دانلود مقاله تراکتور و بلدورز

تراکتور و بولدوزر
تراکتور با چرخهای زنجیری از اولین ماشین آلات موتورداری است که در عملیات خاکی بکار گرفته شده است.

امروزه با بکار گرفتن تراکتورچرخ لاستیکی، هنوز هم این وسیله بطور وسیعی در کارهای ساختمانی مورد استفاده قرار میگیرد.

تراکتوری که مجهز به یک تیغه در قسمت جلویی باشد به بولدوزر موسوم است.

انواع مختلفی از تیغه ها قابل استفاده با تراکتور هستند.
تراکتور چرخ زنجیری
این نوع تراکتور در انواع مختلف زمینها بخاطر فشار کم وارد بر زمین و قدرت کشش مناسب قادر به فعالیت هستند.

مدلهای مخصوصی موجودند که دارای فشار وارد بر زمین حدود 3 تا 4 پاوند بر اینچ مربع (معادل 22/0 تا 30/0 کیلوگرم بر سانتی متر مربع) بوده و در زمین های سست بسیار موثرند.

این ماشین آلات در شیبهای تا 100% (45 درجه)نیز قادر به کار هستند.

بعلت سرعت نسبتا کم باید برای حمل آنها به محل کارگاه از تریلراستفاده نمود.
چون غلطک های زنجیرها روغن کاری شده و در مقابل نفوذ آب و مواد زنگ آور محفوظ هستند، تراکتور قادر است در آب به ارتفاع زنجیرهای فوقانی چرخها عمل


نماید.

در صورتیظکه پیش بینی لازم برای ضد آب نمودن ماشین صورت گرفته باشد، تراکتور قادر خواهد بود بمدت کم در آبهای عمیق تر هم فعالیت کند.

تراکتور با چرخهای لاستیکی
تراکتور با چرخهای لاستیکی از این جهت ساخته شد که سرعت بیشتری در کشیدن اسکریپرها و واگنها و کارهای نظیر آن داشته باشد.

این نوع ماشینها در انواع 2 چرخ و 4 چرخ موجودند.

نوع 2 چرخ آن باید حتما همراه با یک ماشین دیگر نظیر اسکریپرکار کند تا بتواند تعادل خود را حفظ کند.

نوع چهارچرخ آن در دو نوع یک دیفرانسیل و دو دیفرانسیل موجود است.

این نوع ماشینها دارای فشار بر سطح زمین به مقدار 25 تا 35 پاوند بر اینچ مربع (معادل 8/1 تا 5/2 کیلوگرم بر سانتی متر مربع) بوده و نیروی غلطشی که ایجاد می کنند باندازه تراکتورهای زنجیردار نیست و بنابراین استفاده از آنها بصورت بولدوزر توسط عوامل یاد شده محدود می گردد.

علاوه بر داشتن سرعت سیر نسبتا زیاد این نوع تراکتور در حرکت بر روی آسفالت، سطح جاده را خراب نمیکند.

بدلیل فشار زیاد وارد بر زمین، میتوان از آن در عمل تراکم سطح زمین یا جاده استفاده نمود
انواع تیغه ها و ملحقات تراکتور
انواع تیغه ها
از میان انواع مختلف تیغه های موجود برای تراکتور چهار نوع تیغه از اهمیت بیشتری برخوردار بوده و موارد استفاده زیادتری دارند.

این چهار نوع تیغه عبارتند از: تیغه مستقیم، تیغه انگل دوزر، تیغه یونیورسال و تیغه کوشن (cushion blade).

همه این نوع تیغه ها بغیر از تیغه کوشن میتوانند حول محور طولی ماشین دوران کنند و بدین ترتیب قدرت تراکتور را در یک انتهای تیغه متمرکز سازند.

این دوران حول محور طولی مخصوصا در مواقع خندق کنی یا شکستن رویه زمینهای سخت مورد استعمال دارد.



تیغه های مستقیم و یونیورسال امکان حرکت قسمت فوقانی تیغه را بجلو یا عقب میسر می سازند(شکل 3-5 قسمت ب) این عمل باعث ازدیاد یا نقصان میزان نفوذ تیغه ماشین در اثر تغییر زاویه حمله به زمین نمی شود.

فقط تیغه انگل دوزر را میتوان طوری تغییر مکان داد که عمود بر جهت حرکت ماشین نباشد.( این سه نوع حرکت با دوران تیغه در شکل 3-5 نشان داده شده اند.)
تیغه مستقیم (شکل 4-5 ) از باقی تیغه ها بیشتر مورد استعمال دارد.

