В процессе копания грунта ЗТМ

Примечание:  - угол резания; ₁, ₂ - коэффициенты трения пар: грунт-сталь, грунт-грунт;  - плотность грунта в массиве;  - коэффициент пропорциональности (  0,37);  - угол поворота отвала в горизонтальной плоскости; Н_ср  0,5 ВК_н - средняя высота грунта в ковше скрепера.

Уравнение тягового баланса позволяет выбрать возможные скоростные режимы копания V по имеющимся тягово-скоростным характеристикам привода хода или перемещения рабочего органа.

Из нескольких возможных скоростных режимов в соответствии с тем или иным критерием может быть выбран один. Часто в качестве такого критерия используют критерий полного использования мощности привода, в соответствии с ним задают форму продольного профиля стружки С(Х), называемую рациональной. Она характеризуется максимальным заглублением рабочего органа в грунт на начальном этапе копания с постепенным выглублением в процессе набора грунта.

Более подробно рассмотрим вопросы тяговых расчетов и производительности ЗТМ.

Рабочие процессы ЗТМ реализуются путем создания на их тяговых органах - приводных движителях - активного усилия, способного преодолевать суммарные сопротивления на различных этапах рабочего цикла.

Физическая модель ЗТМ, к которой приложена система движущих сил (со стороны привода машины) и сил сопротивления движению (со стороны грунта, являющегося средой обработки и поверхностью передвижения), служит основой для получения уравнения тягового баланса. Последнее составляется в виде уравнения равновесия по оси перемещения ЗТМ, активных и реактивных сил, и дает возможность при известных характеристиках привода ЗТМ (N_ДВ; ω_ДВ; η; i) и характеристиках копания грунта и передвижения машины (f; φ; δ) выбрать скоростные режимы движения V_j на различных этапах рабочего цикла:

Величину движущей силы Р принимают равной касательной силе тяги (т.н. силе тяги по двигателю), реально реализуемой в конкретных грунтовых условиях, с учетом ограничения, по условию сцепления движителя ЗТМ с грунтом:

P = min(P_К; P_СЦ),

P_СЦ = G_СЦ·φ,

где G_СЦ – сцепной вес ЗТМ;

ΣW_i – сумма составляющих сопротивлений копанию грунта;

φ – коэффициент сцепления движителя с грунтом; i – уклон или подъем трассы передвижения с углом α, i=tg α;

f – коэффициент сопротивления передвижению ЗТМ (приведенный);

η_Т = η_ТРj · η_Д – тяговый КПД цепи привода: трансмиссии на j-й передаче и движителя;

V_j – скорость движения машины на j-й передаче;

N_дв, _дв – номинальные значения мощности и частоты вращения вала двигателя.

Величина сцепного веса машины – это нормальная (по направлению) реакция со стороны грунта, действующая на активные движители машины: гусеницы или ведущие пневмоколеса. Для бульдозеров и автогрейдеров, имеющих навесное рабочее оборудование, она составляет:

GСЦ = (mТ + mРО) · g · ξ,

(6.17)

Для скреперов, имеющих прицепное оборудование – без опирания его на тягач, а также самоходное, включая полуприцепное, с частичным опиранием на тягач, соответственно:

G_СЦ =  (m_РО + m_ГР) · g,

GСЦ = (mТ + ξ · (mРО + mГР)) · g,

(6.18)

где m – массовые характеристики тягача, бульдозерного и скреперного рабочего оборудования, грунта, набранного в ковш;

ξ – коэффициент использования сцепного веса ЗТМ.

Значение ξ определяется в зависимости от исполнения ЗТМ:

- для гусеничных и колесных с формулой 4×4 тракторов и тягачей ξ = 1,0;

- для колесных тракторов и тягачей с колесной формулой 4×2 ξ = 0,75;

- для специализированных самоходных шасси автогрейдеров, в зависимости от их колесной формулы ξ = 0,7 – 0,75 (кол.у 1×2×3)

- для скреперов:

Особенностью тягового расчета полуприцепных и самоходных скреперов является увеличение в процессе копания их сцепного веса G_сц за счет силы тяжести набранного в ковш грунта и, как следствие, силы тяги по сцеплению. Это позволяет, в случае запаса силы тяги по двигателю, увеличить во время копания реально реализуемое приводом тяговое усилие.

Движение ЗТМ сопровождается эффектом буксования, в результате чего скорость их реального передвижения V меньше теоретической V_Т = r · ω_К, где r – радиус ведущего колеса или ведущей звездочки движителя; – угловая частота вращения колеса (звездочки), соответствующая j-й передаче трансмиссии, с передаточным числом i _трj.

Величина коэффициента буксования определяют по формуле:

 

 

Учет эффекта буксования особо важен в режиме копания грунта, где значение δ доходит до 20-30% для колесных тягачей при номинальном значении δ = 20% и до 15% - для гусеничных тягачей, при номинальном значении δ = 7%.

Скорость передвижения ЗТМ рассчитывают по формулам:

или

При заданном значении коэффициента сцепления φ, соответствующего реальным условиям движения конкретной ЗТМ, в соответствии с (6.16) определяют тягово-скоростные характеристики ЗТМ в виде зависимости Т(V) или Р(V).Качественный вид тягово-скоростных характеристик ЗТМ определяется видом используемых в них трансмиссий.

Основные задачи, решаемые системы автоматизации ЗМ отражены в таблице 6.2

Таблица 1.

Дата добавления: 2015-07-14