Способ испытания бульдозера

СОЮЗ СОВЕТСКИХСОЦИАЛИСТИЧЕСКИРЕСПУБЛИК 7159 МИТЕТТКРЫТИЯМ ОСУДАРСТВЕННЫЙПО ИЗОБРЕТЕНИЯМПРИ ГКНТ СССР ПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ ЕЛЬСТВУ ОМУ СВ К А(56) Мет ности п за рубеж шасси и М,: 1981 овоутем льно 1(71) Производственное объединени,е "Челябинский завод дорожных машин им. Колющенко", Центральный научно-исследовательский полигон-филиал "ВНИИСТРОЙДОРМАШ" и Московский автомобильно-дорожный институт(53) 621.878.6 (088,8) ды определения производительмышленн х тракторов в СССР и м. Серия Тракторы, самоходные вигатели, агрегаты и узлы", вып. 8,Изобретение относится к методам и редствам испытаний машин и можетбыть спользовано при испытаниях бульдозеов. рИспытания тракторов на техническую производительность является основной составной частью различных испытаний промышленных трактсров и агрегатов-на их базе.Известен способ определения производительности бульдозера, включающий.от-: рывкутрех траншей стандартного профиляглубиною около 1,5 м с последующей отсыпкой грунта в кавальер. О съем вынутого грунта определяют путем замера геометрического объема траншей, а время - путем хронометрирования при разработкекаждой траншеи.(54) СПОСОБ ИСПЫТАНИЯ БУЛЬДОЗЕРА (57) Изобретение относится к методам и средствам испытаний машин и может быть использовано при испытаниях бульдозеров. Цель - повышение достоверности и точности испытаний, При проведении испытания бульдозера предварительно откапывают траншею, которую располагают перпендикулярно направлению движения бульдозера и устанавливают в ней весы, Набранный грунт транспортируют в траншею, ссыпают его на весы, производят замер массы набранного грунта. Замер дальности транспортировки грунта осуществляют от начала заглубления отвала бульдозера до траншеи. Производительность бульдозера определяют по массе оттранспортированного грунта и дальности транспортировки, 1 з.п.ф-лы, З13 ил,Известен способ определения 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 осуществляется после каждого набора, производят на последовательно расположенных участках траншеи, которые соответствуют установленным длинам цикловых ходов бульдозера, причем на каждом участке проводят полные циклы его работы.Фирма "Камацу" (Япония) также пр дит испытания своих бульдозеров и разработки траншей на предварите1715998 Составитель Г. СитниченкоТехред М.Моргентал Корректор Т. М актор 3,аков аказ 587 Тираж ПодписноеВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытия113035, Москва, Ж, Раушская наб 4/5 ГКНТ СССР оизводственно-издательский комбинат "Патент", г. Ужгород, ул,Гагарина,разрыхленной, а затем уплотненной площадке. Разрабатываемый грунт отсыпают на насыпь и оставляют отдельными призмами. После окончания работы дно траншеи должно быть ровным. Число циклов при разработке в среднем составляет десять.Этим способам присущи следующие недостатки. Разработка и перемещение грунта ведется в заранее отрытой траншее или в траншеях, образовавшихся в результате разработки. При этом исключаются потери грунта на рассыпание, не учитывается форма отвала. Производительность при транщейной разработке превышает бестраншейную на 20, (по данным фирмы "Катерпиллер") и зависит от формы отвала. Производительность определяется в частных условиях: стесненное копание траншеи, ограничены потери грунта в боковые валики. При этих способах требуется большое количество земельных площадей, повышенные затраты времени, а также относительно низкая достоверность. Кроме того, велико влияние субъективных факторов - квалификации и состояния водителя,Наиболее близким по технической сущности к предлагаемому является способ определения технической производительности бульдозеров, используемый фирмой "Катерпиллер".