وقتی که فاصله حمل مواد کم یا متوسط است این نوع تیغه بسیار موثرمی باشد.

این تیغه دارای اسب بخار در هر فوت از انتهای برشی و اسب بخار در هر یارد مکعب مواد سست بیشتری نسبت به تیغه یونیورسال می باشد.

بنابراین، این نوع تیغه دارای قدرت حفاری و حمل مواد بیشتری نسبت به نوع یونیورسال می باشد.
انگل دوزر در ایجاد برش در کنار تپه ها و بلندیها، پرکردن پشت ابنیه و کندن جویها میتواند مورد استفاده قرار گیرد.
تیغه یونیور سال با دارا بودن دو دیواره در دو انتهای تیغه قادر به حمل مقادیر زیادمواد حفر شده در مسافات نسبتاً زیاد می باشد.

این تیغه نباید برای حمل مواد خیلی سنگین یا نفوذ در زمین به میزان زیاد مورد استفاده قرار گیرد.

تیغه کوشن به منظور هل دادن اسکریپر طرح شده است.
انواع مختلف دیگر تیغه نیز وجود دارند که بعضی از آنها عبارتند از تیغه خراشنده (ripdozer) ، تیغه U شکل مخصوص مواد سبک و تیغه هایی که برای عملیات مخصوص پاک کردن به کار میروند.
انواع مختلف دیگر تیغه نیز وجود دارند که بعضی از آنها عبارتند از تیغه خراشنده (ripdozer) ، تیغه U شکل مخصوص مواد سبک و تیغه هایی که برای عملیات مخصوص پاک کردن به کار میروند.

شکل 4-5 : انواع مهم تیغه تعیین سرعت تراکتور حداکثر سرعت یک کامیون، بولدوزر با اسکریپر تحت شرایط و میزان بار معین، بستگی به قدرت موجود در چرخها و مساله تراکسیون (اصطکاک) و مقاومت شیب و مقاومت غلطشی دارد.

روشهای تعیین این عوامل و ماکزیمم سرعت ماشین آلات با استفاده از جداول و منحییهای عرضه شده توسط کمپانیهای سازنده این ماشینها در زیر خواهد آمد.

مقاومت کل حرکت مقاومت کل در مقابل حرکت وسیله نقلیه بر روی یک سطح عبارتست از مجموع مقاومت غلطشی و مقاومت شیب.

(1-5) مقاومت شیب+ مقاومت غلطشی = مقاومت کل مقاومت غلطشی مقاومت غلطشی عبارتست از مقاومت در مقابل حرکت وسیله نقلیه بر روی یک سطح ناشی از اصطکاک داخلی، فرو رفتن وسیله نقلیه بر روی سطح حرکت و فشار لاستیک برای بدست آوردن مقاومت غلطشی از روابط زیر استفاده می شود.

(2-5) مقدار نفوذ بر حسب اینچ × 30) + 40 = مقاومت غلطشی(1b/ton) (3-5)وزن وسیله نقلیه (تن) × مقاومت غلطشی(پاوند برتن)= مقاومت غلطشی(پاوند) مقادیر مقاومت غلطشی بر حسب پاوند در هر تن برای انواع مختلف سطح زمین در جداول 1-5 داده شده است.

چون وسائط نقلیه زنجیر دار در حقیقت در جاده خودشان (سطح داخلی زنجیر ماشین) حرکت می کنند،معمولاً فرض می شود که مقاومت غلطشی در مقابل حرکت آنها وجود ندارد.

مقاومت شیب مقاومت شیب عبارتست از مولفه وزن ماشین که بموازات سطح شیبدار جاده اثر میکند.

این نیرو در مورد وسائط نقلیه یی که در حال صعود از یک بلندی هستند مثبت عمل کرده و در مورد وسائط نقلیه ای که در حال پائین آمدن از ارتفاع میباشند بصورت منفی عمل می نماید.

یعنی در حقیقت در پائین آمدن به ماشین کمک می کند.

مقدار دقیق این نیروها عبارتست از حاصلضرب وزن وسیله نقلیه در سینوس زاویه ای که سطح شیبدار با سطح افق تشکیل می دهد.

با اینهمه در مورد زوایای کوچک، سینوس و تانژانت زوایا با هم تقریبا برابرند.

