Порядок выполнения работы. Для проведения лабораторной работы необходим одноковшовый фронтальный погрузчик

Для проведения лабораторной работы необходим одноковшовый фронтальный погрузчик, рулетка, манометр.

Режущая кромка ковша устанавливается под непреодолимое препятствие, после чего включаются гидроцилиндры поворота ковша. По манометру замеряется давление в поршневых полостях гидроцилиндра. В случае вывешивания погрузчика давление замеряется после отрыва задней оси от опорной поверхности.

После этого замеряются необходимые плечи, ширина режущей кромки ковша и диаметр гидроцилиндров.

Выглубляющее усилие подсчитывается по формуле (7.9). При использовании формулы (7.12) в нее подставляется давление, измеренное при помощи манометра. В случае срабатывания предохранительного клапана можно использовать для расчетов давление его настройки.

Величину номинального тягового усилия принимают по технической характеристике машины.

При выполнении экспериментальной части работы запрещается находиться перед ковшом погрузчика.

Замерять необходимые геометрические параметры и плечи сил следует после выключения двигателя погрузчика. Рабочее оборудование машины должно при этом устанавливаться на грунт, а сам погрузчик должен быть заторможен.

В отчете приводится схема погрузчика, а также результаты замеров и расчетов. Анализируются результаты и делаются выводы.

Контрольные вопросы

1. Для чего предназначены гидроцилиндры рабочего оборудования погрузчика?

2. Чем ограничивается выглубляющее усилие у погрузчика, стрела которого оснащена опорными лыжами?

3. Чем ограничивается выглубляющее усилие у погрузчика, стрела которого не оснащена опорными лыжами?

4. Что понимается под удельным напорным усилием?

5. Что понимается под удельным выглубляющим усилием?

6. Когда гидроцилиндры поворота ковша будут развивать максимальное усилие?

7. Что понимается под мгновенным передаточным отношением рычажной системы?

8. Для чего крепят опорные лыжи на стреле погрузчика?

9. Какие свойства погрузчика определяются удельными напорными и выглубляющими усилиями?

10. От каких параметров погрузчика зависят рекомендуемые значения удельных напорных и выглубляющих усилий?

Лабораторная работа№8

ТЯГОВО-МОЩНОСТНОЙ РАСЧЕТ

МАШИН ДЛЯ ЗЕМЛЯНЫХ РАБОТ

Цель работы: изучить методику тягово-мощностного расчета машин для земляных работ.

Содержание работы

В рабочем и транспортном режимах на машину действуют силы, как препятствующие, так и способствующие ее движению. Основной задачей тяговых расчетов является определение силы тяги, необходимой для преодоления рабочих и транспортных сопротивлений. Тяговые расчеты являются наиболее важными для землеройно-транспортных машин. Мощностные расчеты обеспечивают выбор двигателя по мощности.

Тяговый расчет машин для земляных работ

В общем случае в рабочем режиме на машину действуют следующие касательные к направлению движения силы сопротивления:

P_PO – касательная составляющая, действующая на рабочий орган (рабочее сопротивление);

Р_f – сила сопротивления перекатыванию машины;

Р_i – сила сопротивления, действующая при преодолении подъемов;

Р_j – сила инерции машины;

Р_ω – сила сопротивления воздуха.

Тогда суммарная сила сопротивления движению машины в рабочем режиме будет равна:

(8.1)

Поскольку три последние в уравнении (8.1) силы могут действовать в противоположных направлениях, они взяты с разными знаками. Естественно, что при определении максимальной силы сопротивления движению их следует принимать со знаком «плюс».

Рабочее сопротивление зависит от типа рабочего органа и вида выполняемых работ и рассчитывается для каждой машины отдельно.

Величину силы сопротивления перекатыванию и силы сопротивления, действующей при преодолении подъемов, можно найти из схемы, приведенной на рисунке 8.1.

Рис. 8.1. Схема для расчета силы сопротивления перекатыванию и силы

сопротивления, действующей при преодолении подъемов

(8.2)

где: G – вес машины;

f – коэффициент сопротивления перекатыванию;

α – угол наклона поверхности движения.

Для углов наклона дороги, не превышающих 5…7º, можно использовать упрощенные формулы:

, (8.3)

где: i – уклон дороги.

