Повышение эффективности работы автогрейдера в условиях ООО ДальЖелДор-Логистик (1225337), страница 6

Просмтор этого файла доступен только зарегистрированным пользователям. Но у нас супер быстрая регистрация: достаточно только электронной почты!

Текст из файла (страница 6)

2.1 Определение основных параметров автогрейдера

К числу основных параметров автогрейдера относится общая масса машины т, сцепной вес Gсц, мощность двигателя N, сила тяги Т, колесная схема, рабочие и транспортные скорости движения, а также максимальное давление Р2, которое может оказать нож на грунт при передаче на него части силы тяжести машины. Часть основных параметров автогрейдера ДЗ-98 заданы в технической характеристике (таблице 1.1). /10/

Общая масса автогрейдера связана со сцепным весом следующим соотношением:

, (2.1)

где ξ – коэффициент распределения сцепной массы, при колесной схеме 1х3х3 ξ=1; g – ускорение силы тяжести; m – масса автогрейдера; - сцепной вес

Н=191,3 кН.

Максимальная свободная сила тяги автогрейдера может быть определена по формуле:

, (2.2)

где – коэффициент сцепления, для растительного покрова =0,6-0,8; для свежесрезанного грунта =0,6-0,9; для рыхлого грунта =0,8-0,9; для сухого асфальтобетонного покрытия =0,6-0,8; принимаем =0,8; Т – полезная сила тяги.

кН.

Зная полезную силу тяги, можно определить площадь сечения выре­заемого грунта за один проход:

, (2.3)

где k – удельное сопротивление копанию с учетом резания и перемещения грунта, для средних грунтовых условий k=0,2-0,24 МПа, принимаем k=0,22 МПа. F – площадь сечения вырезаемого грунта

=0,69 м2.

2.2 Тяговый расчет

Работа автогрейдера характеризуется двумя режимами: тяговым, или рабочим, и транспортным. Тяговым или рабочим называют режим работы автогрейдера в процессе резания и перемещения грунта или выполнения других видов работ, транспортным – движение машины с поднятым отвалом на холостом ходу по рабочему участку или при переезде с одного объекта на другой. Тяговый режим характеризуется большим тяговым усилием и малыми скоростями движения автогрейдера, в то время как транспортный – большими скоростями движения и малым тяговым усилием.

При определении сопротивлений, возникающих в рабочем режиме при резании и перемещении грунта автогрейдером, должны быть известны: род грунта и его характеристика; размеры отвала и углы его установки; вес автогрейдера./11/

При работе автогрейдера по вырезанию и одновременному перемещению грунта необходимая сила тяги найдется по формуле:

, (2.4)

где – сопротивление перемещению автогрейдера как тележки;

– сопротивление сил инерции при трогании с места;

– сопротивление грунта резанию;

- сопротивление перемещению призмы волочения;

– сопротивление от перемещения грунта вверх по отвалу;

– сопротивление от перемещения грунта вдоль отвала.

Сопротивление перемещению автогрейдера как тележки находим по формуле

, (2.5)

где G – сила тяжести автогрейдера, G = =195009,81=191295 Н=191,3 кН;

f - коэффициент сопротивления перемещению автогрейдера, f=0,070,1, принимаем f =0,1;

i - уклон местности, определяется как тангенс угла наклона , при =10о (0,175 рад), i=tg=tg10=0,176.

Ввиду малости рабочей скорости автогрейдера сопротивлением сил инерции при трогании с места пренебрегаем, т.е. 0.

При зарезании вырезается стружка треугольного сечения, поэтому сопротивление грунта резанию находим по формуле

, (2.6)

где k0 – удельное сопротивление грунта резанию, k0=150…200 кН/м2.

hmax – максимальная толщина стружки при зарезании hmax=0,2 м.

l – длина заглубленной в грунт части ножа, l=2 м.

Сопротивление перемещению призмы волочения находим по формуле

, (2.7)

где Gпр – сила тяжести грунта в призме волочения;

f2 – коэффициент трения грунта о грунт, f2=0,8…1,0, принимаем f2=0,9;

 – угол захвата, при зарезании грунта =35.

Силу тяжести грунта в призме волочения находим по формуле

, (2.8)

где Vпр – объем призмы волочения;

 – объемная масса грунта, принимаем =1600 кг/м3.