مثلا در مورد یک سطح شیبدار o15 ، استفاده از تانژانت بجای سینوس فقط حدود 3% خطا ایجاد می نماید.

شیب معمولا بر حسب درصد بیان میگردد که همان تانژانت زاویه شیب می باشد.

مثلا شیب یک درصد، در طول هر یکصد متر ارتفاع میگیرد یا نزول میکند.بنابراین در مورد شیبهایی که در عملیات خاکی با آنها سرو کار داریم.

معمولا استفاده از روابطزیر قابل قبول میباشد: (4-5) شیب ×وزن ماشین (پاوند)= مقاومت شیب (1b) (5-5) شیب (%)×20 = مقاومت شیب (1b/ton) شیب موثر مقاومت کل را می توان بر حسب درصد شیبی بیان کرد که دارای مقاومت شیبی برابر با مقاومت کل محاسبه شده دارد.

این درصد شیب به شیب موثر یا شیب معادل و یا درصد کل مقاومت موسوم است.

از آنجا که یک شیب یک درصد معادل یک مقاومت 20 پاوند بر تن می باشد خواهیم داشت: (6-5) = شیب موثر (%) یا (7-5) + شیب (%) = شیب موثر (%) مثال 1-5 مساله: یک تراکتور با چرخ لاستیکی بر روی یک زمین نرم با مقدار نفوذ لاستیک 5 اینچ حرکت میکند.

وزن تراکتور 20 تن می باشد.

مطلوبست محاسبه مقاومت کل و شیب موثر در حالات زیر: الف) تراکتور در حال صعود از یک شیب 4% است.

ب)تراکتور در حال نزول از یک شیب 6% است.

حل: (رابطه 2-5) ضریب مقاومت غلطشی (رابطه 3-5) مقاومت غلطشی الف) (رابطه 4-5) مقاومت شیب (رابطه 1-5) مقاومت کل (رابطه 6-5) شیب موثر ویا (رابطه 7-5) شیب موثر ب) (رابطه 4-5) مقاومت شیب (رابطه 1-5) مقاومت کل (رابطه 7-5) شیب موثر نیروی کششی موجود موتورهای دیزل که در ماشین آلات ساختمانی بکار رفته اند، با بالا رفتن ارتفاع محل کار از سطح دریا، قدرتشان کم میشود زیرا که از فشار هوا کاسته میشود.

موتورهای توربوشارژر از این نظر بر موتورهای عادی برتری دارند و تا حدود ارتفاع 10000 فوت (حدود3000متر)هم هنوز قدرت خود را حفظ می نمایند.

در مواقعی که جداول مخصوص کمپانی ها در دسترس نباشد، کافیست که عملکرد ماشین را به اندازه 3% بازای هر 1000 فوت ارتفاع در ارتفاعات بالاتر از 3000 فوت (حدود 1000 متر ) کم کنیم.

(8-5) × 3 = فاکتور تقلیل نیروی کششی (%) بنابراین درصد نیروی کششی موجود عبارت خواهد بود از 100 منهای فاکتور تقلیل.

هنگامی که تراکتور لاستیک دار در حالت استاندارد کار میکند مقدار قابل استفاده این نیروی کششی به میزان اصطکاکی که توسط لاستیک یا زنجیر ایجاد میشود محدود میگردد.

مقادیر تقریبی ضریب اصطکاک برای انواع مختلف سطح زمین در جدول 2-5 داده شده اند.

مساله : یک تراکتور لاستیک دار چهارچرخ محرک به وزن 41000 پاوند، حداکثر 40000 پاوند نیروی کششی ایجاد می کند.

این ماشین در ارتفاع 8000 فوت و بر روی زمین مرطوب قرار دارد.

شرایط کار داشتن یک نیروی کششی به اندازه 20000 پوند برای حرکت دادن تراکتور و بار مربوطه ایجاب می نماید.

آیا تحت این شرایط تراکتور قادر به کار است یا خیر؟

حل: (رابطۀ 8-5) ضریب تقلیل توان درصد نیروی موجود مقدار نیروی موجود (از جدول 2-5) = 0.45 ضریب اصطکاک (رابطه 9-5) حداکثر نیروی کششی مفید نیروی لازم (18,450) بنابراین تراکتور قادر به کار کردن در این شرایط نخواهد بود.

