Добавил:
ivanov666
Опубликованный материал нарушает ваши авторские права? Сообщите нам.
Вуз:
Предмет:
Файл:Расчет и проектирование самоходных скреперов. Учебное пособие
.pdf
,)(;/
пудггудогоуд
mkmmmm
п
t
т
t
ц
v
уд
m
о
m
о
г
п
Условия
Загрузка
Выгрузка
и поворот
Маневрирование и
ожидание толкача
ОО
ДО
ОЭ
ДЭ О Э О Э
Благоприятные
0,5
0,4
0,7
0,45
0,4
0,4
0,3
0,15
Удовлетворительные
0,6
0,5
1,0
0,60
0,6
0,5
0,5
0,25
Неблагоприятные
1,0
0,7
1,3
0,75
1,1
0,7
0,8
0,4
Примечание. ОО — скрепер одномоторный с тяговой загрузкой; ДО
— скрепер двухмоторный с тяговой загрузкой; ОЭ — скрепер
одномоторный элеваторный; ДЭ — скрепер двухмоторный
элеваторный; О — скрепер с тяговой загрузкой; Э — скрепер
элеваторный.
где
— постоянные затраты циклового времени, не
зависящие от дальности транспортирования грунта, на
выполнение операций загрузки и разгрузки ковша, ожидание
толкача (табл. 2.7);
— затраты времени на передвижение скрепера с
загруженным ковшом и передвижение с порожним ковшом;
— средняя скорость скрепера в технологическом цикле;
— удельная масса скрепера;
— эксплуатационная масса скрепера;
— приведенный коэффициент полного сопротивления
движению;
— коэффициент полного сопротивления в грузовом
направлении;
— коэффициент полного сопротивления при движении
скрепера с порожним ковшом.
Таблица 2.7. Элементы затрат постоянной части (циклового) времени,
мин
31
,)(
1
еNтрнггот
NLgmkt
N
тр
ц
N
г
k
На основании опытно-статистических данных (табл. 2.7),
постоянную часть tn (мин) циклового времени в первом приближении рекомендуется принимать:
для скреперов с тяговой загрузкой … 1,2 ...2,4;
для элеваторных скреперов…………….. 1,3 ... 2,2.
Время загрузки скрепера зависит от типоразмера и вида скре-
пера, типа и характеристики толкача, вида разрабатываемого
грунта, размеров забоя, методов и приемов совместной работы
скрепера и толкача, квалификации водителя.
Время tт (с), характеризующее продолжительность
движения от забоя к месту разгрузки и обратно, можно при
отсутствии ценных скоростной характеристики скрепера найти
аналитически с помощью формулы
(2.7)
где g — ускорение свободного падения, м/с2;
т
— грузоподъемность скрепера, кг;
г
η
— КПД трансмиссии;
тр
— коэффициент использования мощности двигателя в
транспортном режиме;
Ne — эксплуатационная (на маховике) мощность
двигателя, Вт.
Для пользования формулой (2.7) должны быть известны
или следует задать параметры mо, mг, Ne,
характеристики
скрепера, параметры Lт,
условий, параметр
системы скрепер — дорога и параметр
,
характеристики дорожных
г
системы скрепер — грунт.
Коэффициенты
,
полного сопротивления движению,
г
п
соответственно в грузовом и холостом направлении,
характеризуют сумму сил сопротивления качению пневмошины и
сил, приложенных к движущемуся на уклоне скреперу.
32
Силы сопротивления качению зависят от массы скрепера и
Ровная дорога с твердым основанием, регулярно
обслуживаемая, не деформированная под
действием нагрузки от колеса скрепера
0,02
Такая же дорога, незначительно деформированная
колесом скрепера
0,035
Нерегулярно обслуживаемая дорога, заметно
деформированная колесом скрепера
0,05
Редко обслуживаемая дорога, дорожное
основание неуплотненное, легко образуется
колея
0,08
Рыхлый песок или гравий
0,10
Мягкий грунт, грязь, обслуживание отсутствует,
дорога изрезана глубокими колеями
0,10 - 0,20
глубины колеи, образованной колесами скрепера на поверхности
дороги. Коэффициент f сопротивления качению колес скрепера
при внутреннем давлении в шине 350 — 500 кПа ориентировочно
можно оценить по формуле
f = (1 +h)210-2, (2.8)
где h — глубина проникновения шины в грунт, см.
В зависимости от качественной характеристики дорожных
условий значения коэффициента f сопротивления качению приведены в табл. 2.8.
