5. Баланс мощностей

Мощность двигателя баровой машины должна быть больше суммы мощностей, затрачиваемых на привод рабочего органа, привод ходового устройства, на заглубление и подъем рабочего органа, преодоление подъемов и уклонов.

5.1 Расчет затрат мощности на привод рабочего оборудования

Для начала определим теоретическую производительность баровой машины по формуле:

,

(5.1)

где F_щ – площадь поперечного сечения щели, м²;

м2.

(5.2)

Тогда теоретическая производительность

м³/ч.

Затраты мощности на привод рабочего органа складываются из затрат на разработку грунта, на подъем грунта до точки разгрузки и разгон грунта, на сопротивление трению грунта о грунт.

Следующая формула учитывает все эти составляющие:

,

(5.3)

где K – удельное сопротивление резанию, МПа; K = 7 МПа для грунтов VII категории ;

ρ – плотность грунта, кг/м³. Для грунта VII категории ρ = 2400 кг/м³ ;

H_р – высота подъема грунта от поверхности земли до уровня разгрузки, м. Т.к. разгрузка грунта может происходить в любой точке между поверхностью земли и наивысшей точкой цепи, принимаем H_р = H_п = 0,725 м.

ρ_в – угол внутреннего трения грунта, град. Для грунта VII категории ρ_в = 40°;

η_ц – КПД цепного рабочего органа; η_ц = 0,7 ;

α – угол наклона траектории режущей кромки резца.

.

(5.4)

Отсюда

.

(5.5)

кВт.

5.2 Расчет затрат мощности на привод ходового устройства

Мощность, затрачиваемая на передвижение машины, определяется по формуле:

,

(5.6)

где W_к – горизонтальная составляющая сопротивления резанию, кН;

W_т – сопротивление трения грунта о грунт забоя, кН;

W_пер – сопротивление передвижению машины, кН;

v_р.п – скорость рабочего передвижения машины, м/ч; v_р.п = 91,3 м/ч;

η_х – КПД колесного ходового устройства; η_х = 0,85.

Горизонтальная составляющая сопротивления резанию равна

кН.

(5.7)

Сопротивление трению грунта о грунт забоя равно

(5.8)

кН.

Сопротивление передвижению машины определяется по формуле:

,

(5.9)

где f – коэффициент сопротивления передвижению. Для колесного хода и грунта VII категории f = 0,11;

i – преодолеваемый подъем; i = 0,1 .

кН.

Тогда по формуле (3.6) мощность, затрачиваемая на передвижение машины,

кВт.

6. Устойчивость машиНы

Опрокидывание баровой машины, как и многоковшового цепного траншейного экскаватора, во время работы невозможно из-за жесткой навески рабочего оборудования. Расчет устойчивости производится только для транспортного режима.

Расчет ведем по формулам, а необходимые для расчета параметры берем из доп. литературы.

Перед тем, как рассчитывать устойчивость, определим координаты центра тяжести машины с рабочим оборудованием в продольной и поперечной плоскости (рис. 6, 7). На рисунках L = 2,45 м – база трактора; B = 1,5 м – колея трактора.

Рис. 6. Схема к определению центра тяжести машины в продольной плоскости

Определим координаты центра тяжести машины в продольной плоскости по формулам:

;	(6.1)
,	(6.2)

где G_т, m_т – соответственно, сила тяжести и масса базовой машины (трактора МТЗ-82.1) с бульдозерным отвалом;

G_к, m_к – сила тяжести и масса кронштейна крепления бара и редуктора, а также самого редуктора;

G_б, m_б – сила тяжести и масса бара;

G, M – общая сила тяжести и масса машины.

В соответствии с разделом и пунктом имеем:

кг;	(6.3)
кг;	(6.4)
кг;	(6.5)
кг.	(6.6)

Тогда координаты центра тяжести машины в продольной плоскости:

м;

м.

Рис. 7. Схема к определению центра тяжести в поперечной плоскости

Определим координаты центра тяжести машины в поперечной плоскости по формулам:

м;	(6.7)
м.	(6.8)