Способ заключается в следующем. Трактор набирает грунт на длине 15 м и затем перемещает его на определенное расстояние от 0 до 100 м для тракторов 04, 05, 06 и до 150 м для тракторов 07, 08, 09. Затем трактор останавливается, отвал поднимается, трактор проезжает вперед и назад, сглаживая вершину призмы. С помощью рулетки замеряют высоту Н, ширину Я и длинупризмы в двух местах, цифры осредняют и определяют объем призмы в рыхлом теле, Время цикла определяется хронометрированием при выполнении нескольких отдельных циклов, После этого подсчитывается цикловая производительность;Этот метод отличается простотой, довольно низкой трудоемкостью, минимальной потребностью в земельных площадях,Однако при испытаниях бульдозеров на техническую производительность закон движения отвала выбирается искусственно, не всегда при работе по этому закону производительность получается максимальной, Имеется разброс результатов, вызываемый колебаниями плотности грунта на различных участках, И при дальнейших испытаниях бульдозера нет уверенности, что результаты испытаний будут достоверными. КроМе того, повышенная длительность испытаний бульдозера при использовании существующего метода определенияпроизводительности значительно усложня 5 етих,Целью изобретения являются повышение достоверности и сокращение временииспытаний.Это достигается тем, что в способе ис 10 пытания бульдозера, включающем предварительное определение техническойпроизводительности путем многократногонабора грунта на однотипных участках неразработанной поверхности бульдозером с15 установленным законом движения рабочего органа с последующим транспортированием грунта, обработкой результатов исобственно испытаний, определение технической производительности осуществляют20 проведением нескольких опытов с различными законами движения рабочего органа споследующим определением оптимальногозакона движения рабочего органа по максимальной производительности .для данной25 конструкции бульдозера и типа грунта, идальнейшие испытания проводят по этомузакону.Предлагаемый способ отличается от известного тем, что определяют техническую30 производительность путем проведения нескольких опытов с различными законамидвижения рабочего органа, после чего определяют оптимальный закон движениярабочего органа по максимальной произ 35 водительности для данной конструкциибульдозера и типа грунта, а дальнейшие ис-пытания проводят по определенному оптимальному закону.На фиг, 1 изображена реализация спо 40 соба определения технической производи,тельности как при наборе призмы грунта,так и при транспортировании призмы; нафиг. 2 - транспортирование грунта при движении бульдозеров с разных сторон тран 45 шеи; на фиг, 3 - определение объемаразработанного грунта при заполнениитраншеи; на фиг, 4 - определение массыразработанного грунта при заполнении траншеи; на фиг, 5 - то же, но движение бульдозера под уклон; на фиг. 6 - то же, но 50 высота стенок траншей остается неизмен ной; на фиг. 7 - оп ределение массы разработанного грунта динамометрами сжатия, установленными на дне траншеи; на фиг. 8 - то же, но определяется 55 закон движения рабочего органа бульдозера; на фиг. 9 - схема определения оптимального пути перемещения грунта; на фиг, 10 -тоже, но в изометрии; на фиг. 11-то же, видсверху; на фиг. 12 - определение оптималь-ного пути транспортирования грунта по весу оставшейся призмы грунта через определенное расстояние транспортирования; на фиг. 13 - вид по стрелке А на фиг. 1.Способ определения технической производительности бульдозера реализуется следующим образом,После определения производительности бульдозера траншейным способом,как в прототипе, или после выкапывания ос 10 новной траншеи 1 равной глубиной Н и шириной ЧЧ по длине ( поперечное сеЧение траншеи может быть не прямоугольное, а в виде трапеции) испытываемые бульдозеры 2 устанавливают перпендикулярно к, продольной оси основной траншеи. После этого все бульдозеры осуществляют рабочий цикл, перемещая призмы 3 грунта в полость основной траншеи 1, Копание при одинаковых условиях, но на разном расстоянии от траншеи позволяет определить минимальное расстояние для данных условий копания, при котором объем призмы максимален, так как при большем расстоянии ко 20 пания 1 призма грунта расти не будет, будут 25происходить интенсивные потери из призмы 3 грунта в боковые валики 4, что ведет к ухудшению процесса копания, так как уменьшается объем оттранспортированного грунта, Выставив одинаковые бульдозе 30 ры 2 на разном расстоянии 1 от основной траншеи 1, которые с одинаковым законом движения рабочего органа и при одинаковых грунтовых условиях совершают процесскопания, перемещают призму грунта в по-, 35лость траншеи 1. Замерив оказавшуюся призму 3 грунта от каждого бульдозера в траншее 1 по массе или по объему, получим,что, начиная с какого-то расстояния 1 масса призмы 3 грунта или ее объем становится 40 постоянным. Это расстояние 1 и будет. являться наименьшим путем набора максимальной призмы 3 грунта. Бульдозеры 2 рование грунта и при этом определяют максимально возможный путь транспортирования грунта, при котором призма 3 грунта перемещается рабочим органом бульдозера без процесса резания; Грунт 50из призмы 3 теряется в боковые валики4. Оставшийся перед отвалом грунт.