Автогрейдер: характеристика и сущность
Дипломная работа - Транспорт, логистика
Другие дипломы по предмету Транспорт, логистика
?тивлениям добавляются сопротивления, преодолеваемые рабочим органом машины.
Сопротивление движению грейдера в общем случае [2] стр. 293:
,
где Wp - сопротивление копанию;
Wk - сопротивление перекатыванию колес грейдера.
,
где Gгр - вес грейдера;
? - коэффициент iепления колеса с поверхностью.
Н,
Н.
Определим потребную мощность:
, кВт
где V - рабочая скорость, V=1,06 м/с;
? - КПД силовой передачи, ?=0,8;
=71,8 кВт.
6.2 Силовой расчет
При определении нагрузок на элементы конструкции автогрейдера, согласно рекомендациям, приведенным в литературе, рассматриваются два расчетных случая: работа в обычных условиях эксплуатации и встреча трудно преодолимого препятствия с учетом действия случайных нагрузок.
В первом расчетном случае система сил, действующих на автогрейдер, показана на рис. 6. Машина имеет колесную формулу 1х2х3 и работает на участке с поперечным уклоном ?. На нее действуют максимальные нагрузки, возникающие в процессе резания грунта передним концом отвала, когда передний мост вывешен и упирается в край кювета, а задние колеса буксуют на месте.
Рассматривая систему сил, действующих на автогрейдер принимаем ряд допущений: все реактивные силы, действующие на задние колеса, приложены в точке О2 - проекции оси качания балансирной тележки на опорную поверхность; реакции грунта на колеса равны между собой и условно перенесены на осевые линии (возникающие небольшие моменты не учитываются);
Рис. 6. Система сил, действующих на автогрейдер при первом способе расчета.
Коэффициенты сопротивления качению передних и задних колес одинаковы; сопротивление грунта считается сосредоточенной силой, приложенной на конце ножа в точке О; масса грейдера сосредоточена в центре тяжести машины.
На схеме Gгр - сила тяжести автогрейдера; G1 и G2 - части силы тяжести автогрейдера, приходящиеся соответственно на передние и задние оси; PИ - сила инерции машины; Z2Л, Z2П и Y2Л, Y2П - нормальные и касательные реакции грунта на задние колеса; X2Л, X2П - свободная сила тяги правых и левых колес; Y1 - реакция грунта на переднюю ось; Rp - максимальное касательное и RN - максимальное нормальное сопротивление грунта, возникающие при отделении отвалом стружки.
Максимальное касательное сопротивление грунта зависит от тяговых возможностей машины. Тяговое усилие определяется из условия iепления Pк=G2?? (где ? - коэффициент iепления) или по моменту Мдв, передаваемому двигателем [2] стр. 295:
где iобщ - общее передаточное число трансмиссии автогрейдера, iобщ=1,2 ;
?общ - КПД этой трансмиссии, ?общ=0,8;
rc - силовой радиус колеса, rc=0,3 м.
=64 кН;
Свободная сила тяги находится как разность между тяговым усилием Рк и сопротивлением перекатыванию колес:
, Н
Н,
Приблизительные координаты центра тяжести грейдера можно найти по зависимостям:
Н=rc+0,5, м; l=(0,25тАж0,3)?L.
Н=0,3+0,5=0,8 м; l=0,3?4,70=1,41 м.
Сила инерции приближенно определяется по формуле
Ри=(kд -1)??макс?G2,
где kд - коэффициент динамичности, kд=1,2;
?макс - максимальный коэффициент использования iепной силы тяжести, ?макс=0,85.
G2=56000 Н;
Ри=(1,2-1)?0,85?56000=9520 Н,
Составляя и решая совместно уравнения равновесия системы
,
,
откуда Н; Н
==83515 Н
;
==27916 Н;
Н;
где RN - нормальное сопротивление.
7. Расчет основных несущих конструкций
Рассчитаем основную раму автогрейдера. Для расчета основной рамы автогрейдера при нагружении ее по первому случаю принимается, что рама опирается задней частью двумя точками на оси балансиров задних колос. В плоскости расположения системы подвесок тяговой рамы основная рама нагружена усилиями этих подвесок, а в передней части опирается на шаровой шарнир тяговой рамы (рис. 7).
Рис. 7. Схема нагружения основной рамы автогрейдера при действии на отвал максимальных сил сопротивления грунта.
В соответствии с этим раму можно рассматривать как консольную балку с заделкой в вертикальной плоскости, проходящей через подвески тяговой рамы (по оси цилиндров подъема), и нагруженную в передней части реакциями шарового шарнира.
Эти реакции можно определить из уравнения моментов сил относительно осей y и z:
;
=7340 Н;
=9473 H.
Усилие Х уравновешивает силу Rx, т.е. их можно считать равновеликими: Х=Rx.
Реакции Z и X изгибают раму в принятом сечении в вертикальной плоскости, а реакция Y изгибает раму в горизонтальной плоскости и скручивает ее. Кроме того, сила Х вызывает растяжение.
Во втором расчетном случае рассматривается вариант, когда с препятствием встречается конец ножа при движении с максимальной рабочей скоростью на горизонтальном участке пути (планировка).
Схема сил, действующих на автогрейдер во втором расчетном случае показана на рис.8.
Рис. 8. Система сил, действующая на автогрейдер при втором расчетном случае.
Силы и реакции находят по уравнениям:
; Н;
; Н;
; H;
;
H;
Py=Y2-Y1; Py=51056-25891=25165 H;
RX=X2П+X2Л+PИ; RX=21752+21752+9520=53024 H.
8. Расчет производительности
1. Определим эксплуатационную производительность автогрейдеров при выреза