Объем призмы волочения определяется по формуле

, м3, (2.9)

где Н - высота отвала, Н =0,7 м;

L - длина отвала, L=4,2 м;

КПР - коэффициент, зависящий от характера грунта (связности, коэффициента разрыхления) и от отношения Н/L. Значения коэффициента КПР в зависимости от отношения Н/L и вида грунта приведены в таблице 2.1.

Таблица 2.1 - Значения коэффициента призмы волочения грунта КПР

Отношение Н/L	0,15	0,20	0,25	0,3	0,35	0,40	0,45
Связаные грунты I-III категории	0,70	0,73	0,77	0,8	0,85	0,90	0,95
Несвязаные грунты	1,15	1,17	1,19	1,2	1,2	1,3	1,5

Определяем отношение Н/L:

Н/L= =0,17.

В зависимости от отношения Н/L=0,17 из таблице 2.1 выбираем коэф­фициент КПР=0,712, считая грунта связаный.

Отсюда

Сопротивление от перемещения грунта вверх по отвалу находим по формуле

, (2.10)

где f1 – коэффициент трения грунта о сталь, f1=0,5…0,6, принимаем f1=0,55;

 - угол резания, при зарезании =28.

Сопротивление от перемещения грунта вдоль отвала находим по формуле

, (2.11)

Таким образом, необходимая сила тяги будет

Тяговый расчет предусматривает непременное выполнение условия

WТТм, (2.12)

где Т - полезная сила тяги;

Тм - тяговое усилие базовой машины.

Тяговое усилие базовой машины Тм определяется по формуле

, (2.13)

где Рокр - окружное усилие на ведущих колесах автогрейдера;

N - мощность двигателя автогрейдера, N =184 кВт;

vP - скорость движения автогрейдера при зарезании грунта; vP=1,5-2 км/ч= =0,42-0,55 м/с, принимаем vP =0,5 м/с.

119,28кН<146,56 кН<331,2 кН

Условие тягового расчета выполнено.

2.3 Расчёт основной рамы

Первое расчётное положение. В первом расчётном положении, соответствующем нагрузкам, возникающим в процессе нормальной эксплуатации автогрейдера, наиболее неблагоприятные условия возникают в конце зарезания, когда отвал режет грунт одним концом, опущннам настолько, что передний мост вывешен и упирается в край кювета, задние колёса буксуют на месте, работа производится на поперечном уклоне с углом λ = 16°.

В этих условиях основная рама оказывается максимально нагруженной нормальными нагрузками (рисунок 2.1). В центре тяжести автогрейдера сосредотачивается сила его веса и равнодействующая сил инерции, которая раскладывается на состовляющие, так как автогрейдер работает на уклоне. Первая, равная G cosλ, действует перпендикулярно опорной поверхности, а вторая, G sinλ, - параллельно ей.

Координаты Н(м) и l(м) центра тяжести современных автогрейдеров приблизительно определяют из соотношений:

Н = rc + 0,5 м (2.14 )

Н = 0,56 + 0,5 = 1,06 м

l = 0,3·L (2.15)

l = 0,3·5,83 = 1,75 м

где rс – статический радиус колеса, rс = 0,93 rк = 0,93 . 0,6 = 0,56м

Рисунок 2.1 - Схема сил, действующих на автогрейдер в первом расчётном положении

В центре тяжести автогрейдера помимо его веса сосредотачивается равнодействующая инерционных сил

PИ = (КД- 1) θmах G2 (2.16)

где Кд = 1,5 – коэффициент динамичности; θmax = 0,85 – максимальный коэффициент использования сцепного веса машины; G2 = 73,7кН – сила тяжести автогрейдера, приходящейся на задний мост

PИ = (1,5 - 1) 0,85·73,7 = 31,3 кН

В точке О, которой обозначен конец режущей кромки ножа отвала, сосредотачиваются усилия Рх, Рy и Рz, возникающие в результате сопротивления грунта резанию.

В точках О’2 и О’’2, соответствующих проекциям середин балансиров на опорную поверхность, действуют вертикальные реакции задних правых и левых колёс Z2п и Z2л, свободные силы тяги X2п и X2л и боковые реакции Y2п и Y2л

Боковые реакции

Y2п = Y2л = 0,5·G·sinλ (2.17)

Y2п = Y2л = 0,5·105,3·sin 16° = 14,5 кН

В точке О3, в которой передний мост касается кювета, возникает боковая реакция Y1.

Составим систему уравнений равновесия:

∑X = 0: X2п + X2л + Ри – Рx = 0; (2.18)

Характеристики

Список файлов ВКР