ссыпается в основную траншею. После этого каждую призму 3 грунта, оттранспортированную каждым бульдозером, измеряют по 55 массе или по объему, при этом определяют максимальную длину транспортирования грунта, при котором объем призмы 3 грунта достигает минимально возможной величины. Устанавливают разные бульдозеры 2 на устанавливают на расстоянии 11 и 12 от основной траншеи 1, производят транспорти одной и той же длине 1 от основной траншеи 1, по объему или массе перемещенного в траншею грунта определяют наилучший. Бульдозер 2, установленный на расстоянии 13 от основной траншеи, осуществляет резание выступа 5 и таким образом определяют оптимальный минимальный путь набора максимальной призмы 3 грунта для данного выступа 5 этим бульдозером. Бульдозер 2, . установленный на расстоянии 1 а, производит полублокированное резание, когда с одной стороны от бульдозера находится стенка б. Призма в этом случае может интенсивно теряться в боковой валик 4, расположенный в противоположной стороне от стенки б, Бульдозер 2, установленный на расстоянии 1 ь,осуществляет блокированное резание, когда по обеим сторонам бульдозера находятся стенки 7 и 8 второй траншеи 9, продольная ось которой перпендикулярна продольной оси основной траншеи 1. На фиг, 2 бульдозеры 2 осуществляют копание или транспортирование своих призм грунта в полость основной траншеи 1. Объем или массу призм 3 грунта, попадающих в основную траншею 1, замеряют после каждого цикла или после нескольких циклов, когда сравниваемые бульдозеры осуществляют копание или транспортирование с разными законами движения своих рабочих органов, но в одинаковых грунтовых, условиях, На фиг. 3 показан процесс копания, Бульдозеры 2 заполняют полость основной траншеи 1 и по объему грунта, попавшего в траншею, определяют лучший закон движения рабочего органа испытываемых бульдозеров. работающих в одинаковых грунтовых условиях, Определяют оптимальный путь набора максимальной призмы грунта или оптимальный путь транспортирования грунта для разных сравниваемых бульдозеров. При этом определяют оптимальный закон движения рабочего. органа для данного бульдозера и для данных грунтовых условий. Далее этот закон фиксируют и при подобных грунтовых условиях используют для испытания бульдозеров или, например, при автоматическом процессе копания. На фиг.4 изображен замер призмы грунта с помощью весового устройства 10; состоящего из площадки 11, шарнира 12, троса 13, по замеру реакций в которых Р и Рг определяют массу призмы 3 грунта после каждого цикла или после нескольких циклов. Массу 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 осуществляться, на. пример, динамометром. По сумМе реакциР Х Р определяют массу призмы 3. На фиг, 610 15 20 второй цикл и так далее, и снова для каждого цикла определяется оптимальный закон 25 изображена площадка 11, которая своими фигурными краями 14 позволяет сохранить стенки основной траншеи 1 от обрушения. Массу призмы 3 грунта при, этом определяют взвешиванием площадки 11 с призмой грунта. Объем призмы грунта определяют обмером размеров призмы, На фиг. 7 изображено определение.массы призмы грунта высовым устройством 10, состоящим из площадки 11, динамометров сжатия 15, установленных на дне основной траншеи 1 на плитах 16. На фиг. 8 производят определение массы призмы 3 грунта при различных законах движения рабочего органа бульдозера 1 У; = Цх).