Это вытекает из того, что для малых углов:

Сила инерции определяется по формуле:

(8.4)

где: М – масса машины;

а – ускорение (замедление) движения машины.

Обычно ускорение находится по следующей формуле:

, (8.5)

где: v_раб – рабочая скорость машины;

t – время разгона до рабочей скорости, обычно t= 2…3 с.

Сопротивления воздуха равно:

, (8.6)

где: F – наветреная площадь машины;

k – удельное сопротивление воздуха, зависящее от относительной скорости воздуха к машине.

Для большинства машин силами инерции и сопротивления воздуха пренебрегают, а силу сопротивления перекатыванию и силу сопротивления, действующую при преодолении подъемов, объединяют, тогда:

(8.7)

В транспортном режиме отсутствует рабочее сопротивление, и тогда:

(8.8)

Движение машины возможно лишь в том случае, когда движитель может развить силу, равную суммарной силе сопротивления. Сила, развиваемая гусеничным или колесным движителем машины, зависит от двух факторов – мощности двигателя и условий сцепления движителя с грунтом.

Максимальная окружная сила на колесе или ведущей звездочке гусеницы (сила тяги по двигателю) определяется так:

(8.9)

где: N_ном – номинальная мощность двигателя;

ω_ном – номинальная угловая скорость двигателя;

i – передаточное отношение трансмиссии на выбранной передаче;

η – КПД трансмиссии на данной передаче;

r – силовой радиус колеса или радиус делительной окружности звездочки.

Однако сила тяги по двигателю не всегда может быть реализована из-за возможного буксования машины. Максимальная сила тяги, которую может реализовать движитель из условий его сцепления с грунтом (сила тяги по сцеплению), равна:

, (8.10)

где: G_сц – сцепной вес, под которым понимается вес машины, приходящийся на ведущие колеса;

φ – коэффициент сцепления.

Значения коэффициентов f и φ приведены в таблице 8.1.

Таблица 8.1. Значения коэффициентов сопротивления перекатыванию f и сцепления φ для гусеничных и колесных движителей

Опорная поверхность	Пневмоколесный движитель	Гусеничный движитель
Шины высокого давления	Шины низкого давления	f	φ
f	φ	f	φ
Цементобетон	0,015-0,02	0,7-0,8	0,02	0,8-0,9	0,06	0,5-0,6
Сухой асфальтобетон	0,015-0,02	0,7-0,8	0,02	0,8-0,9	-	-
Грунтовая дорога: 1) сухая   2) влажная	0,02-0,06 0,15-0,25	0,6-0,7   0,2-0,3	0,025-0,035 0,1-0,2	0,7-0,8 0,3-0,4	0,06-0,07 0,12-0,15	0,8-1,0 0,5-0,6
Грунт: 1) рыхлый свежеотсыпанный 2) уплотненный	0,20-0,30 0,1-0,2	0,3-0,4   0,4-0,6	0,1-0,2   0,10-0,15	0,4-0,6 0,5-0,7	0,07-0,10 0,08	0,6-0,7 0,8-1,0
Песок: 1) влажный   2) сухой	0,1-0,3   0,3-0,5	0,3-0,4   0,25-0,3	0,06-0,15 0,2-0,3	0,4-0,5 0,3-0,4	0,05-0,1 0,15-0,2	0,6-0,7 0,4-0,5

Таким образом, движение машины возможно при выполнении следующих условий:

(8.11)

Если не будет выполняться первое условие, двигатель машины заглохнет, если второе – машина будет буксовать.

Расчет мощности двигателя машин для земляных работ

Поскольку в рабочем режиме на землеройную машину действуют большие по величине рабочие сопротивления, а в транспортном машина должна перемещаться с высокой скоростью, обычно мощность двигателя рассчитывается для этих двух режимов работы.

В рабочем режиме потребная мощность будет равна:

(8.12)

При определении потребной мощности двигателя в транспортном режиме в формулу подставляются соответствующие значения суммарной силы сопротивления и максимальной скорости движения машины для этого режима работы.

(8.13)

По максимальной величине потребной мощности, рассчитанной по формулам (8.12) и (8.13), осуществляется выбор двигателя.

Дата добавления: 2015-09-03