Курсовая работа: Расчет автогрейдеров

,

где левая часть уравнения представляет собой свободное тяговое усилие, которое реализуется непосредственно для копания. При разработке автогрейдером выемки площадью поперечного сечения S_K (м² ) необходимое число проходов

где — коэффициент, учитывающий неравномерность сечения стружки при отдельных проходах; = 1,30 ... 1,35; S_c — по уравнению (5).

При транспортном режиме общее тяговое сопротивление (кН)

где F ₉ — сопротивление воздуха, кН; F₈ — по формуле (10), кН.

Сопротивление воздуха (кН)

где k ₀ — коэффициент обтекаемости;

k ₀ =0,6...0,7 Н-с² /м⁴ ; — лобовая площадь, м² ;

; v_T — установившаяся транспортная скорость, км/ч.

Мощность двигателя.

На первой рабочей скорости при режиме максимальной тяговой мощности с учетом коэффициента буксования 6 = 20% двигатель должен работать на режиме максимальной мощности (кВт)

,(11)

где G _a — в кН; v_p — в м/ч; — общий КПД трансмиссии, k_{B Ы X} — коэффициент выходной мощности двигателя; k_{B Ы X} =0,9; k_o — коэффициент, учитывающий отбор мощности на привод вспомогательных механизмов (подъем отвала и др.);. k_o =0,75 . .. 0,90.

Мощность (кВт) при передвижении на максимальной транспортной скорости v _{т max}

,(12)

гдеG _a и F ₉ — в кН; —в м/ч.

По наибольшему значению N [формулы (11) и (12)] с коэффициентом запаса = 1,2 ... 1,4 подбирают двигатель.

Рис. 2.4.3.1. Схема к расчету автогрейдера в рабочем режиме (а) и его отвала (б)

Внешние силы и реакции, действующие на автогрейдер. Рассмотрим внешние силы и реакции на примере наиболее распространенного автогрейдера с колесной схемой 123 при копании грунта (рис. 1,а). На автогрейдер действуют активные силы: G_a — вес автогрейдера (кН), силы тяги на ведущих колесах Рк₂ и Рк₃ . Реактивные силы — суммарные нормальные составляющие реакции на передние R ₁ и задние R '₂ и R ' z колеса, суммарные касательные составляющие на те же колеса foR ₁ , foR ’₂ и foR ' _Z (сопротивления движению колес), составляющие реакции, действующие на отвал, R_x , R_y и R_z , боковые горизонтальные реакции F '₁ F'₂ , F'₃ и F ₁ .

При рассмотрении этой системы сил сделаны следующие допущения: пренебрегли смещением реакций R ₁ R '₂ и R '₃ вследствие деформации шин, то есть , так как они малы по сравнению с длиной базы L ’ _a ; реакции f ₀ R ₁ , f_Q R ₂ , f ₀ R '₃ , F ₁ , F '₂ и F ' _Z , силы и расположены в одной плоскости на уровне опорной линии колес; составляющие реакций грунта R_x , R_y , R_z приложены к переднему концу отвала параллельно соответствующим осям координат; на режиме максимальной тяговой мощности ; вертикальные составляющие реакций на правые и левые колеса соответствующих осей равны между собой; 2 R ₂ '+ 2 R ₃ ' = R ₂ , которая приложена на оси подвески заднего балансира по оси автогрейдера, соответственно 2 f_o R ’₂ +2 f_o R ’₃ = f_o R ₂ ; общая сила тяги на ведущих колесах и приложена по оси автогрейдера; боковые реакции на задние оси F ₂ '=₃ ' и F ₂ '+ F ’₃ = F ’₁

Рассматривая отвал как косой клин, можно найти соотношения между составляющими реакции грунта, действующими на отвал

где x ₁ и х₂ определяются по теории косого клина; в среднем x ₁ =0,15...0,20; х₂ =0,3...0,4.

Считая, что автогрейдер находится в равновесии под действием системы сил и реакций, показанной на рисунке 2.4.3.1, а, можно найти силы и реакции из шести уравнений равновесия относительно пространственной системы координат xyz . Начало координат в точкеО