1 Тяговый и мощностной баланс

Задача 1.1. Рассчитать касательную силу тяги, необходимую для равномерного движения трактора Т-150К со скоростью 10 км/ч по сухой грунтовой дороге на подъеме в 10 град, если он буксирует прицеп полной массой 9,5 т.

Решение.

Приведем расчетную схему задачи и укажем силы, действующие на тракторный агрегат при движении (рисунок 1.1).

Рисунок 1.1 Расчетная схема к задаче 1.1

Составим уравнение суммы проекций всех сил на ось ОХ : Х=0.

Р_1+P_2+G₁ sin+P_к+P_n-P_к+G₂sin+P_j+P_w=0.

P_j=0 т.к. движение равномерное.

Сила сопротивления воздуха Р_w принимается равным 0, т.к. у тракторного агрегата сравнительно малы скорость движения(V25км/ч ).

Сумма проекций сил на ось ОY: Y=0.

Y₁+Y₂=G₁cos, Y_к+Y_n=G₂cos

Сила сопротивления перекатыванию колес прицепа:

P_1+P_2=Y₁+Y₂₌(Y₁+Y₂)=G₁cos

Аналогично для трактора получим:

P_к+Р_n=G₂cos.

Необходимая касательная сила тяги:

Р_к=(G₁+G₂)sin+cos(G₁+G₂)=(G₁+G₂)(sin+cos).

Значение  для сухой грунтовой дороги по таблице 1 принимаем 0,03.

G₂ -эксплуатационный вес трактора Т-150К. G₂=1,05...1,1 m₀ g

По таблице 4 находим значение конструктивной массы m₀=7275 кг.

G₂=1,1 7275 9,81=78,5 кН

Р_к=(93б2+78,5)(sin10+0,03cos10)=34,9 кН.

Ответ: 34,9 кН.

Задача 1.2. Рассчитать максимальную касательную силу тяги трактора Т4-А по двигателю при работе на третьей передаче для номинального режима.

Решение.

Составим уравнение мощностного баланса трактора: N_e=N_к+N_тр.

Эффективная мощность двигателя А-01 на номинальном режиме 80,9 кВт (таблица 3).

Потери мощности в трансмиссии: N_тр=N_e(1-_тр),

где _тр=_хх_ц^а_к^в_ш^с.

Число пар зацеплений в трансмиссии трактора Т-4А на третьей передаче определяем из кинематической схемы трансмиссии трактора (см. приложение): а=3 в=1 с=0.

Мощность передаваемая на движители:

N_к=N_e_тр.

Теоретическая скорость движения: V_т=_к r_к,

где r_к - радиус начальной окружности ведущей звездочки, для Т-4А r_к =0,385 м (таблица 3):

_к - угловая скорость ведущей звездочки.

где i_тр=51,18 - передаточное число на третьей передаче;

n_e=1600 мин^-1 для двигателя А-01 (таблица 3).

Касательная сила тяги определяется:

Р_к= 80,9·0,96·0,985³·0,975· =57,4 кН

Ответ: 57,4 кН.

Задача 1.3. Рассчитать тяговый КПД и удельный крюковой расход топлива трактора МТЗ-80 при движении на вспаханном поле, если крюковое усилие составляет 6 кН, теоретическая скорость движения 10 км/ч, коэффициент загрузки двигателя 0,8, буксование 12%.

Решение.

Тяговый КПД трактора определяется по формуле:

_тяг=

Для двигателя Д-240 по таблице 4 выбираем N_н=56 кВт, g_e=235 г/(кВтч).

Эффективная мощность двигателя с учетом его загрузки:

N_e=N_н N_BOM=0

N _кр = Р_крV_д= Р_крV_т(1-)

_тяг=

g_кр= = =734 г/(кВт ч)

Ответ: _тяг=0,32; g_кр=734 г/(кВт ч).

Задача 1.4. Какую мощность может передать через ВОМ трактор МТЗ-80 на номинальном режиме при работе с прицепным пресс-подборщиком массой 800 кг, если скорость движения по скошенному лугу - 12 км/ч, КПД трансмиссии - 0,9, коэффициент буксования - 0,03.

Решение.

Уравнение мощностного баланса:

N_e=N_f+N_тр+N_BOM+N_ (*)

Двигатель Д-240 трактора МТЗ-80 развивает на номинальном режиме N_н=56 кВт (таблица 4).

Крюковая мощность трактора затрачивается на перемещение пресс-подборщика по скошенному лугу:

N_f=V_д m_ngf,

где m_n - масса пресс-подборщика;

Коэффициент сопротивления качению для скошенного луга - f=0,08 (таблица 1).

Действительная скорость передвижения: V_д=V_т(1-)

Потери мощности на сопротивление перекатыванию трактора

N_f=mgfV_д,

где m - эксплуатационная масса трактора

m= 1,1 m₀

m₀=3,16 т (таблица 4).

