Тягові розрахунки транспортних машин
Головна | Про нас | Зворотній зв'язок
Рух машин супроводжується дією сил, які можуть бути об'єднані в дві основні групи: сили тягіТ. прагнуть повідомити провідної осі, а разом з нею і машині поступальний рух, і сили опору, що виникають при русі машини і спрямовані в бік, протилежний руху. Крім того, можуть мати місце додаткові сили опору у вигляді гальмівних сил, що додаються тільки при необхідності зменшення швидкості руху.
Рух машини буде можливим, якщо виконуються наступні дві умови:
1) сила тяги приводу ходового обладнання машини повинна бути більше або дорівнює сумі всіх опорів, що виникають при русі машини, тобто
2) сила тяги по зчепленню рушія машини з дорогою або рейкою повинна бути більше або дорівнює силі тяги, що розвивається приводом ходового обладнання машини, т. Е.
Тягове зусилля обмежена потужністю приводу ходового пристрою, з яким пов'язано залежністю:
де Р - потужність двигунів механізмів пересування, кВт; - загальний ККД механізму пересування; - швидкість пересування, м / с.
Опір (Н), що виникає при русі машини,
де - внутрішній опір ходового обладнання; - опір коченню коліс або гусениць; - опір повороту при русі по кривій; - опір ухилу місцевості; - опір від сил інерції при розгоні (гальмуванні); - опір повітря; -Опір виникають на робочих органах машини.
Внутрішні опору ходового обладнання складають 6. 9% сили тяжіння гусеничної машини і 4. 6% сили тяжіння колісної машини.
Опір коченню коліс або гусениць в першому наближенні можна розрахувати за формулою
де - коефіцієнт опору пересуванню рушіїв, значення якого наведені в табл. 1; - вага машини, Н.
Опір повороту колісних машин, що пересуваються по твердій основі, зазвичай мало і в розрахунках не враховується. Для випадку руху колісних машини по пухкому грунту:
Опір повороту гусеничних машин визначається витратами енергії на зрізання і зминання грунту гусеницями і на подолання сил тертя гусениць про грунт. При русі по грузлому пухкому грунту:
по твердому грунту:
Зі зменшенням радіусу повороту опір зазвичай зростає.
Коефіцієнти опору пересуванню і зчеплення
Опір руху машин від ухилу місцевості
де - кут підйому шляху (знак «+» відповідає руху машини на підйом, знак «-» - під ухил).
При попередніх розрахунках кут підйому можна прийняти рівним 20. 25 ° для гусеничних машин, 15. 20 ° для пневмоколісних і 5. 7 ° для колісно-рейкових.
Якщо вважати рух рівноприскореному, то опір від сил інерції при розгоні машини (гальмуванні) буде
де - робоча швидкість, м / с; - початкова швидкість машини, м / с; - прискорення вільного падіння, м / с 2; - час розгону або гальмування, с.
При розгоні приймають знак «+», при гальмуванні - знак «-», так як при цьому сила інерції сприяє продовженню руху.
При рушанні з місця на першій передачі можна прийняти для колісних машин м / с, а для гусеничних машин - м / с.
де - площа поперечного перерізу машини, м 2; - щільність повітря, кг / м 3.
Як видно з формули, опір повітря зростає пропорційно квадрату швидкості і стає істотним пришвидшити більше 60. 70 км / год.
Опір від робочого органу залежить від призначення і типу машини, характеру виконуваних робіт, конструкції робочого органу і інших чинників.
Зазначені вище опору в дійсності все разом одночасно не виникають, і при тяговому розрахунку враховуються тільки ті опору, які можуть мати місце у розглянутій машини в конкретних умовах її роботи.
Для перевірки другого умови можливості руху машини визначають достатність зчеплення ведучих коліс або гусениць з дорогою (грунтом), що гарантує від буксування, при цьому
де - зчіпний вагу машини (для колісних машин дорівнює вазі, що припадає на провідні колеса; для гусеничних машин дорівнює повному вазі машини); - коефіцієнт зчеплення рушія з дорогою (див. Табл. 1).
Під час руху машини може виникнути наступна характерна ситуація:
З цієї нерівності видно, що сила тяги приводу ходового обладнання машини недостатня для подолання опорів і менше сили тяги по зчепленню рушія з дорогою. У такій ситуації ходове колесо провернутися не зможе і двигун затихне.
Якщо провідні колеса або гусениці виявляються на вологій або обледенілій дорозі, на мокрому глинистому ґрунті і т. П. То коефіцієнт зчеплення і відповідно сила зчеплення значно зменшуються і може мати місце нерівність
При цьому рушій буде буксувати і машина не зрушиться з місця.
