5. Тяговые расчеты для рабочего передвижения

5.1 Определение суммарного тягового сопротивления

Вычерчивается схема рабочего оборудования (рисунок 5. 1), на которой обозначаются силы, действующие на рабочее оборудование. На первой стадии рабочее оборудование рассматривается отдельно от базовой машины, поэтому в точке крепления оборудования к базовой машине возникают реакции F_x и F_y. Направляются по осям координат в произвольном направлении.

Кроме того, на схеме указывается расстояние от линии действия сил до начала координат и, при необходимости, углы направления действия сил.

Из условия М₀ = 0 получаем уравнение:

(5.1)

где G_p.o-сила тяжести рабочего оборудования определяется по формуле:

G_p.o =m_P.O ∙g ; (5.2)

где m_P.O- масса рабочего оборудования определяется по формуле:

m_P.O=(0,17…0,28)m_Э; (5.3)

где m_Э- масса экскаватора, ее берем из каталога для ЭТЦ – 202Б, которая составляет 10800 кг.

Принимаем m_Э=10800кг=10,8т 3 .

m_P.O=0,2 ∙10,8 = 2,16 т

G_p.o =2,16∙9,81=21,18кН.

ƒ₁ - коэффициент трения грунта о сталь, выбираем по таблице 1 приложения[5]. Принимаем ƒ₁ = 0,5.

Учитывая, что F₀ = R₀ f₁, получаем уравнение для расчёта R₀:

R_o

Рассчитав R₀, находим F₀.

F₀ = 1,4·0,5=0,7 кН. (5.4)

Спроектировав все силы на ось X, получим

; (5.5)

кН

Аналогично находим

(5.6)

Если значения положительны или положительны, то направление их действия выбрано правильно. Далее переходим к рассмотрению базовой машины (рисунок 5.2), где G_T – сила тяжести машины, R_Г – нормальная реакция грунта на движитель, F_s – сила сопротивления передвижению, F_T – необходимая сила тяги равная искомой F_c. В точке соединения рабочего оборудования прилагаются силы F_x и F_y, но направление их должно быть противоположно тому, которое было установлено при рассмотрении рабочего оборудования отдельно от базовой машины.

.

где G_т-сила тяжести экскаватора определяется по формуле:

G_т= m_Э∙ g; (5.7)

G_т= 8,64∙9,81=84,7кН

Рисунок 5.2 ­ Схема к тяговому расчету машин с полунавесным рабочим оборудованием.

R_г =G_t∙cos10^o+F_y

R_г =84,7∙cos10^o+24,33=107,33кН

F_т = F_s +G_Т sin α +F_x; (5.8)

F_s=f_oR_г (5.9)

где f_o – коэффициент удельного сопротивления передвижению гусеничного хода, выбираем по таблице 3 приложение [5]. Принимаем f_o = 0,25.

F_s=0,25∙ 107,33=26,83

F_т = 26,83 +84,7 sin 10 +12,41 = 53,63 кН

Далее определяем мощность на передвижение приведенную к валу двигателя

. (5.8)

где F_c – суммарное тяговое сопротивление; F_c=F_т

v_п – скорость передвижения машины;

_х – к.п.д. механизмов ходовой части базовой машины. Для гусеничных машин

_х = 0.7...0.9; Принимаем _х =0,8;

_б – к.п.д., учитывающий потери мощности при частичном буксовании. При полной нагрузке для гусеничных тракторов принимается

_б = 0.95...0.98; Принимаем _б =0,95;

_тр – к.п.д. трансмиссии привода движителя,_тр = 0.88...0.93.Принимаем _тр =0,88

Мощность на привод дополнительных устройств, приведенную к валу двигателя находим по формуле

_{( 5.9)}

Принимаем = 2,12 кВт;

Мощность, необходимую для осуществления всего рабочего процесса находим по формуле

Р_дв = Р_р.о^дв + Р_п^дв + Р_д^дв . (5.10)

где Р_р.о^дв_. – мощность на привод рабочего органа, приведенная к валу двигателя;

Р_п^дв – мощность на передвижение машины, приведенная к валу двигателя;

Р_Д мощность на привод дополнительных устройств, приведенная к валу двигателя;

Р_дв =41,8+3,08+2,12=47 кВт .

Принимаем экскаватор-дреноукладчик ЭТЦ-202Б, с двигателем Д-240 мощностью 58,8 кВт. Выясним, способна ли выбранная машина обеспечить тяговое усилие по условиям сцепления движителя с грунтом. Используя уравнения :

, (5.11)

(5.12)

где F _сц – сила тяги по сцеплению;

_сц – коэффициент сцепления движителя с грунтом. _сц =0,6 прилож. табл 3[4];

R_Г – нормальная составляющая суммарной реакции грунта на движитель базовой машины;

кН.

Вывод: выбранная базовая машина обеспечивает тяговое усилие по условиям сцепления движителя с грунтом.