استفاده از منحنی های سرعت مساله: مطلوبست تعیین سرعت حداکثر یک تراکتور وقتی که نیروی کششی لازم 60000 پاوند می باشد.

از شکل 5-5 استفاده شود.

حل: مشاهده میشود که خط افقی مرسوم از نقطه 60000 پوند دو منحنی را قطع میکند.سرعت در دنده یک، 5/1 مایل در ساعت و دردنده 2 ، یک مایل در ساعت است.

پس سرعت حداکثر با شرایط داده شده عبارتست از 5/1 مایل در ساعت که در دنده یک حاصل میشود.

ظرفیت تیغه و سیکل کار برای تخمین میزان کار بولدوزر، لازم است که ظرفیت متوسط تیغه ماشین را محاسبه نمود.

چهار روش برای این کار وجود دارد.

میتوان از آمار داده شده توسط کارخانه سازنده برای تعیین ظرفیت متوسط تیغه استفاده نمود.

تخمین را بر اساس تجارب حاصل از کارهای مشابه سابق با ماشین آلات و مواد خاکی مشابه انجام داد.

با استفاده از مشاهدات کارگاهی، بار تیغه را در عمل توزین نمود.

با استفاده از مشاهدات کارگاهی بار تیغه را عملاً اندازه گرفت.

پس از تعیین بار متوسط تیغه، باید سیکل متوسط کار ماشین معین گردد.سیکل کل عبارت است از سیکل ثابت باضافه سیکل متغیر، سیکل ثابت عبارتست از زمان لازم جهت نشانه گیری مواد خاکی و شروع به بارگیری و تغییر دنده ها، مقادیر داده شده در جدول 3-5 ، برای بولدوزر پیشنهاد شده اند.

زمان متغیر، مدت زمان لازم جهت مواد جمع آوری شده و بازگشت به محل بارگیریپس از تخلیه مواد می باشد.

از آنجا که بولدوزر فقط مواد را به مسافت کمی حمل می نماید، معمولا مسیر بازگشت در دنده عقب طی می شود، پیشنهاد می شود برای محاسبه مدت زمانهای مربوط به سفر از مقادیر سرعت داده شده در جدول 4-5 استفاده شود.

مدت زمانهای لازم جهت حمل مواد و بازگشت به محل بارگیری، از تقسیم مسافت به سرعتهای رفت و برگشت بدست میاید.

مساله: یک بولدوزر دنده اتوماتیک با چرخ زنجیری دارای تیغه ای به ظرفیت LCY5 می باشد.

از این ماشین برای حمل خاک معمولی سست در مسافت متوسط 80 فوت استفاده میگردد.

سرعت حداکثر در جهت عقب در دنده 2 و 6/4 مایل در ساعت می باشد.

مطلوبست تخمین کارکرد این بولدوزر در یک ساعت کار 50 دقیقه ای.

حل: =1 mph =88 fpm ضریب تغییر واحد سرعت (از جدول 3-5) = 0.05 min مدت زمان ثابت (از جدول 4-5) مدت زمان حمل مواد (از جدول 4-5 و مدت زمان برگشت داده های مسئله) = 0.7 min سیکل کل میزان کار (تولید) 5-5 اداره کار استفاده از بولدوزر استفاده از بولدوزر در عملیات خاکی بیشتر برای کندن و حمل خاک در فواصل کوتاه انجام می گیرد.

شرایط کار می تواند شامل زمینهای سخت و غیر قابل دسترس، شیب های تند و اصطکاک ضعیف باشد.

این فاصله کوتاه حمل عملیات معمولاً منطقه قدرت (Power zone) خوانده میشود.

گرچه ماکزیمم شعاع کار موثر بولدوزر حدود 300 فوت (100متر) است ولی این فاصله باید با درنظر گرفتن شرایط بخصوص کار و ماشین در هر حالت بخصوصی تعیین شود.

روشهای ازدیاد تولید علاوه بر انتخاب نوع صحیح ماشین و تیغه برای بالا بردن میزان تولید از روشهای دیگر نیز استفاده میشود.

این روشها عبارتند از بولدوزرهای پهلو به پهلو و استفاده از بولدوزر در سراشیبی.

در استفاده از بولدوزرهای پهلو به پهلو، دو یا بیش از دو بولدوزر بطور موازی بطوری که تیغه های آنها تقریباً بهم تماس دارند، فعالیت مینمایند.

این روش باعث ازدیاد تولید بولدوزرها میشود.