Таблица 2.8. Значения коэффициента f сопротивления качению
Если скрепер находится на уклоне с углом , то
коэффициент полного сопротивления движению определяется по
формуле
=f ± s in. (2.9)
Знак «+» применяется при движении скрепера на подъем,
знак «-» — на. спуск.
33
Следует учитывать, что в дорожном строительстве и справоч-
п
i
тiтпттт
ttttt
1
21
....
ных руководствах уклон принято выражать с помощью tg или
в процентах: % уклона = l00tg. При < 10° sin tg .
Если дорожные условия заданы перечислением п участков
дороги с характеризующими их значениями длины и
коэффициента полного сопротивления, то с помощью скоростной
характеристики, которая приводится в составе технических
данных, может быть непосредственно определена возможная
скорость vt скрепера на участке дороги и время tt прохождения
данного участка дороги.
Общее время, представляющее часть циклового времени,
может быть получено суммированием промежутков времени,
затрачиваемых на преодоление указанных участков дороги:
(2.10)
На рис. 2.1 схематично дано определение скорости
скрепера с использованием скоростной характеристики,
представленной графиком зависимости реализуемой на колесе
окружной силы Р
от скорости v движения скрепера.
к
Для груженого скрепера скорость движения определяют
следующим образом. Из точки А проводят линию,
соответствующую заданному коэффициенту сопротивления, до
пересечения в точке В с вертикальной прямой, соответствующей
массе груженого скрепера. Из точки В проводят горизонтальную
прямую до пересечения в точке С с трафиком окружной силы.
Проводя из точки С вертикальную прямую, находят искомую
координату скорости движения скрепера. Найденное значение
скорости является для скрепера возможным только при
определенных условиях, а именно при максимальной подаче
топлива в двигатель, достаточном времени разгона и отсутствии
дорожных помех, требующих ограничение скорости.
34
Рис. 2.1. Скоростная характеристика скрепера
v
Чтобы в расчетных оценках скорости учесть влияние
неустановившихся режимов разгона, рекомендуется
использовать систему эмпирических коэффициентов (табл. 2.9),
с помощью которых корректируют найденные по скоростной
характеристике значения скорости скрепера.
Среднюю скорость vi на участке дороги оценивают выражением
=vi kv . (2.11)
i
Если известна длина li рассматриваемого участка дороги,
то время прохождения этого участка скрепером
35
ii
lt
/
v
Длина
участка
дороги, м
Коэффициент
Длина
Коэффициент
при разгоне
с места
При разгоне
в движении
при разгоне
с места
при разгоне
в движении
0 ... 100
100 ... 250
250 ... 500
0,25 ... 0,50
0,35 ... 0,60
0,50 ... 0,65
0,50 ... 0,70
0,60 ... 0,75
0,70 ... 0,80
500 ... 750
750 ... 1000
1000 и более
0,60 ...0,70
0,65 ... 0,75
0,75 ... 0,85
0,75 ... 0,80
0,80 ... 0,85
0,80 ... 0,90
sin20050
доп
v
. (2.12)
i
Таблица 2.9. Коэффициент скорости k
v
Ограничение реальной скорости движения скрепера на
землевозной дороге обусловлено рядом следующих факторов:
шириной дороги и наличием встречного движения, величиной
неровностей и уровнем низкочастотных колебаний на рабочем
месте водителя, радиусами поворотов, состоянием поверхности
дороги, уклоном, длиной тормозного пути, видимостью и т.
д.
Для расчетной оценки допустимой скорости (км/ч) при
спуске скрепера в нормальных условиях движения на уклоне
с углом а рекомендуется следующее соотношение
. (2.13)
36
3. Тяговый расчет самоходных скреперов
3.1. Тяговый расчет самоходных колесных
скреперов
Тяговый расчет самоходных колесных скреперов
направлен на определение основных параметров колесного
тягача, скрепера и толкача, обеспечивающих эффективную
работу всего агрегата в тяговом и транспортном режимах.
Основными параметрами тягача являются: максимальная
мощность двигателя, вес, максимальная расчетная
(соответствующая номинальной частоте вращения
коленчатого вала двигателя) транспортная скорость
движения, минимальная расчетная скорость движения на
первой рабочей передаче, число передач и ряд передаточных
чисел трансмиссии. Основными параметрами скрепера являются
собственный вес, максимальный вес полезной нагрузки и
геометрическая емкость ковша. К основным параметрам
толкача относятся максимальная сила тяги и расчетная
скорость движения на рабочей передаче.
При рассмотрении методики тягового расчета, можно
задаться максимальн ой мощностью двигателя тягача.
1. Определение полного веса скрепера G, который
складывается из собственного веса машины GM (тягач и
скрепер) и веса полезной нагрузки, т. е. перевозимого грунта
Gг. Таким образом,
G = Gм + Gг.
