности бульдозера реализуетс  следующим образом,

После определени  производительности бульдозера траншейным способом/как в прототипе, или после выкапывани  основной траншеи 1 равной глубиной Н и шириной W по длине ( поперечное селение траншеи может быть не пр моугольное, а в виде трапеции) испытываемые бульдозеры 2 устанавливают перпендикул рно к продольной оси основной траншеи. После этого все бульдозеры осуществл ют рабочий цикл, перемеща  призмы 3 грунта в полость основной траншеи 1, Копание при одинаковых услови х, но на разном рассто нии от траншеи позвол ет определить минимальное рассто ние дл  данных условий копани , при котором объем призмы максимален , так как при большем рассто нии копани  li призма грунта расти не будет, будут происходить интенсивные потери из призмы 3 грунта в боковые валики 4, что ведет к ухудшению процесса копани , так как уменьшаетс  объем оттранспортированно- го грунта. Выставив одинаковые бульдозеры 2 на разном рассто нии от основной траншеи 1, которые с одинаковым законом движени  рабочего органа и при одинаковых грунтовых услови х совершают процесс копани , перемещают призму грунта в по-. лость траншеи 1. Замерив оказавшуюс  призму 3 грунта от каждого бульдозера в траншее 1 по массе или по объему, получим, что, начина  с какого-то рассто ни  h масса призмы 3 грунта или ее объем становитс  посто нным. Это рассто ние Н и будет  вл тьс  наименьшим путем набора максимальной призмы 3 грунта. Бульдозеры 2 устанавливают на рассто нии h и la от основной траншеи 1, производ т транспортирование грунта и при этом определ ют максимально возможный путь транспортировани  грунта, при котором призма 3 грунта перемещаетс  рабочим органом бульдозера без процесса резани . Грунт из призмы 3 тер етс  в боковые валики 4. Оставшийс  перед отвалом грунт, ссыпаетс  в основную траншею. После этого каждую призму 3 грунта, оттранспортиро- ванную каждым бульдозером, измер ют по массе или по объему, при этом определ ют максимальную длину транспортировани  грунта, при котором объем призмы 3 грунта достигает минимально возможной величины . Устанавливают разные бульдозеры 2 на

одной и той же длине li от основной траншеи 1, по объему или массе перемещенного в траншею грунта определ ют наилучший. Бульдозер 2, установленный на рассто нии

з от основной траншеи, осуществл ет резание выступа 5 и таким образом определ ют оптимальный минимальный путь набора максимальной призмы 3 грунта дл  данного выступа 5 этим бульдозером. Бульдозер 2,

0 установленный: на рассто нии 14, производит полублокированное резание, когда с одной стороны от бульдозера находитс  стенка 6. Призма в этом случае может интенсивно тер тьс  в боковой валик 4, располо5 женный в противоположной стороне от стенки 6. Бульдозер 2, установленный на рассто нии 1б,осуществл ет блокированное резание, когда по обеим сторонам бульдозера наход тс  стенки 7 и 8 второй траншеи

0 9, продольна  ось которой перпендикул рна продольной оси основной траншеи 1. На фиг. 2 бульдозеры 2 осуществл ют копание или транспортирование своих призм грунта в полость основной траншеи 1. Объем или

5 массу призм 3 грунта, попадающих в основную траншею 1, замер ют после каждого цикла или после нескольких циклов, когда сравниваемые бульдозеры осуществл ют копание или транспортирование с разными

0 законами движени  своих рабочих органов, но в одинаковых грунтовых .услови х. На фиг. 3 показан процесс копани . Бульдозеры 2 заполн ют полость основной траншеи

1и по объему грунта, попавшего в траншею, 5 определ ют лучший закон движени  рабочего органа испытываемых бульдозеров, работающих в одинаковых грунтовых услови х . Определ ют оптимальный путь набора максимальной призмы грунта или

0 оптимальный путь транспортировани  грунта дл  разных сравниваемых бульдозеров. При этом определ ют оптимальный закон движени  рабочего органа дл  данного бульдозера и дл  данных грунтовых усло5 вий. Далее этот закон фиксируют и при подобных грунтовых услови х используют дл  испытани  бульдозеров или, например, при автоматическом процессе копани . На фиг. 4 изображен замер призмы грунта с по0 мощью весового устройства 10, состо щего из площадки 11, шарнира 12, троса 13, по замеру реакций в которых Pi и i определ ют массу призмы 3 грунта после каждого цикла или после нескольких циклов. Массу

5 призмы грунта можно замерить и в весовом устройстве 10, в котором площадка 11 подвешена на тросах 13 (фиг. 5). Замер реакций в каждом тросе может осуществл тьс , например , динамометром. По сумме реакций

2Pi определ ют массу призмы 3. На фиг. 6

изображена площадка 11, котора  своими фигурными кра ми 14 позвол ет сохранить стенки основной траншеи 1 от обрушени . Массу призмы 3 грунта при этом определ ют взвешиванием площадки 11 с призмой грунта. Объем призмы грунта определ ют обмером размеров призмы., На фиг. 7 изображено определение массы призмы грунта высовым устройством 10, состо щим из площадки 11, динамометров сжати  15, уста- новленных на дне основной траншеи 1 на плитах 16. На фиг. 8 производ т определение массь; призмы 3 грунта при различных законах движени  рабочего органа бульдозера 1 Yi fi(x).

