Технико-эксплуатационные показатели автогрейдера ДЗ-143

Основными технико-эксплуатационными показателями автогрейдера являются тяговомощностные показатели и показатели производительности, расчет которых мы и произведем в рамках данного курсового проекта.

Условия расчета:

Для разработки несвязной горной породы типа легкого суглинка, перемещения ее на расстояние l₂=40 м и послойной укладки на участке l₃=15 м для горизонтального участка, если, набор горной породы происходит на длине пути резания l₁=10 м, когда пути резания, перемещения и укладки горной породы лежат на одной прямой, а условия работы позволяют применить скорости, соответствующие I передаче при резании, II - при транспортировании и укладке, и наибольшую скорость при возвращении.

Рисунок 2.1 - расчетная схема

Тяговый расчет [2,5,6]

Таблица 2.1 - коэффициенты f и ц

Талица 2.2 - значения коэффициентов k (при б = 45…60°) и k_n

Таблица 2.3 - величины необходимые для расчета

Установлено, что при д = 0,1 колесный движитель работает с максимальным КПД, при д = 0,2 достигается максимальная тяговая мощность, при д = 0,3 развивается наибольшая устойчивая сила тяги.

Движение машины возможно, если максимальное тяговое усилие Т_mах (Н) будет не меньше суммарного сопротивления движению W(Н):

Т_mах ? W.

Усилие Т_mах ограничено двумя факторами - мощностью привода ходового устройства и условиями сцепления движителя с опорным основанием, с которыми оно связано зависимостями:

Т_mах(Р_х) = 1000 Р_х з_х / v; Т_mах(ц) = G ц

где Р_х - суммарная мощность двигателей механизма передвижения (табл. 1.2) (Вт);

з_х - общий КПД механизма передвижения (табл. 2.3);

ц - коэффициент сцепления движителя с основанием (табл. 2.1).

v - скорость передвижения (м/с);

Для шинноколесных движителей v - теоретическая скорость (м/с):

v =

где r_c - силовой радиус, м;

п_д - номинальная частота вращения вала двигателя ходового механизма (об/мин); и - передаточное число трансмиссии.

Силовой радиус определяется как радиус недеформированного колеса r_о за вычетом наибольшей радиальной деформации шины (в центральной зоне контактной поверхности) л (м):

r_c = r_о - лВ.

Приближенно при движении по плотному грунту л = (0,12…0,15) В; по рыхлому грунту - л = (0,08…0,1) В (В-ширина профиля шины).

Фактическую скорость передвижения шинноколесной машины определяют с учетом буксования по формуле (м/с):

v_ф = v (1 - д),

где д - коэффициент буксования.

Совместив необходимые формулы, рассчитываем v_ф:

Полученное чначение соответствует I передаче автогрейдера (табл. 2.6).

Имея необходимые показатели рассчитываем усилие (Т_mах(Р_х)) мощности привода ходового устройства и усилие (Т_mах(ц)) сцепления движителя с опорным основанием;

Для дальнейших расчетов берем меньшее из полученных значений.

Сопротивление передвижению W (Н) складывается из сопротивлений на рабочем органе машины W_p (Н), передвижению (перекатыванию) движителей W_пep (H) по горизонтальному пути, повороту машины W_noв (H), движению на уклоне местности W_у (Н), инерции при разгоне и торможении W_и (H) и ветрового давления W_B (H):

W = W_p + W_пep + W_noв ± W_у ± W_и + W_B

Из этого набора сопротивлений удерживаются только те сопротивления, которые имеют место в конкретном транспортном режиме работы машины.

Сопротивление повороту колесных машин, (рыхлый грунт);

W_noв = (0,25… 0,5) W_пep

Сопротивление движению от уклона местности;

W_у = ± тgsinб

где т - масса машины, кг;

g - ускорение свободного падения, g = 9,81 м/с²;

б - угол подъема пути машины, (+) на подъем, (-) под уклон.

Сопротивление сил инерции при разгоне и торможении:

W_и = ± m v / t_р(т),

где v - скорость в конце разгона или начале торможения (м/с):

t_р(т) - продолжительность разгона (торможения) (с).

Сопротивление ветрового давления:

W_B = S q_B

где S - площадь, воспринимающая давление ветра (м²);

q_B =125 - 500 - распределенная ветровая нагрузка на 1 м² (Па).

Сопротивления W_noв, W_у, W_B и W_и в данном тяговом расчете не учитываются, так как по условию участок горизонтальный, автогрейдер движется с равномерной скоростью, а разворот совершается после выполнения операций (резание, транспортировании, укладке), а сопротивление ветрового давления незначительно при данной скорости.

Сопротивление резанью:

где k - коэффициент сопротивления резанью (табл. 2.2);

В-ширина отвала (м);

h₁ - глубина резания во время перемещения призмы грунта (м²).

где k_n - коэффициент потерь грунта при перемещении (табл. 2.2)

V_пр - объем призмы волочения(м³).

Вычисляем объем призмы волочения;

Вычисляем глубину резания во время перемещения призмы грунта;

Вычислив необходимые величины находим сопротивление резанью;

Сопротивление перекатыванию:

W_пep ? fG,

где f - коэффициент сопротивления передвижению движителей (табл. 2.1);

G - вертикальная составляющая внешней нагрузки на движители (Н) (табл. 2.2).

Подставив значения необходимых усилий находим сопротивление перемещению W (H);

Проверяем соответствие условию Т_mах ? W:

Условие соблюдено, тяговые характеристики автогрейдера подходят для работы в заданных условиях. Неудовлетворение указанному выше условию по тяговому усилию Т_mах(Р_х) означает недостаток мощности для движения машины с заданной скоростью v. Если то же условие не удовлетворяется по усилию Т_mах(ц), то это означает, что машина не может двигаться из-за буксования движителей.