CC BY
7
УДК 69.059.62.002.5
ВИЗНАЧЕННЯ ВАНТАЖОП1ДЙОМНОСТ1 БУЛЬДОЗЕР1В ПРИ IX ВИКОРИСТАНН1 НА РОЗБОРЦ1 ЗАВАЛ1В ЗРУЙНОВАНИХ БУД1ВЕЛЬ
Л.А.Хмара, д.т.н, проф., С.В.Шатов, к.т.н., доц., О.О.Школа, маг.
Проблема. Пщ впливом стихшних лих та техногенних аварш споруди та будiвлi руйнуються, що призводить до утворення завалiв, пiд якими знаходяться потерпш. Для порятунку потерпiлих потрiбна спецiальна технiка, яка дозволяе виконувати розборку завалiв [1]. Однак, для цих видiв робiт використовують загальнобущвельну технiку: екскаватори, бульдозери, крани, навантажувач^ якi не пристасованi для цього. Це призводить до затягування часу розбирання завалiв та зменшення iмовiрностi знаходження потерпiлих пiд завалами. Тому метою дано! статп е визначення параметрiв бульдозерно! технiки (И вантажошдйомноси) для виконання робiт з розборки завалiв зруйнованих споруд.
Аналiз публжацш. У залежностi вiд характеру руйнування будiвель та споруд, обсягу пошкоджень та умов використання технiки для розбирання завалiв (доступ технiки до зруйнованих об'екпв, наявнiсть стислих умов И використання), найбшьш поширеними машинами, як використовують на розборцi заватв е екскаватори, крани та навантажувачi [2,3,4,5]. Всi цi машини виконують пiдйом уламкiв та навантаження !х у транспортнi засоби. Екскаватори та крани на мющ !х використання розташовують таким чином, що велик уламки пiднiмають кранами, а середш та великi уламки захоплюють екскаватори. Ц машини використовуються поетапно у взаемоди мiж собою.
При значних руйнуваннях будiвель та споруд, розбирання заватв виконують за допомогою бульдозерiв, як дозволяють розробляти значнi обсяги руйнувань та самостшно перемiщувати уламки до мюця !х складування. Як показав досвщ лшвщаци стихшних лих у Вiрменil [2], при висотi завалiв до 1,5м бульдозери очищують завали повшстю, а при !х висот бiльше 1,5м роблять про!зди для перемщення шшо! технiки зверху уламюв. До недолiкiв використання бульдозерiв вщноситься неможливiсть розробки окремих елементiв завалiв, особливо великих розмiрiв.
Результати дослщжень. На кафедрi «Будiвельнi та дорожш машини» Придшпровсько! державно! академп будiвництва та архiтектури розроблено робоче обладнання бульдозерiв, яке дозволяе захоплювати та транспортувати окремi уламки завалiв [6,7].
Базовим бульдозером використовують машини рiзного тягового класу - 3, 10, 25 та 35т. На рисунку 1 показаш щ бульдозери з запропонованим обладнанням. Воно устанавлюеться (рис.2) за допомогою кронштейшв 4 на верхнш частит вщвалу 2. Захвати 3 мають ребрист робочi поверхш, якими притискають вантаж (уламки) до поверхш вщвалу 2. Кожний iз захватiв 3 мае свiй гiдроцилiндр керування 6. Це дозволяе перемщувати кожний захват на потрiбну вщстань вiд поверхнi вiдвала, тим самим адаптуватися тд рiзну форму та розмiри захоплюваного вантажу.
Традицiйно бульдозери перемщують розроблюване середовище (грунт, будiвельно-дорiжнi матерiали по верхньому шару цих матерiалiв). У разi використання !х для захоплювання уламкiв будiвель та !х перемiщення при пiднятому робочому обладнанш цей клас машин слщ розглядати як пiдйомно-транспортну технiку з визначеною вантажошдйомшстю. Таким чином, для бульдозерiв, що оснащуються захватними пристроями, слщ вводити новий технiчний показник - вантажопщйомшсть (видiлення авторами).
