Расчет параметров строительной и спасательной техники

 

      3. По данным  таблицы 2.1 построены графики  S_Т=f(υ) и S_Т=f(j_сц) и приведены на рисунке 2.1 

     а                                                              б              
 
 
 
 
 
 
 

     Рисунок 2.1− графики зависимости тормозного пути S_Т АЦ 5,0−40(43114) от:

     а−  скорости движения υ автомобиля; б− коэффициента сцепления колес с дорогой j_сц.

     4. Тормозной путь автомобиля, движущегося  по наклонному участку дороги  можно определить по формуле

                      (2.4)

     где α− уклон дороги, знак «−» ставится, если машина движется под уклон, знак «+», если машина движется на подъем.

     Длина тормозного пути при движении автомобиля по накатанной заснеженной дороге на подъем в 2 и 4 градуса со скоростью 60 км/ч равна

     

     

     Длина тормозного пути при движении автомобиля по накатанной заснеженной дороге под  уклон в 2 и 4 градуса со скоростью 60 км/ч равна

     

     

      По результатам  расчета построен график зависимости  длины тормозного пути от уклона дороги и показан на рисунке 2.2  
 
 
 
 
 
 
 
 

     Рисунок 2.2− Зависимость длины тормозного пути автомобиля  от уклона дороги.

     Таким образом, при движении автомобиля на подъем тормозной путь уменьшается, а при движении под уклон− увеличивается.

     5. Остановочный путь− это расстояние, проходимое автомобилем от момента,  когда водитель заметил препятствие,  до полной остановки автомобиля.

     Остановочный  путь находится по следующей зависимости

                   (2.5) 

     где t_p− время реакции водителя, зависящее от его возраста, квалификации, утомленности,  t_p=1,0с;

     t_пр− время срабатывания тормозного привода от момента нажатия на тормозную педаль до начала действия тормозных механизмов, t_пр=0,4с;

     t_у− время увеличения замедления от нуля до максимального значения, t_у=0,4с.

     

      6. При движении  автомобиля на выбеге движущей  силой будет сила инерции Р_и, а удерживающими, сила сопротивления воздуха Р_в, сила сопротивления уклону Р_у (при движении на подъем) и сила сопротивления качению Р_к (рисунок 2.3)  
 
 
 
 

     Рисунок 2.3− силы, действующие на автомобиль, при движении на выбеге.

     Путь, пройденный автомобилем на выбеге на горизонтальном участке дороги равен

                         (2.6)   

     где  δ_вр− коэффициент учета вращающихся масс, δ_вр≈1,1.

     В результате подстановки значений получаем

     

7.  При  стоянке автомобиля на дороге  с уклоном, удерживающей силой 

будет сопротивление качению Р_к, а движущей силой сопротивление уклону Р_у. в случае если удерживающая сила будет меньше движущей силы, а тормоза будут выключены, автомобиль начнет движение. Уклон дороги, при котором автомобиль может начать движение, определяется по формуле

 (2.7)

     3 ОПРЕДЕЛЕНИЕ СОПРОТИВЛЕНИЯ КОПАНИЮ ГРУНТА БУЛЬДОЗЕРОМ

     Задание:

     1. Произвести расчет сопротивления  копанию грунта бульдозером.

     2. Составить уравнение силового  баланса машины.

     3. Определить производительность  бульдозера.

     Исходные  данные:

     Марка машины− ДЗ−54С;

     Базовый трактор− Т−100МГП;

     Масса, М=13780кг;

     Длина отвала, В=3,2м;

     Высота  отвала, Н=1,2м;

     Мощность  двигателя, = 80 кВт;

     Грунт−  глина;

     Дальность транспортировки, L_тр= 70м.

    Расчет:

1. Определяем сцепной вес по формуле

 (3.1)

     где М_сц− сцепная масса гусеничного бульдозера, М_сц=М= 13780 кг.

     В результате получаем

     

     Сила  тяги из условия сцепления движителя  с грунтом равна

                                                                          

                                              (3.2)

     где  j_сц− коэффициент сцепления гусеничного движителя с грунтом,

j_сц= 0,7.

     Получаем

     

     Объем призмы волочения зависит от геометрических размеров отвала, свойств грунта и  определяется по формуле

                                                                                 

                                                                          (3.3)

     где Н− высота отвала с учетом козырька, Н=1,2м;

     В−  длина отвала, В=3,2м;

     К_пр− коэффициент, определяемыq по таблице 3.3 [1] и зависящий от характера грунта и от отношения Н/В=1,2/3,2=0,375, К_пр=0,875.

     Следовательно получаем

     

     Глубину резания грунта при перемещении  грунта отвалом с целью восполнения  потерь грунта из призмы волочения  в боковые валики можно определить по формуле

 (3.4) 

     где К_п− коэффициент потери грунта, К_п=0,03.

     Тогда

     

     Площадь поперечного сечения вырезаемой отвалом стружки определяется по следующей формуле

 (3.5)

     Сопротивление резанию определяется по зависимости

                                                                                   

                                                                         (3.6)

     где К− удельное сопротивление резанию, К=150000 Н/м², согласно таблице 3.2 [1].

     В результате получаем

     

     Сопротивление перемещению призмы грунта перед  отвалом можно определить по формуле 

      (3.7) 

     где γ_гр− объемный вес грунта, γ_гр= 20000 Н/м³, согласно таблице 3.2 [1];

     μ₂− коэффициент трения грунта по грунту, μ₂= 0,75;

     К_р− коэффициент разрыхления грунта, К_р= 1,3.

     При подстановке значений получаем

     

     Вес призмы грунта перед отвалом определяется по формуле

                                                                              

                                                          (3.8)

     Сопротивление перемещению грунта вверх по отвалу определяется как

                                                                   

                                                     (3.9)

     где δ− угол резания грунта, δ=50⁰;

     μ₁− коэффициент трения глины по металлу, μ₁=0,5 согласно таблице 3.2 [1].

     Таким образом 

     Горизонтальную  составляющую результирующей силы сопротивления  копанию можно определить по формуле

                                     (3.10)

     Определяем  сопротивление, возникающее от трения ножа бульдозера о грунт по формуле

                                                                     

                                                (3.11)

     где  υ− угол наклона результирующей сил  сопротивления на отвале, υ≈17⁰.

     Соответственно  получаем

     

     Далее определяем сопротивление перемещению бульдозера по формуле

                                                      (3.12)

     где f− коэффициент сопротивления перемещению движителей (гусениц) трактора, f= 0,11.

     В результате получаем

     

     При лобовом резании и транспортировании  грунта отвалом бульдозера по горизонтальной поверхности (рисунок 3.1) возникает сумма сопротивлений (сопротивление копанию)

                  (3.13)

         
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 

     Рисунок 3.1− Схема к определению сопротивления  копанию глины бульдозером ДЗ−54С.

     2. Мощность двигателя и передаточные  числа трансмиссии бульдозера  подбираются из того условия,  чтобы при встрече с непреодолимым  препятствием началось буксование  движителей, а силовая установка  продолжала бы работать (двигатель  не глохнет).

     Для нормальной работы бульдозера необходимо соблюдение следующего условия

                                                  (3.14)

     где Т_дв− тяговое усилие, развиваемое двигателем машины и передаваемое на ее движитель;