Этот расчет выполним из условия полной реализации
максимальной мощности двигателя тягача N
режиме при движении груженого скрепера на максимальной
расчетной транспортной скорости vp
и при установившемся
max
режиме по горизонтальной поверхности при заданном
коэффициенте сопротивления качению f.
Максимальную расчетную транспортную скорость v
37
на транспортном
emax
тах
выбираем, учитывая, что у большинства современных тягачей
в среднем она составляет 45—60 км/ч. Коэффициент
сопротивления качению, соответствующий максимальной
транспортной скорости, следует принимать f = 0,025 ÷ 0,035.
Воспользовавшись уравнением мощностного баланса
самоходного скрепера на транспортном режиме работы при
указанных выше условиях, получим
(
3.1)
где Ne0 — мощность, затрачиваемая на привод
вспомогательных механизмов в л. с., Ne0 ≈ 0,1 N
e0mах
;
kω — коэффициент обтекаемости, равный 0,06—0,07;
F — площадь лобового сопротивления в м2 (в
приближенном расчете это произведение ширины колеи на
высоту тягача).
2. Вес полезной нагрузки (грузоподъемность
скрепера). Металлоемкость конструкций транспортных
машин принято оценивать коэффициентом использования
веса η
:
G
Анализ весовых показателей современных скреперов
показывает, что в среднем η
= 0,85 ÷ 1,15.
G
При заданном значении ηG расчет грузоподъемности
скрепера Gг ведется по приведенной выше зависимости. По
величине Gг несложно рассчитать емкость ковша скрепера.
3. Выбор толкача. При правильном
агрегатировании самоходного колесного скрепера с
гусеничным толкачом будет достигнуто условие, при котором
на заключительной стадии наполнения ковша полностью
используются тяговые качества и тягача, и толкача.
Максимальное допустимое значение силы тяги для
указанных машин ограничивается значениями коэффициентов
буксования их движителей. При работе на грунтах, когда
38
максимальные тяговые нагрузки являются кратковременными,
что имеет место при наборе грунта скрепером, максимальное
допустимое буксование составляет для колесного движителя
δ'
= 30%, для гусеничного движителя δ'
дmax
= 10%.
дmax
Уравнение тягового баланса самоходного скрепера,
работающего с гусеничным толкачом при правильном
агрегатировании, будет
Т'
—сила тяги тягача, соответствующая δ'
дmax
Т''
— сила тяги толкача, соответствующая δ''
дmax
дmax
= 30%:
= 10%;
дmax
(3.2)
ΣW — сумма сопротивлении, возникающих при наборе грунта
в ковш скрепера на заключительной стадии напол нения.
Силы тягача
(3.3)
(3.4)
где φ' и φ" — коэффициенты сцепления соответственно
колесного и гусеничного движителей;
R' и R" — нормальные реакции грунта, соответственно на
колесный движитель в заключительной стадии
наполнения ковша скрепера и на гусеничный
движитель толкача;
Т'
и Т''φ — максимальная сила тяги, определяемая
φ
условиями
сцепления движителей с грунтом, соответственно
колесного тягача и гусеничного толкача.
Определяем максимальную силу тяги толкача на рабочей
передаче:
По величине Т''
выбираем толкач.
дmax
39
(3.5)
Рис. 3.1. Определение минимальной скорости движения тягача при
совместной работе с толкачом
4. Определение минимальной расчетной рабочей
скорости движения тягача. Условия правильного
агрегатирования будут обеспечены в том случае, если тягач и
толкач будут иметь одинаковые действительные скорости
движения при работе на режимах Т'
дmax
и Т''
или, иными
дmax
словами, необходимо, чтобы действительные скорости
движения тягача v'д при буксовании, равном 30%, и толкача
v''
при буксовании 10% были одинаковыми.
д
Рассмотрим графо-аналитический способ определения
минимальной теоретической скорости движения тягача и
передаточного числа этой рабочей передачи (рис. 3.1 ).
а) Строим тяговую характеристику толкача на
рабочей передаче (рис. 129, б).
б) По шкале δ" откладываем наибольшее
допустимое буксование гусеничного толкача δ"
= 10% и
дmax
проводим горизонталь до пересечения с кривой δ" тяговой
характеристики.
Опустив перпендикуляр из точки 1 на ось абсцисс,
находим максимально допустимую силу тяги толкача Т''
дmax
-
Кроме того, проводя горизонталь через точку 2 до пересечения
с осью ординат, определяем действительную скорость
40
Соседние файлы в предмете [НЕСОРТИРОВАННОЕ]