Вантажошдйомшсть бульдозерiв визначаеться iз вимог стшкосп цих машин. Технiчнi показники найбшьш поширених у будiвництвi бульдозерiв наведет у таблиц 1.
Розрахунок вантажошдйомност цих бульдозерiв iз вимог стшкосп доцiльно виконувати для двох випадюв:
- при використаннi бульдозерiв iз захватами, коли вони транспортують уламки при перемщенш тракторiв на горизонтально дiлянцi (рис.3);
- при транспортуванш уламкiв, коли бульдозери перемщують уламки згори з максимально припустимим кутом нахилу а=22° (рис.4).
Стшюсть бульдозерiв визначаеться (див. рис.3) коефщентом стiйкостi, який дорiвнюе
К = ^Мст(А) > 1,15, (1)
ст х-1 1 г 5? V/
£ Мпер(, А)
де ЕМст(А) -сума моменив вщ ди сил, що забезпечують стшюсть бульдозера вiдносно точки А;
1Мпер(А) -сума моментiв вiд ди сил, що намагаються перевернути бульдозер вщносно точки А.
Рис.1.Бульдозери, вантожотдйомтсть яких визначалась : а) ДЗ-162 (тяговий клас Зт); б) ДЗ-171.1(тяговий клас lGm);e) ДЗ-П8(тяговий клас 25т);
г) ДЗ-59 ХЛ (тяговий клас 35т) . 1-базовий трактор; 2-кабта; 3-ходова частина; 4-штовхаючi бруси; 5-тдкоси;
б-гЛдрощтндри захватив; 7-егдеал; 8-захватп; Я-гАдрощтндри егдеалу.
Рис.2. Загальний виглядробочого обладнання вiдвалу iз захватами 1-рiжучi ножi; 2^двал; 3-захват; 4-кронштейни кртлення захватiв; 5-ребристаробоча поверхня захвату; б^дроцилтдри керування захватом.
Таблиця 1
Техтчт характеристики бульдозерiв
Параметр Позначення Одиниця вимiрю- вання Бульдозер-марка
ДЗ-162 ДЗ-171.1 ДЗ-118 ДЗ-59ХЛ
Базовий трактор ДТ-75НР Т-170 ДЭТ-250М Т-330
Тяговий клас Т т 3 10 25 35
Довжина вщвала В м 2,52 3,22 4,31 4,73
Висота вщвала Н м 1,0 1,15 1,55 1,75
Швидюсть пересування V км/год 5,3... 11,2 3,7...12,2 1,14.19 4,7...46,4
Габаритш розмри 1хЬхЬ м 4,98х2,52х х2,65 5,44х3,22х х3,10 7,6х4,54х х3,3 7,34х4,73х х3,45
Загальна маса Шб кг 7360 16720 37300 47630
Рис.3. Розрахункова схема бульдозера, що транспортуеуламки на горизонтальны дтянщ Вираз(1) через вагу та вщсташ буде мати вигляд:
G • I
Кт =-^-> 1,15, (2)
Gб.о • 12 + Gзах • 14 + Ge ' 13
де Gтр , G&о,, , Gзах, , Gв - вага вщповщно трактора, бульдозерного обладнання, захвату та вантажа
Ь^и- вщсташ ди сили ваги до точки А.
Вщ ваги перейдемо до маси обладнання та вантажу:
Gтр Штр 4 ; Gб.о. Шб.о. 4 ,
Gзах = Юзах Ч ; Gв = Шв Ч ,
де ч - прискорення вшьного падiння.
З урахуванням ди динамiчних навантажень на бульдозери вiд сил шерци, якi враховуються
коефiцieнтом динамiчностi Кд=1,2, вираз(2) мае вигляд:
т ■ I,
тр 1 > 1,15. (3)
(тбо ■ 12 + тзах ■ 14 + т, ■ 13) ■ КД
Маса вантажу визначасться:
ттр ■ 11 - 1,15 ■ КД ■ (тбо ■ 12 + т зах ' 14) ...
