2. Общий расчет автогрейдера

1. 2.1 Цели и задачи общего расчета. Исходные данные

После анализа патентно-технической информации в проекте даются обоснование общей конструктивной схемы проектируе­мой машины и краткое описание ее устройства. В частности, необходимо обосновать принятую колесную формулу; конструк­цию основной и тяговой рам, тип трансмиссии и движителя; тип отвала, наличие устройств для интенсификации рабочего про­цесса, виды сменного оборудования; схемы подвески задних колес, наличие наклона передних колес, тип привода управле­ния. Следует дать характеристику привода управления основ­ным рабочим органом. Требуется доказать целесообразность автоматического управления и пояснить схему такой системы. Описание должно сопровождаться схематическими изображе­ниями автогрейдера и его отдельных систем. Затем приступают к общему расчету автогрейдера.

В результате выполнения общего расчета автогрейдера должны быть определены его основные параметры, которые, имея самостоятельное значение, как составная часть технического зада­ния на проектирование автогрейдера, используются также для выбора по ним силового и другого оборудования (двигателей, гидромашин и т. п.) и как исходные для прочностных и других видов расчетов. В частности, общим расчетом определяются основные параметры базовой части автогрейдера, размеры элементов рабочего оборудования, рабочие размеры автогрейдера, тяговый расчет, расчетные нагрузки, силовые и кинематические характеристики исполнительных и передаточных механизмов, проверяется устойчивость и находится продолжительность выполнения операций и рабочего цикла в целом, теоретическая производительность автогрейдера. В состав общего расчета включается также выбор гидроцилин­дров, гидромоторов и насосов, выбор двигателя.

В качестве исходных данных для расчета обычно используют требуемые технологические показатели машины и расчетные характеристики разрабатываемых грунтов.

Рабочее оборудование… грейдерный отвал

Категория разрабатываемого грунта … I - II

Вид работы … планирование, рытье кювета, насыпи и т.п.

Вид грунта…

Удельное сопротивление грунта копанию К_к, МПа …

Плотность грунта ρ, кг/м³ …

Ходовое оборудование… колесная схема

Общий расчет начинают с определения ключевых параметров: массы автогрейдера, размеров отвала, через которые в последующем расчете может быть определена часть основных параметров. Остальные параметры определяют, исходя из физического существа рабочего процесса автогрейдера по условиям обеспечения его работы в заданных режимах.

2.2 Определение основных параметров автогрейдера

Сила тяжести. Главный параметр автогрейдера – его силу тяжести G (кН) – можно определить по заданным площади поперечного сечения S кювета автодороги и необходимому для создания профиля земляного полотна числу проходов п:

m S К

G = ———— , (1)

ξ φ_сц n

здесь т – коэффициент, учитывающий неравномерность сече­ний стружки при последовательных проходах, т= 1,25...1,35; S – площадь сечения треугольного кювета

S = 2,25 h²,

где – h глубина кювета (0,3...0,8 м); К – удельное сопротивление грунта резанию, К = 200...240 кПа; ξ – коэффициент, учитывающий ко­лесную формулу, ξ = 0,7 при формуле 1x2x3 и ξ = 1 для машин со всеми ведущими колесами; φ_сц – коэффициент сцепле­ния при буксовании 18...22 %, φ_сц = 0,45...0,55; n – число про­ходов при устройстве земляного полотна в нулевых отметках, для грунтов II категории n = 4...6.

Размеры отвала. Длина отвала (м) рассчитывается по формуле

___

В = (0,7...0,76) √ m _а + 1,2 . (2)

Здесь m _а – масса автогрейдера, т.

Длину отвала принимают из условия, что его габаритный размер по ширине при установке с углом захвата в 45° был при­мерно на 100 мм с каждой стороны больше габаритного размера ходовой части машины. На автогрейдерах легкого и среднего типов серийного производства длина отвала составляет 3740-3800 мм, а тяжелого – 4800 мм.

Высота отвала

Н = 0,2 В – 0,12. (3)

На легких и средний автогрейдерах высота отвала равна 500-600 мм, а на тяжелых – 700-800 мм. Профиль отвала выполняют криволинейным, близким к дуге окружности, радиусом

R = Н/ (2 sin δ), (4)

где δ – угол резания.

База В₂ автогрейдера выбирается из условия возможности раз­ворота отвала (рис. 14):

В₂= В₁ + 0,5D + 0,5 ∆^' . (5)

База двухосного автогрейдера _______

В₁ = D + √В² – b ² + 2∆ ,

где D – внешний диаметр шины; В – длина отвала; b – колея автогрейдера; ∆ – минимальный зазор между отвалом и шиной, ∆ = 50...60 мм.

Колея автогрейдера рассчитывается по формуле

____

b = (0,86…0,87) √ m _а (6)

Рис. 14. Ходовое устройство автогрейдера

Размеры шин подбирают по статическим нагрузкам на колесо. Нагрузка на колесо переднего моста двухосной машины может быть до 0,2 G, трехосной – до 0,15 G, на заднее колесо двухосной машины – (0,3...0,35) G, на колесо среднего и задне­го мостов трехосных машин – (0,17...0,2) G.