5.7 Тяговый расчет экскаватора

Произведем тяговый расчет экскаватора. Максимальное сопротивление перемещению экскаватора можно найти путем последовательного расчета тягового усилия.

В общем случае усилие при движении машины

S_у.п = W_вн + W_и + W_к + W_в+ W_kp + W_п . (5.4)

Внутреннее сопротивление проектируемого гусеничного хода

W_вн = (0,05...0,1)mg, (5.5)

где m — масса экскаватора с резиноармированной гусеницей составляет 13120 кг.

W_вн = (0,05...0,1)13,12 • 9,81=7,72 кН.

Сопротивление инерции при троганьи с места

W_и = (0,01... 0,02) mg; (5.6)

W_и = (0,01...0,02)13,12 • 9,81=0,13 кН.

Сопротивление движению

W_к = φmg, (5.7)

где φ — коэффициент сопротивления движению. Для принятого гусеничного хода он равен 0,06...0,08. Принимаем 0,07 [10].

W_к = 0,07 • 13,12 • 9,81=9 кН.

Сопротивление ветра

W_в = p_в • F, (5.8)

где р_в — предельное давление ветра, р_в = 0,25 кПа;

F — подветрен­ная площадь, м².

F = В • Н • k_сп , (5.9)

где В и Н – соответственно габариты машины по ширине и высоте;

k_сп – коэффициент сплошности, учитывающий площадь, находящуюся под давлением ветра. Для экскаваторов k_сп = 0,6…0,8. Принимаем 0,7 [10].

F =2,5 · 2,7 · 0,7 = 4,72 м².

Тогда

W_в = 0,25 • 4,72 = 1,18 кН.

При повороте двухгусеничного экскаватора вокруг центра одной гусеницы сопротивление повороту

W_kp = 2(M_тp + M_ск)/В, (5.10)

где M_тp – момент трения гусеницы о грунт, Нм;

М_ск – момент скалывания грунта, Нм.

M_тp = pmgl/4; (5.11)

М_ск = 0,29Сhl² , (5.12)

где В — колея гусеничного хода, м;

µ — коэффициент трения гусеницы о грунт, µ= 0,25...1[10];

С — коэффициент сцепления грунта, С = (0,025...0,25)10⁶[10].

Глубина погружения гусеницы

h = , (5.13)

где b — ширина гусеницы, м;

р_о – удельного сопротивления грунтов смятию, Мпа. Принимаем

р_о=0,07• 10⁶ Мпа – для плотной глины [10].

h = =0,047 м;

М_ск = 0,29 • 0,2 • 10⁶ • 0,047 • 3,2² = 13,95 кНм;

M_тp = 0,5 • 13120 • 9,81 • 3,2 /4= 5,17 кНм;

W_kp = 2(5,17 + 13,95)/2,3=16,6 кН.

Сопротивление подъема

W_n = mgsin α, (5.14)

где α— угол подъема, равный 20...25°.

W_n = 13,12 • 9,81 • sin 22° = 47,5 кН.

Следовательно, получим суммарное сопротивление перемещению гусеничного движителя

S_т.п = 7,72 + 0,13 + 9 + 1,18 + 16,6 + 47,5 =82,1 кН.

Тяговое усилие на гусенице

Fт= S_т.п / η_тр, (5.15)

где η_тр – к.п.д. трансмиссии, принимаем η_тр =0,8

Fт= 82,1 / 0,8 =102 кН.