2.2 Определение предельного угла наклона выезда из котлована

Первая задача раздела относится к расчетам тягового усилия для автомобильного транспорта, который выезжает из котлована (карьера). В ней рассматри­вается встречающийся на практике случай определе­ния наибольшей предельной крутизны выезда из котлована (пандуса) при разработке грунта экскаватором и вывозке его автомобилями [4,5].

ПРИМЕР: Найти предельный уклон пандуса (рисунок 2.1), при котором возможен выезд нагруженного грунтом автомобиля из котлована.

ДАННЫЕ: грунт-суглинок; автосамосвал ГАЗ-САЗ-35071; мощность двигателя 90 кВт (123 л.с.); максимальная скорость - 90км/ч; полная масса – 7400 кг; масса перевозимого груза – 3175 кг; габариты – 6182×2456×2245 (длина × ширина × высота).

РЕШЕНИЕ: 1.Определяем силу тяги автомобиля на ободе ведущих колес F₀ по формуле

= = (2.8)

где N - мощность автомобиля САЗ-3504 по данным задачи (Приложение А1) равна 123 л.с.; - скорость движения в км /час; в данном случае скорость движения можно принять первую, по практическим данным равную 6 км/час;

- коэффициент полезного действия, изменяющийся для грузовых машин от 0,82 до 0,90;принимаем =0,85.

Рисунок 2.2 - Схема определения размеров въездного пандуса

Находим F₀ = (270 × 123) ×0,85 : 6 = 4705 кг.

2.Определяем силу тяги по сцеплению:

, (2.9)

где - коэффициент сцепления колес с грунтом (Приложение Б1) для сухого суглинистого грунта = 0,5; Р_сц – сцепной вес автомобиля (доля веса машины с грузом, приходящаяся на ведущие колеса).

Р_сц = α (P + Q), (2.10)

где α - коэффициент, для двухосных автомобилей принимаем α =0,65

(Приложение Б1); P – собственный вес автомобиля; Q – полная нагрузка автомобиля;

Согласно данным задачи для автомобиля ГАЗ-САЗ-35071 P= (7400 – 3175) = 4225 кг; Q=3175 кг.

Определяем F_cц. = 0,5×0,65 (4225 + 3175) = 2405 кг.

Поскольку F_сц < F₀, то дальнейший расчет следует вести по величине F_сц, так как сила тяги на ободе колеса больше силы сцепления, что приводит к пробуксовке.

3.Находим предельный уклон пандуса i из уравнения движения:

, (2.11)

где – общее сопротивление движению при подъёме на пандус.

=(P+Q)( ₀+ _i), (2.12)

где ₀ - основное удельное сопротивление движению по прямому горизонтальному пути; _i - дополнительное удельное сопротивление при движении на подъёме, которое численно равно величине уклона пандуса i.

Удельное основное сопротивление движению ₀ в кг/т по приложению (Приложение Б1) равняется ₀=150кг/т =0,15. Составляем уравнение для определения наибольшего уклона пандуса:

(2.13)

Находим = 2405 : 7400 – 0,15 = 0,175

Примечание. Так как значение F_сц<F₀, то при более крутом уклоне выезд из котлована будет невозможен, как для груженых машин, так и не груженых из-за пробуксования.