Бульдозеры устанавливают перпендикулярно продольной оси основной траншеи, за несколько циклов работы этих бульдозеров определяют оптимальный закон движения рабочего органа бульдозера для одинаковых грунтовых условий, при котором масса или объем грунта будет максимальным. После первого цикла проводят движения рабочего органа бульдозера для данного цикла по массе или объему призмы 3 грунта, так как следующий процесс копания будет происходить уже по срезанной поверхности,При определении оптимальной дальности транспортирования призмы грунта для каждого бульдозера (фиг. 9) бульдозер 2, проходя через насыпь 17, набирает для своего рабочего органа максимальную призму 3 грунта и транспортирует ее по поверхности, пока не потеряет всю. призму в боковые валики 4, По объему или массе боковых валиков 4, находящихся правее определенной дальности транспортирования х определяют объем или массу призмы 3 грунта, которую оттранспортировал бульдозер на расстоянии хь Проведя испытания нескольких бульдозеров, определяют бульдозер, оттранспортировавший свою призму грунта на большее расстояние.Фиг. 11 изображает вид сверху при испытании бульдозеров 2 на дальность транспортирования, Каждый бульдозер движется под определенным углом а 1, а 2 и аз к насыпи, И - вектор скорости бульдозеров 2. Обычно а 1 =аг =аз =аь Площадь поперечного сечения и грунтовые свойства насыпи 17 по ее длине одинаковы.Оптимальную дальность транспортирования определяют по массе призмы 3 грунта, оттранспортированной бульдозером 2 в траншею 1 (фиг. 12), Определяют бульдозер 2, который оттранспортирует большую 30 35 40 45 50 55 призму 3 по массе на расстояние хь В стационарных условиях траншею 1, поверхность 18 рядом с траншеей 1, площадку для определения оптимального пути транспортирования призмы грунта можно выполнить из твердого материала, например бетона.Под знаком движения рабочего органа понимают перемещение, скорость, уско- . рение базовой машины относительно неподвижной системы координат плюс перемещение; скорость и ускорение рабочего органа относительно базовой машины; Перемещение измеряют известными датчиками, например датчиками перемещения реохордного или другого типа; скорость -датчиками на основе принципа Доплера или датчиками скорости типа пятое колесо, а также используют дифференциаторы, позволяющие определять скорость по пеЬ ремещению в единицу времени Ч = -- .1Ускорение определяют прямым путем, например акселерометрами, а также косвенным - дифференциаторами, опредеЬ ляющими ускорение по формуле а = или изменение скорости в единицу времениЬчИспользование предлагаемого способа испытания бульдозеров обеспечивает по сравнению с известными способами следующие преимущества,Определение оптимальных законов движения рабочего органа бульдозера, пути транспортирования грунта, пути набора призмы грунта позволяет в короткий срок найти конкретные условия эксплуатации, испытаний и конкретные грунтовые условия, при которых необходимо проводить испытания илииспользовать бульдозер в любых условиях с максимальной производительностью.При существующих методах мы сравниваем случайно полученные значения производительности. При предлагаемом способе сравнение идет по максимальной производительности, что обеспечивает достоверность полученных результатов.Сокращение времени испытаний на техническую производительность достигается за счет того, что перпендикулярно продольной оси основной траншеи можно установить сразу несколько испытываемых бульдозеров, которые будут испытываться в равных грунтовых условиях, так как зоны их разработки находятся рядом. Длительность испытаний бульдозеров, сокращается засчет того, что их проводят на оптимальномрежиме при максимальной производительности. Формула изобретения 5 Способ испытания бульдозера, заключающийся в наборе грунта, его транспорти-, ровке, замере массы набранного грунта и дальности транспортировки, о т л и ч а ющ и й с я тем, что, с целью повышения 10 достоверности и точности испытайий, предварительно откапывают траншею, которую располагают перпендикулярно направлению движения бульдозера, и устанавливают в ней весы, набранный. грунт транспортируют в траншею, ссыпая его на весы, с помощью которых производят замер массы набранного грунта, при этом замер дальности транспортировки грунта осуществляют от начала эаглубления отвала бульдозера до траншеи и по массеоттранспортированного грунта и дальности транспортировки определяют производительность бульдозера.