Сила тяги по сцеплению определяется по формуле

T_сц.а = G_сц.а·φ_сц… Н.

где G_сц.а - сцепной вес автогрейдера, Н

φ_сц – коэффициент сцепления ходового оборудования с грунтом.

Сцепной вес автогрейдера определяется по формуле

G_сц.а = ξ·М_а·g ,Н.

где ξ - коэффициент зависящий от колёсной формулы, для колёсных формул 1*3*3, 3*3*3 и 2*2*2 - ξ = 1,0, а для 1*2*3 и 1*2*2- ξ = 0,75.

М_а - масса автогрейдера, кг.;

g - ускорение свободного падения, g = 9,8 м/с²

Коэффициент сцепления колёс с грунтом принимается в зависимости от типа грунта, φ_сц = (0,4 ÷ 0,8). Для плотных грунтов большее значение, для мягких грунтов меньшее.

Таблица 4.2

Характеристика автогрейдеров.

Тип автогрейдера Параметр	Лёгкий	Средний	Тяжёлый	Особо тяжёлый
Масса автогрейдера, т	7 ÷ 10	10 ÷ 15	15 ÷ 20	20 ÷ 25
Мощность двигателя, кВт	50 ÷ 70	70 ÷ 100	100 ÷ 200	200 ÷ 300
Рабочая скорость движения, км/ч	3,6 ÷ 38,1	3,2 ÷ 39	4,0 ÷ 47	4,0 ÷ 47

А) в процессе работы автогрейдера основным поворотным отвалом возникают следующие силы сопротивления

Рисунок 4.1 - Расчётная схема при работе поворотным отвалом

∑W_i = W₁ + W₂ + W₃ + W₄ + W₅ +W₆ ,

где W₁ - сопротивление грунта резанию, Н;

W₂ - сопротивление волочению грунта перед отвалом, Н;

W₃ - сопротивление движению грунта вверх по отвалу, Н

W₄ – сопротивление передвижению отвала по грунту

W₅ - сопротивление движению грунта вдоль отвала, Н

W₆ - сопротивление движению автогрейдера, Н.

Сопротивление грунта резанию отвалом определяется по формуле

W₁ = k_р· В_о·h·sinφ, Н,

где В_о - ширина отвала, м;

h - глубина резания грунта, м;

k_р - удельный коэффициент сопротивления грунта резанию, принимается в зависимости от типа грунта, k_р = (0,02 ÷ 0,15 ) МПа, меньшее значение принимается для песка, большее для глины.

φ - угол захвата отвала, град, значения угла захвата принимается из таблицы 4.3

Таблица 4.3

Значение угла захвата

Вариант	Угол захвата, град	Вариант	Угол захвата, град
1 ÷ 5	80	11 ÷ 15	60
6 ÷ 10	70	16 ÷ 20	50

Глубина резания определяется из уравнения свободного тягового усилия

G_сц.а·φ_сц = F_с.·k_к ,

отсюда имеем

F_с = G_сц.а·φ_сц/ k_к, м²

где F_с - площадь сечения срезаемой стружки грунта, м²;

k_к - удельное сопротивление грунта копанию, которое учитывает не только резание, но и перемещение грунта как перед отвалом, так и вдоль отвала, принимается в зависимости от типа грунта k_к = (0,05 ÷ 0,3) МПа. меньшее значение для песка, большее для глины.

Площадь сечения срезаемой стружки грунта равна

F_с = h·В_о, м² ,

Приравниваем между собой две последних формулы

G_сц.а·φ_сц/ k_к = h·В_о .

Учитывая это, находим глубину резания

h = G_сц.а·φ_сц / В_о· k_к ,м,

Сопротивление грунта перемещению перед отвалом определяется по формуле

W₂ = γ₀·V_пр.·μ₁·g sinφ / k_разр. ,Н,

где V_пр - объём грунта, находящегося перед отвалом, м³

γ_о - объёмная масса грунта, кг/м³, принимается в зависимости от грунта, γ_о= 1200÷ 2000 кг/м³, большие значения для глины.

μ₁ - коэффициент трения грунта о грунт, принимается в зависимости от типа грунта, μ₁ =( 0,5 ÷ 1,2), меньшие значения для глинистых грунтов.

k_разр - коэффициент разрыхления грунта, принимается k_разр = (1,05 ÷ 1,45), большие значения для глины.

φ - угол захвата отвала, град

Объём грунта, находящегося перед отвалом, определяется по формуле

V_пр = В_о·Н_о ² /2 tgε, м³,

где В·и Н - размеры поворотного отвала автогрейдера, м

ε - угол естественного откоса грунта, принимается ε = (30º÷ 45º).

Сопротивление перемещению грунта вверх по отвалу определяется по формуле

W₃ = γ_о·V_пр.·μ₂·g cos²δ·sinφ / k_разр. , Н,

где μ₂ - коэффициент трения грунта о сталь, принимается μ₂ = (0,35 ÷ 0,9), большие значения для липких грунтов.

δ - угол резания грунта, принимается δ = (30º ÷ 45º).

Cопротивление передвижению отвала по грунту определяется по формуле

W₄ = Рп · μ₂, Н,

где Рп – усилие прижатия отвала к грунту, принимается Рп = (5000-10000) Н

Сопротивление грунта перемещению вдоль отвала определяется по формуле

W₅ = γ₀·V_пр.· μ₁ μ₂·g ·cosφ / k_разр. , Н,