Потери мощности в трансмиссии:

N_тр=N_e(1-_тр)

Потери мощности на буксование:

N_=N_к =(N_e-N_тр) =N_e_тр (1-)

Подставив в выражение (*) после преобразований получим:

N_BOM=N_e _тр (1-) – g f (1,1 m₀ + m_n) V_т (1-) = 56 0,9(1-0,03)-9,81 0,08(1,1 3,160+0,8) 12/3,6 (1 - 0,03)= 38,3 кВт.

Ответ: 38,3 кВт.

1.5. Рассчитать касательную силу тяги по двигателю трактора Т-40М, если он движется на первой передаче, а через ВОМ передается мощность 5 кВт, кпд ВОМ - 0,98. Двигатель работает на номинальном режиме.

1.6. Определить суммарную силу сопротивления движению трактора ДТ-75М с прицепом массой 5 т, если трактор движется по скошенному лугу на подъеме 10 град. Привести расчетную схему задачи.

1.7. Определить ведущий момент и мощность двигателя трактора МТЗ-80, необходимые для преодоления подъема в 10 град. со скоростью 15 км/ч, кпд трансмиссии _тр= 0,87, дорога грунтовая, буксование 2%.

1.8. Определить мощность двигателя и касательную силу тяги, развиваемые трактором Т-25 при преодолении подъема в 5 град со скоростью движения 5 км/ч по вспаханному полю. Буксование 5%, кпд трансмиссии _тр=0,85. Привести расчетную схему задачи.

1.9. Какой коэффициент сцепления может обеспечить равномерное движение трактора Т-150 с прицепом массой 8 т при подъеме 20 град. По скошенному лугу. Привести расчетную схему задачи.

1.10 Рассчитать суммарную касательную силу тяги (реализуемую по условию сцепления колес с дорогой) и коэффициент эффективности блокировки для автомобиля с симметричным дифференциалом и устройством блокировки. Полная масса автомобиля - 12 т, коэффициент загрузки ведущих колес - 0,7. Правая часть машины движется по гололеду, левая - по сухому асфальту.

1.11 Определить баланс мощности трактора Т-150К и рассчитать тяговое усилие на крюке для следующих условий: трактор работает на номинальном режиме на третьей передаче по стерне с буксованием 3%, кпд трансмиссии - 0,87.

1.12 Определить баланс мощности трактора К-700А и рассчитать тяговое усилие на крюке для следующих условий: трактор работает на номинальном режиме и движется на второй передаче по вспаханному полю с буксованием 7%, кпд трансмиссии - 0,85.

1.13 Какую мощность может передать через ВОМ трактор Т-40АМ при работе на номинальном режиме с кормораздатчиком, если скорость движения 7 км/ч, кпд трансмиссии - 0,88, трактор движется по бетонному основанию с тяговым усилием 6 кН?

1.14 Определить потери мощности в трансмиссии трактора ДТ-75 при работе на третьей передаче с коэффициентом загрузки двигателя 0,8.

1.15 Рассчитать тяговое усилие на крюке при пахоте целины трактором ДТ-75М, если трактор работает на первой передаче с полной загрузкой двигателя и коэффициентом буксования 0,02.

1.16 Рассчитать мощность двигателя Т-4А, если трактор движется на второй передаче по скошенному лугу с тяговым сопротивлением на крюке 30 кН. Буксование - 2%.

1.17 Определить потребную мощность двигателя Т-40М, если трактор движется по бетонному основанию на 3 передаче со скоростью 10 км/ч с тяговым усилием 5 кН, буксование - 5%.

1.18 Рассчитать потребную мощность двигателя Т-25А, если трактор движется по сухому грунту на подъеме в 5 град. на второй передаче со скоростью 7 км/ч с прицепом массой 2000 кг.

1.19 Рассчитать потребную мощность двигателя трактора Т-40М при работе с кормораздатчиком, если трактор движется по бетонному основанию на 3 передаче со скоростью 9 км/ч с тяговым усилием 8 кН, через ВОМ передается мощность 3 кВт, буксование - 3%.

1.20 Определить крюковую мощность трактора Т-150, если движение происходит по стерне, буксование - 4%, скорость движения - 10 км/ч, коэффициент загрузки двигателя - 0,8, кпд трансмиссии -0,85.

1.21 Рассчитать тяговый кпд трактора МТЗ-80 при движении на вспаханном поле, если крюковое усилие составляет 6 кН, теоретическая скорость движения -10 км/ч, коэффициент загрузки двигателя -0,8, буксование - 12%.

1.22 Определить удельный крюковой расход топлива трактора Т-130, если буксование по стерне составляет 2%, часовой расход топлива - 30 кг/ч, трактор работает на второй передаче с коэффициентом загрузки двигателя 0,8.