14.4.3. Выбор основных параметров.
Главным параметром автогрейдера является общая масса машины mа, к основным относятся мощность двигателя N, сила тяги Тсц, рабочие Vраб и транспортные Vтр скорости, параметры отвала: длина В, высота H, радиус кривизны r, колея В0 и база L0 автогрейдера.
Общая масса автогрейдера mа и сцепная mсц связаны следующей зависимостью:
;
(14.94)
где φ – коэффициент, учитывающий колесную схему, φ=0,7 при схеме 1 х 2 х 3 и φ=1 для машин со всеми ведущими колесами.
Общую массу можно определить по заданным площади поперечного сечения кювета S автодороги и необходимому для создания профиля земляного полотна числу проходов n:
;
(14.95)
где m – коэффициент, учитывающий неравномерность сечения стружки при последовательных проходах, m=1,25…1,35; S=2,25·h2;
h – глубина кювета (0,3…0,8 м); к – удельное сопротивление грунта резанию к=200…240 кПа; φсц – коэффициент сцепления при буксовании 18…22%, φсц=0,45…0,55; n – число проходов при устройстве земляного полотна в нулевых отметках, для грунтов категории ІІ n=4…6; g – ускорение силы тяжести.
Максимальную свободную силу тяги автогрейдера можно определить по сцепной массе:
;
(14.96)
Мощность двигателя (кВт), необходимая для копания
;
(14.97)
где Vф – фактическая скорость перемещения машины, Vф =3,0…4,5 км/ч; δк – коэффициент буксования, δ=0,18…0,22; f – коэффициент сопротивления качению, f=0,07…0,1; ε – коэффициент, учитывающий уменьшение мощности двигателя в условиях неустановившейся нагрузки: для механической трансмиссии ε=0,88…0,9, гидромеханической ε=1,0; η – КПД трансмиссии, η=0,83…0,86 для механической трансмиссии и η=0,73…0,76 для гидродинамической.
Мощность двигателя, определяемая для транспортного режима:
;
(14.98)
где Vмакс – заданная максимальная скорость движения автогрейдера, составляющая 35…50 км/ч; f=0,04…0,045.
По большему из полученных значений мощности подбирают двигатель.
Длина отвала (м) рассчитывается по формуле:
;
(14.99)
здесь mа – масса автогрейдера, т.
Высота отвала, м:
;
(14.100)
Отвалы автогрейдеров изготавливают с радиусом постоянной кривизны (рис. 14.23), величину которого определяют по формуле:
;
(14.101)
где α – угол резания, в зависимости от вида работ измеряют в пределах 30…800. обычно принимают α=30…450; Ψ – угол опрокидывания, Ψ =65…700.
Угол захвата λ в зависимости от выполняемых работ обычно составляет 30…400 при вырезании грунта, 60…750 – при перемещении грунта в сторону и 900 при планировочных работах.
Размер базы L0, колеи, B0 и связанного с ними радиуса поворота автогрейдера rn (рис. 14.24) выбирают таким, чтобы машина имела наименьшие размеры и можно было маневрировать отвалом. Следует также учитывать, что чем ближе отвал к задней оси автогрейдера, тем лучше его планирующая способность.
Расстояние от точки крепления тяговой рамы к передней оси до оси ращения отвала определяют из условия полноповоротности
отвала. Поэтому минимальный размер базы автогрейдера
;
(14.103)
где l – минимальный зазор между колесом и отвалом, l=50 мм.
Рис. 14.23 Схема отвала автогрейдера
Минимальная длина базы трехосного автогрейдера должна быть равной:
;
(14.104)
У
трехосных машин обычно L'0=(1,4…1,7)
,
а у двухосных L0=(1,3…1,5)·L.
Колея B0 ориентировочно может быть определена по формуле:
;
(14.105)
где mа – масса автогрейдера, т.
Рис. 14.24 Параметры автогрейдера
При одной передней управляемой оси радиус поворота колес переднего наружного колеса равен:
;
(14.106)
где βк – угол поворота наружного управляемого колеса.