5. Расчет транспортной операции

Рассмотрим типовую задачу переброски массивных и крупногабаритных грузов по шоссейным дорогам.

Определить необходимые тяговые средства, если известны масса груза, масса прицепа, а также состояние и профиль трассы переброски.

Минимально необходимая сила тяги по мощности двигателя

F_д= .

где F_д – сила тяги на ведущих колесах или гусеницах тягача, кгс; N - мощность двигателя, л. с.; v – скорость движения, км/ч; - к. п. д. машины (для автомашины =0,85; для трактора =0,80).

Использование этой мощности будет не эффективным, если не будет обеспечено надлежащее сцепление ведущих колес или гусениц с поверхностью трассы. Отсюда важно знать второе условие пригодности тягача к транспортировке груза - силу тяги по сцеплению с поверхностью трассы F_с

F_с=Р_сφ,

где Р_с - сцепной вес (сила тяжести ) тягача, кгс; φ – коэффициент сцепления колес или гусениц с поверхностью (табл.3 и 4).

Таблица 3

Коэффициент сцепления шин автомобиля с покрытием дороги

Покрытие дороги	Коэффициент сцепления φ
	для сухой дороги	для мокрой дороги
Бетон	0,85	0,60
Асфальт	0,75	0,60
Щебень или гравий	0,65	0,40
Булыжник	0,40	0,30
Земляное полотно	0,55	0,35
Супесчаный укатанный грунт	0,75	0,65
Глинистый грунт	0,55	0,35
Снег: укатанный обледенелый	0,30 0,15	0,10 0,07

Таблица 4

Коэффициент сцепления гусениц тракторов с покрытием дороги

Покрытие дороги	Коэффициент сцепления φ
Сухая грунтовая дорога: глинистая песчаная чернозем	0,85 0,90 0,87
Болота	0,70
Луг: скошенный нескошенный	1,05 0,60
Слежавшаяся пахота	0,70
Песок: влажный сухой	0,50 0,40
Укатанная снежная дорога	0,65

Для автомобиля с одной парой ведущих колес Р_с=(0,6 – 0,7)Q; для автомобиля со всеми ведущими колесами и для тракторов Р_с=Q.

Для проекта из двух расчетов выбирают меньшее значение силы тяги.

Теперь необходимо рассчитать силу сопротивления движению всего поезда – прицепа с грузом, тягачей (один или несколько).

Полное сопротивление движению W (в кгс) будет:

W=Qω_т + G_rω_r ± (Q + G)ω_y,

где Q – масса тягача, т; ω_т – основное удельное сопротивление движению тягачей, кгс/т (табл.5); G_r – масса груза с прицепом, т; ω_r – основное удельное сопротивление движению прицепа, кгс/т (табл.6); ω_y - дополнительное сопротивление от максимального подъёма на трассе, кгс/т,

ω_y = 1000i;

i – уклон в сотых долях длины пути.

Так, при уклоне 5% сопротивление будет

ω_y = 1000∙0,05 = 50 кгс/т.

Это сопротивление берется с плюсом при подъёмах и с минусом при уклонах.

Сила тяги F должна быть больше сопротивления движению F >W. При необходимости число тягачей в поезде может быть увеличено. Так, в зависимости от состояния трассы число тракторов при переброске вышечного блока буровой установки варьируется от 3 до 6 тракторов.

Таблица 5

Основное удельное сопротивление движению автомашин и тракторов

Покрытие дороги	Удельное сопротивление, кгс/т
	автомашин	гусеничных тракторов
Дорога бетонная или асфальтобетонная	10-20	40-50
Дорога снежная укатанная	20-30	40-50
Булыжная мостовая	30-40	50-70
Дорога грунтовая: сухая ровная грязная неровная	40-50 70-100	50-100 100-150
Рыхлый грунт, сыпучие пески, снег	150-200	150-200
Заболоченная местность	-	250-300

Пример3. Рассчитать мощность тяговых средств для транспорта, крупноблочной промысловой насосной станции. Масса станции 49 т. Для переброски выбираем по ПРИЛОЖЕНИЮ 1 трейлер 4ПТ-60 с собственной массой 14,5 т. Трасса переброски – асфальтовое, а затем гравийное шоссе в удовлетворительном состоянии. На трассе имеются подъёмы

i_max = 15%; ω_y = 1000∙0,15 = 150 кгс/т.

Средняя заданная скорость движения 20 км/ч.

Для предварительного расчета выбираем буксирный тягач ЯАЗ-210Г с двигателем мощностью 210 л. с., массой 10 т.(ПРИЛОЖЕНИЕ 2)

Определим полное сопротивление движению поезда на ровном участке

W = 10∙20 + (49 + 14,5)30 = 2105 кгс;

F_д = 0,85 = 2410 кгс;

F_с = 10000∙0,7∙0,65 = 4550 кгс.

Следовательно, для ровных участков дороги одного тягача ЯАЗ-210Г достаточно для транспорта груза.

На подъёме скорость поезда необходимо сократить до 5 км/ч (скорость пешехода) и добавить в поезд второй тягач ЯАЗ-210Г, погрузив в кузов каждого тягача по 7 т дополнительного груза для увеличения сцепного веса:

W₂ = 2∙17∙20 + (49 + 14,5)30 + (49 + 14,5 + 34)150 = 17210 кгс;

F_2д = 2 0,85 = 19240 кгс;

F_2с = 2∙17000∙0,8∙0,65 = 17680 кгс.

Следовательно, F_2д > W₂ и перемещение груза на подъёме возможно.

Примечание: в связи с концентрацией нагрузки тягачей можно принять, что 80% их сцепного веса приходится на ведущие колеса.

Таблица 6