Рух машини можливо, якщо максимальне тягове зусилля буде не менше сумарного опору руху:
Невиконання умови (15) по тяговому зусиллю означає недолік потужності для руху машини із заданою швидкістю. Рух можливо з переходом на більш низькі швидкості пересування, якщо вони не обмежені кінематикою приводу. Якщо умова (14) не задовольняється по зусиллю. то це означає, що машина не може рухатися через буксування рушіїв. Рух можливо при збільшенні нормальної до поверхні пересування навантаження або при збільшенні коефіцієнта зчеплення. Для підвищення під буксуючий рушій зазвичай підкладають матеріал з великим коефіцієнтом зчеплення.
Приклад. Визначимо максимально можливу швидкість пересування гусеничного трактора Т-330, що буксирує пневмоколесной землевозних візок з шинами високого тиску, на горизонтальній ділянці по свежеотсипанному грунту, а також максимальний підйом, який може подолати трактор при русі по сухій битій грунтовій дорозі, і швидкість пересування тракторного поїзда на цьому підйомі [3].
Маса трактора = 39,8 т; маса навантаженого причепа = 55,7 т; потужність двигуна Р = 250 кВт; в трансмісії трактора встановлена коробка передач для бесступенчатого регулювання швидкостей пересування в трьох діапазонах: від 0 до 3,5 км / год; від 0 до 6,45 км / год; від 0 до 13 км / год; ККД трансмісії = 0,8.
Коефіцієнти опору пересуванню і коефіцієнти зчеплення гусеничного рушія з дорогою приймаємо по табл. 1. При русі по свежеотсипанному грунту: для трактора - = 0,085; = 0,65 ;; для причепа = 0,35. При русі по сухій битій грунтовій дорозі: для трактора = 0,065; = 0,9; для причепа = 0,04.
При русі по горизонтальній дорозі нормальна до поверхні пересування навантаження складе:
від трактора = 39,8 · 9,81 = 390,44 кН;
від причепа = 55,7 · 9,81 = 546,42 кН,
де g = 9,81 м / с 2 - прискорення вільного падіння.
трактора (без причепа) = 0,085 · 390,44 = 33,19 кН;
причепа = 0,35 · 546,42 = 191,25 кН;
сумарне = 33,19 + 191,25 = 224,44 кН.
Максимальне тягове зусилля по зчепленню гусеничного рушія з дорогою:
= 0,65 · 390,44 = 253,79 кН.
Так як то рух трактора не обмежується зчепленням його рушія з дорогою.
Максимальна швидкість пересування:
= 250 · 0,8 / 224,44 = 0,891 м / с = 3,21 км / год.
Ця швидкість реалізується на першому діапазоні коробки передач.
При русі на підйом з кутом по сухій битій грунтовій дорозі нормальна до поверхні пересування навантаження:
від трактора = 390,44.
Опір пересуванню (з урахуванням опору підйому):
трактора = 390,44 · (0,065 · +), кН;
причепа = 546,42 · (0,04 · +), кН;
сумарне = 390,44 · (0,065 · +) +
+546,42 · (0,04 · +) = 47,24 · + 936,86 ·. кН.
Максимальне тягове зусилля по зчепленню гусеничного рушія з дорогою:
= 0,9 · 390,44 · = 351,4 ·. кН.
Рух на ухилі з кутом а за умовами зчеплення рушія з дорогою можливо, якщо:
351,4 ·> 47,24 · + 936,86 ·,
звідки (351,4 - 47,24) / 936,86 = 0,32, чому відповідає <18°.
Для граничного значення = 18 °:
390,44 · (0,065 · 18 ° + sin 18 °) = 144,79 кН;
546,42 · (0,04 · 18 ° + sin 18 °) = 189,64 кН;
144,79 + 189,64 = 334,43 кН.
Максимальна швидкість на підйомі:
= 250 · 0,8 / 334,43 = 0,598 м / с = 2,15 км / год,
що забезпечується також на першому діапазоні коробки передач.
6. Визначення продуктивності автомобілів і автомобільних і тракторних поїздів при перевезенні будівельних вантажів
Технічна продуктивність засобів безрейкового транспорту (т / год)
де - вантажопідйомність, т; - коефіцієнт використання за вантажопідйомністю, - то ж, по пробігу; - коефіцієнт, що враховує витрати часу на розгін і гальмування; - дальність транспортування в одну сторону, м; - швидкість руху, км / год; - відповідно час завантаження, розвантаження та маневрування, с.
Завдання на розрахункову роботу. Визначити максимально можливу швидкість пересування транспортного засобу, що буксирує пневмоколісний причіп, на горизонтальній ділянці по свежеотсипанному грунту, а також максимальний підйом, який може подолати транспортний засіб під час руху по заданому варіанту виду опорної поверхні, і швидкість пересування поїзда на цьому підйомі.
Тягові розрахунки транспортних засобів виконати за даними наведеними в таблиці 2 (варіант розрахунку приймається з двох останніх цифр залікової книжки).