те = —----. (4)
8 1,15 ■ К Д ■ 13
Вихiднi данi для розрахунюв наведенi у таблицi 2.
Таблиця 2
Вих1дт дам для розрахунку еантажотдйомност1 булъдозер1е
Параметр Позна- Одиниця Бульдозер
чення вимiрю- ДЗ - 162 ДЗ - 171.1 ДЗ - 118 ДЗ -59ХЛ
вання
Тяговий клас Т т 3 10 25 35
Маса
- трактора ттр кг 6000 14260 31540 39000
-бульдозерного
обладнання т б. о- кг 1080 2040 4900 7650
- захвату тзах кг 280 420 860 980
Вщстань до
центра ваги 1: м 0,806 1,239 1,239 1,780
вiдповiдного 12 м 1,376 0,786 2,082 0,844
обладнання 13 м 3,368 2,962 5,122 3,780
14 м 3,368 2,962 5,122 3,780
Висота
розташування Ь1 м 0,883 1,03 1,09 1,149
центра ваги Ь2 м 0,6 0,69 0,93 1,05
вщповщного Ь3 м 0,4 0,46 0,62 0,7
обладнання Ь4 м 1,0 1,15 1,55 1,75
Габарит по 1 м 4,980 5,440 7,600 7,340
довжиш
Габарит по висотi ь м 2,650 3,100 3,300 3,450
База Б м 1,612 2,478 2,478 3,560
Наприклад, для найбшьш поширеного бульдозера ДЗ-171.1 припустима маса вантажу визначаеться дорiвнюe :
14260 ■ 1,239 -1,15 ■ 1,2 ■ (2040 ■ 0,786 + 420 ■ 2,962)
тя =------—^-----= 3626 кг.
е 1,15 ■ 1,2 ■ 2,962
У таблищ 3 наведенi результати розрахунюв для iнших бульдозерiв.
Розрахункова схема для визначення припустимо! маси вантажу (уламюв), що транспортуються згори (а=22°), надана на рис.4.
Рис.4. Розрахункова схема бульдозера, що транспортуеуламки згори
Для цього розрахункового випадку припустима маса вантажу m'e з вимоги стшкосп вщносно точки А.
, m ■ (cos a ■ l1 - • sin a ■ h1) -1,15 • К Д [тбо ■ (cos a ■ l2 + ■ sin a ■ h2) +
m„ =
1,15 ■ КД X
+ тзах ■ (cos a ■ 14 + ■ sin a ■ h4)]
(5)
x (cos a ■ l3 + sin a ■ h3) де a - кут нахилу поверхш, по якш пересуваеться бульдозер. Наприклад, для бульдозера ДЗ-171.1 припустима маса вантажу визначаеться:
, 14260 ■ (cos220 ■ 1,239 -■ sin220 ■ 1,03) -1,15 ■ 1,2 ■ [2040 ■ (cos220 ■ 0,786 + ■ sin220 ■ 0,69) +
m =-
в 1,15 ■ 1,2 X
420 ■ (cos a ■ 220 ■ 2,962 + ■ sin 220 ■ 2,962)] ,, no
+-----!---!-— = 1103 кг.
X (cos 220 ■ 2,962 + sin 220 ■ 2,962)
У таблищ 3 наведенi результати розрахункiв для шших бульдозерiв.
Визначена вантажотдйомтсть бульдозеров
Таблиця 3
Параметр Позна-чення Одинищ вимiрюван- ня Бульдозер
ДЗ - 162 ДЗ -171.1 ДЗ -118 ДЗ-59ХЛ
Тяговий клас Т т 3 10 25 35
Маса уламюв (при рус по горизонтал^ тв кг 319 3626 4469 10620
Маса уламюв (при рус згори) те кг 160* 1103 250 5697
Примака: *для роботи згори i3 схилом 10°.
