Тяговый расчет.
Цель расчета:
Тяговый расчет выполняют для того, чтобы по заданным параметрам машины и технологического процесса определить необходимое тяговое усилие и подобрать локомотив или по параметрам тяговой единицы выявить возможные технологические режимы работы машины. В процессе работы струга возникают сопротивления(Рис.12), которые должны преодолеваться локомотивом.
Расчетная схема:
Рис.12.
Расчет:
Чтобы обеспечить движение машины, необходимо выполнить условие:
≥
⋅
Рассмотрим два случая движения машины:1) На ходу при выполнении рабочих функций.2)При движении сместа. Для транспортирования струга СС-3, примем универсальный тяговый модуль УТМ-2М.
Первый случай :
Общее сопротивлению движению машины:
W1случай= µ ⋅(W1+ W2+ W3+ W4 + W5+ W6 )
где
W1 - основное сопротивление движению на площадке, обусловленное трением в ходовых частях, неровностями пути, наличием стыков, кН;
W2 - дополнительное сопротивление, обусловленное движением на подъеме , кН;
W3 - дополнительное сопротивление, обусловленное движением в кривой,Кн;
W4 – проекция на ось пути сопротивления грунта резанию, Кн;
W5 - проекция на ось пути сопротивления перемещения грунта крылом, Кн;
W6 - проекция на ось пути сопротивления перемещению грунта вдоль крыла, кН;
W7 - дополнительное сопротивление движению, обусловленное необходимостью преодолевать в момент начала, силы трения покоя и силы инерции, Н.
=
где
ωМ – удельное сопротивление машины.
ωУТМ-2M – удельное сопротивление тягового модуля.
GМ – вес базовой машины (102 т).
GУТМ-2M – вес тягового модуля ( 90 т).
Удельное сопротивление машины:
=
1.5 + 0.004⋅
+0.00027⋅
=
1.5 + 0.004⋅10+0.00027⋅
=
1.6
Удельное сопротивление тягового модуля:
;
(6.4)
Дополнительное сопротивление, обусловленное движением на подъеме:
=
-
дополнительное удельное сопротивление,
обусловленное движением на уклоне,
.
Это сопротивление численно равно уклону
i,
выраженному в тысячных(
).
Если нет специальных требований, можно принимать i = 12 .
;
Дополнительное сопротивление, обусловленное движением в кривой:
=
-
дополнительное удельное сопротивление,
связанное с движением в кривой,
.
Где R – радиус кривой, м. Минимальное значение R = 150 м для магистральных железных дорог и R = 60 м для путей промышленных предприятий.
=
=
W4=
h⋅
l
Где
К1
–
удельное сопротивление резанию, 60
h – толщина срезаемой стружки, м;(h = 0.05 м)
l – длина стружки, т.е. длина режущей кромки крыла, м.
Сопротивление W4 направлено перпендикулярно плоскости крыла; проектируя W4 на ось пути, получим составляющую сопротивления резанию преодолеваемую локомотивом, кН.
W4
=
sin
=
h⋅l
sin
W4
=60⋅
0.05⋅4⋅sin
=
18.4 кН
Сопротивление перемещению вырезаемого и находящегося перед крылом, грунта. Н,
W5
=
Где 𝛍 1– коэффициент трения грунта о грунт(𝛍1= 0.6 – 0.9);
– сила
тяжести вала грунта, Н;
=1.5⋅ 2000 = 30 кН
Где
- объемная плотность грунта,
;
V-
объем вала грунта,
.
Если
грунт расположен под углом естественного
откоса β (β=
),
то перед крылом будет перемещаться
треугольная призма грунта объемом.
V
=
V
=
=
1.5
Где H – высота вала грунта, м.
Подставляя значение в формулу, получим:
=
⋅
𝛍
1
Или проектируя на ось пути, найдем сопротивление Н.
=
⋅
𝛍1⋅
sin
=45⋅0.6⋅0.7= 18.9 кН
Сопротивление перемещению грунта вдоль крыла или сопротивление трения крыла о грунт, Н,
=
N⋅
F2
Где N – сила давления грунта на плоскость крыла, Н;
𝛍2 – коэффициент трения грунта о сталь(𝛍2= 0.3 – 0.6).
Так как N = W5, то
= ⋅ 𝛍1⋅ 𝛍2
Проектируя эту силу на ось пути, получим, Н:
= ⋅ 𝛍1⋅ 𝛍2⋅cos
= 18.9⋅0.3⋅0.7= 3.97 кН
Суммируя все эти условия, определим полное сопротивление вдоль оси струга.
При работе струга T ≥ W(T – тяговое усилие на крюке локомотива). Для надежной работы нужно учитывать динамический фактор, поэтому
W1случай = µ⋅W = µ⋅( W1+ W2+ W3+ W4 + W5+ W6),
где µ - коэффициент запаса устойчивости движения, характеризующий избыточность силы тяги на неучтенные сопротивления(µ = 1.2)
W1случай=1.2(2.56+33+9+18.4+18.9+3.97) = 102.9 кН