Бульдозеры устанавливают перпендикул рно продольной оси основной траншеи, за несколько циклов работы этих бульдозеров определ ют оптимальный закон движени  рабочего органа бульдозера дл  одинаковых грунтовых условий, при котором масса или объем грунта будет максимальным . После первого цикла провод т второй цикл и так далее, и снова дл  каждого цикла определ етс  оптимальный закон движени  рабочего органа бульдозера дл  данного цикла по массе или объему призмы 3 грунта, так как следующий процесс копани  будет происходить уже по срезанной поверхности.,

При определении оптимальной дальности транспортировани  призмы грунта дл  каждого бульдозера (фиг. 9) бульдозер 2, проход  через насыпь 17, набирает дл  своего рабочего органа максимальную призму 3 грунта и транспортирует ее по поверхности , пока не потер ет всю призму в боковые валики 4. По объему или массе боковых валиков 4, наход щихс  правее определенной дальности транспортировани  xi определ - ют объем или массу призмы 3 грунта, которую оттранспортировал бульдозер на рассто нии XL Провед  испытани  нескольких бульдозеров, определ ют бульдозер, от- транспортировавший свою призму грунта на большее рассто ние.

Фиг. 11 изображает вид сверху при испытании бульдозеров 2 на дальность транспортировани . Каждый бульдозер движетс  под определенным углом а , «2 и «з к насыпи, VI - вектор скорости бульдозеров 2. Обычно а ai az а. Площадь поперечного сечени  и грунтовые свойства насыпи 17 по ее длине одинаковы.

Оптимальную дальность транспортире- вани  определ ют по массе призмы 3 грунта , оттранспортированной бульдозером 2 в траншею 1 (фиг. 12), Определ ют бульдозер 2, который оттранспортирует большую

призму 3 по массе на рассто ние xi. В стационарных услови х траншею 1, поверхность 18 р дом с траншеей 1, площадку дл  определени  оптимального пути транспортировани  призмы грунта можно выполнить из твердого материала, например бетона.

Под знаком движени  рабочего органа понимают перемещение, скорость, ускорение базовой машины относительно неподвижной системы координат плюс перемещение; скорость и ускорение рабочего органа относительно базовой машины. Перемещение измер ют известными датчиками , например датчиками перемещени  реохордного или другого типа; скорость - датчиками на основе принципа Доплера или датчиками скорости типа п тое колесо , а также используют дифференциаторы, позвол ющие определ ть скорость по перемещению в единицу времени V -тгт-Ускорение определ ют пр мым путем, например акселерометрами, а также косвенным - дифференциаторами, определ ющими ускорение по формуле а  Дг

или изменение скорости в единицу времени

А V

Использование предлагаемого способа испытани  бульдозеров обеспечивает по сравнению с известными способами следующие преимущества.

Определение оптимальных законов движени  рабочего органа бульдозера, пути транспортировани  грунта, пути набора призмы грунта позвол ет в короткий срок найти конкретные услови  эксплуатации, испытаний и конкретные грунтовые услови , при которых необходимо проводить ис пытани  или использовать бульдозер в любых услови х с максимальной производительностью .

При существующих методах мы сравниваем случайно полученные значени  производительности . При предлагаемом способе сравнение идет по максимальной производительности , что обеспечивает достоверность полученных результатов.

Сокращение времени испытаний на техническую производительность достигаетс  за счет того, что перпендикул рно продольной оси основной траншеи можно установить сразу несколько испытываемых бульдозеров, которые будут испытыватьс  в равных грунтовых услови х, так как зоны их разработки наход тс  р дом. Длительность испытаний бульдозеров рокращаетс  за

счет того, что их провод т на оптимальном режиме при максимальной производительности .

Claims (1)

1. Формула изобретени  Способ испытани  бульдозера, заключающийс  в наборе грунта, его транспорти-, ровке, замере массы набранного грунта и дальности транспортировки, о т л и ч а ю- щ и и с   тем, что, с целью повышени  достоверности и точности испытаний, предварительно откапывают траншею, ко

   торую располагают перпендикул рно направлению движени  бульдозера, и устанавливают в ней весы, набранный грунт транспортируют в траншею, ссыпа  его на весы, с помощью которых производ т замер массы набранного грунта, при этом замер дальности транспортировки грунта осуществл ют от начала заглублени  отвала бульдозера до траншеи и по массе оттранспортированного грунта и дальности транспортировки определ ют производительность бульдозера.

   2 3 з

   8

   Wut.l

   55

   со

   о о ю

   ш

   7

   гг

   м

   см

   «о ё 3

   в

   «м

   //У /7/ /// //////

   Щи г. 10

   //////////// /// /%//// /xs ///

   X

   фиг. It

   fe//

   11 4

   18

   ///

   X

   10

   //

   S/SSSSS

   //

   t

   //////

   X

   с.

   .

   «а

   Nl

   Ј

   I

   с

   -С;

   «

   00