Для практичного використання приймаемо значення вантажопiдйомностей m', яю
вiдповiдають другому розрахунковому положенню при перемщенш бульдозерiв згори .
У р^ захоплювання вантажiв (уламкiв) бшьшо1 маси нiж розрахункова, перевертання
бульдозерiв неможливо у зв'язку з веденням у гiдролiнiю керування гiдроцилiндрами вщвалу
запобiжного клапана, вiдрегульованого на тиск робочо1 рiдини вiдповiдно визначено1
вантажошдйомносп.
Висновки.
1 .Для виконання значних обсягiв робiт по розробщ завалiв зруйнованих споруд доцiльно використовувати бульдозери, оснащеш захватами.
2. Для бульдозерiв, оснащених захватами, пропонуеться ввести техшчний показник -вантажопiдйомнiсть, яка визначаеться за умови стшкосп бульдозерiв при перемщенш вантаж1в (уламкiв будiвель).
3 .Визначена припустима маса уламкiв, що можуть транспортуватися бульдозерами на горизонтальнш дiлянцi або при ix перемщенш згори (див. Табл. 3).
ВИКОРИСТАНА Л1ТЕРАТУРА
1. Казаков Б., Чадов Е. Оргашзащя та проведення аваршно-рятувальних робгт на житлових бущвлях i спорудах. // Надзвичайна ситуащя.-2007.-№6.-С.44-49.
2. Бакин В.П. Механизация на разборке завалов. // Механизация строительства.-1989.-№5. -С.7-8.
3. М1рошниченко М. Вибух газу - "це урок, який повинна засвогги держава". // Надзвичайна ситуащя.-2007. - №10. - С.8-15.
4. Колосков В.Н., Олейник П.П., Тихонов Ф.А. Разборка жилых зданий и переработка их конструкций и материалов для повторного использования. - М.: Изд-во Ассоциации строительных ВУЗов, 2004.-200с.
5. Баловнев В. И. Многоцелевые дорожно-строительные и технологические машины: Учебное пособие для вузов по дисциплине «Дорожные машины» для специальностей 170900, 230100, 150600 и 291800. - Омск - Москва. ОАО «Омский дом печати», 2006. - 320с.
6. Хмара Л.А., Шатов С.В. Определение параметров бульдозеров для ликвидации последствий стихийных бедствий и техногенных аварий//Вюник Придшпровсько1 держ. академ. буд-ва та арх. -Дшпропетровськ; ПДАБА, 2008. - №1-2, С.81-89.
7. Хмара Л.А., Шатов С.В. Параметрический ряд бульдозеров для ликвидации последствий стихийных бедствий и техногенных аварий//Материалы межд. науч.-техн. конференции «Интерстройтех-2008», Владимир,2008, С.101-114.
УДК 621.878.23
Визначення вантажопщйомност бульдозерiв при Тх використаннi на розборцi завалiв зруйнованих будiвель / Л.А.Хмара, С.В.Шатов, О.О.Школа //Вiсник Придншровськот державнот академп будiвництва та архiтектури. - Дншропетровськ: ПДАБА, 2008. - №8. -.С.- . -рис.4.-табл.3.^блшгр.:(7 назв).
Для розбирання завалiв зруйнованих будiвель використовують рiзноманiтну технiку, у тому числi бульдозери. Пщвищити ефективнiсть використання робiт з розбирання уламюв будiвель запропоновано шляхом !х оснащення захватами. Це дозволяе захоплювати та транспортувати уламки на необхщну вiдстань. При цьому бульдозери виконують пiднiмально - транспортнi роботи. Авторами запропоновано для бульдозерiв iз захватами ввести новий технiчний показник -вантажошдйомнють. Для найбiльш поширених бульдозерiв розрахована !х вантажопiдйомнiсть.
