2.3 Тяговый расчет автогрейдера

Тяговый расчет выполняют с целью проверки необходимой мощности двигателя при заданных параметрах рабочих органов.

За расчетное положение принимают момент окончания набора призмы грунта.

Полное сопротивление движению автогрейдера состоит из ряда сопротивлений

W = W₁+W₂+W₃+W₄+W₅

Где: W – полное сопротивление движению автогрейдера, Н,

W₁ – сопротивление движению от резанья грунта,

W₂ – сопротивление от перемещения призмы волочения грунта перед отвалом,

W₃ – сопротивление от перемещения грунта вверх по отвалу,

W₄ – сопротивление от перемещения грунта вдоль по отвалу,

W₅ – сопротивление движению автогрейдера.

Определяем сопротивление движению от резанья грунта

W₁ = k_p×B×h×sinϕ,

где k_p – удельное сопротивление лобовому резанью грунта, Н/м², (100000 Н/м²).

W₁ = 100000×3,86×0.25×sin60˚ = 83,57 кH.

Определяем сопротивление движению автогрейдера от перемещения призмы волочения грунта перед отвалом:

W₂ = q×G_пр×(f₁±i)×sinϕ,

где G_пр – масса грунта в призме волочения, кг;

G_пр = Q_пр×y

где Q_пр – Объем призмы волочения

y – средняя плотность грунта, y=1600 кг/см³

G_пр =0,67·1600=1072 кг

f₁ – коэффициент трения грунта о грунт; f₁=0,80;

W₂ = 9.81×1072×(0,80+0,02)×sin60˚ = 7,47 кH

Сопротивление движению автогрейдера от преодоления трения при перемещении грунта вниз по отвалу:

W₃ = q×G_пр×f₂×cos²δ×sinϕ,

где f₂ – коэффициент трения грунта о сталь, f₂=0,60.

W₃ = 9.81×1072×0.60×cos²40˚×sin60˚ = 3,22 кH

Сопротивление движению автогрейдера от преодоления силы трения при перемещении грунта вдоль по отвалу:

W₄ = q×G_пр×f1×f2×cosϕ,

W₄ = 9.81×1072×0,80×0.60×cos60= 2,52 H.

Сопротивление движению базовой машины:

W₅ = q×G_дм×(f₀±i),

где G_дм – масса автогрейдера в рабочем состоянии, кг, G_дм=15000 кг;

f₀ – основное удельное сопротивление движению дорожной машины, f₀=0,12.

W₅ = 9.81×15000×(0.12+0,02) = 20,6 кH.

Полное сопротивление движению автогрейдера:

W = 117,38 кН.

Номинальная сила тяги:

Т_сц=1000gG_сцφ_сц

где Т_сц – сила тяги по сцеплению, Н;

φ_сц – коэффициент сцепления ведущих колес (0,65-0,85)

Т_сц=1000×9,81×11,25×0,80=88290 Н = 88,3кН

где – Т_Н – номинальная сила тяги, Н;

N_max – эффективная мощность, кВт .

За расчетное значение номинального тягового усилия принимаем меньшее: Т_сц=88,3 кН

Т_сц=88,3 кН < W = 117,38 кН

Вывод: Силы тяги автогрейдера недостаточно для преодоления полного сопротивление движению автогрейдера, необходимо уменьшать толщину вырезаемой стружки грунта.

W₁ = 100000×3,86×0.15×sin60˚ = 50,4 кH

W = 84,21 кН

Определим необходимую мощность на перемещение дорожной машины:

где V – рабочая скорость движения машины, м/с.

Вывод: Необходимая мощность удовлетворяет номинальной, Nр=109,5 кВт < N=125 кВт , следовательно, мощности двигателя будет хватать для оптимальных режимов работы всей системы.

2.4 Расчет производительности автогрейдера на планировочных работах

Эксплуатационную производительность бульдозера на планировочные работы рассчитаем по формуле

где П – эксплуатационная производительность, ;

L – длина планируемого участка, м;

B – ширина отвала, м;

- угол захвата, град;

- ширина полосы перекрытия, ;

- рабочая скорость перемещения машины, м/с;

- продолжительность разворота автогрейдера, ;

– число проходов по одному следу,

Вывод: производительность автогрейдера на планировочных работах равна -1940 м²/ч.