Мелиоративные машины (стр. 15 )

где φсц – коэффициент сцепления гусениц с грунтом.

По литературе [6] находим, что φсц = 0,75. Тогда Fсц = 51,7 кН, т. е. условие (3.177) выполняется.

Определим возможную рабочую скорость передвижения:

vр = Рп/Fc, (3.178)

где Рп – мощность, которая может быть реализована на передвижение машины.

Рп = (Рдв –Рдоп)ηтрηг ηб, (3.179)

где Рдв – номинальная мощность двигателя (Рдв = 59 кВт);

Рдоп – мощность, необходимая на привод дополнительных устройств;

ηтр – к. п. д. трансмиссии;

ηг – к. п. д. ходового устройства;

ηб – к. п. д., учитывающий потери мощности при частичном буксовании.

Принимаем по рекомендациям [6] ηтр = 0,9; ηг = 0,85; ηб = 0,95.

Расчет Рдоп выполняем следующим образом:

Рдоп = (0,05…0,07) Рдв = (0,05…0,07) 59 = 2,95…4,13 кВт.

Принимаем Рдоп = 4 кВт.

По формуле (3.179)

Рп = (59 – 4)0,9 × 0,85 × 0,95 = 40,0 кВт.

По формуле (3.178) vр = 40/37,5 = 1,067 м/с = 3,84 км/ч.

Минимальная скорость передвижения трактора ДТ-75 ХС1 на первой передаче составляет 5,45 км/ч [9]. Следовательно, для обеспечения необходимой рабочей скорости необходимо принять в качестве базового трактор ДТ-75РС1, имеющий реверс-редуктор с понижающей ступенью. На второй пониженной передаче он имеет скорость 1,01 м/с (3,64 км/ч).

Скорость первой передачи основного диапазона vр1 = 1,51 м/с (5,45 км/ч); скорость высшей (седьмой) передачи основного диапазона vр7 = 3,19 м/с (11,49 км/ч).

Для последующего проектирования составим компоновочный чертеж в масштабе 1:50 (рис. 3.45).

Рабочий орган изображаем в рабочем положении, положении, соответствующем его максимальному вылету при его переводе в транспортное положение и в транспортном положении. В данном случае транспортное положение практически совпадает с положением, соответствующем максимальному вылету рабочего органа.

По техническим данным трактора, результатам расчетов и компоновки получили: L = 1,612; L0 = 2,365; Lг = 6,60; Lм = 7,0; l = 0,16; l1 = =1,45; l2 = 1,6; l3 = 1,245; H = 2,65; hд = 1,2; h1 = 0,5; h2 = 1,1; h3 = 0,73 м.

66

Тяговые расчеты для транспортного передвижения. Определим максимальную транспортную скорость передвижения vmax при движении по горизонтальному участку пути. Для этого расчетного положения (рис. 3.46)

Rг = Gт + Gр = 68,3 + 7,4 = 75,7 кН;

Fт = Fs = f0Rг = 0,09 × 75,7 = 6,81 кН.

Gр

Gт

Рис. 3.46. Схема к определению максимальной транспортной скорости.

Для транспортного передвижения принимаем f0 = 0,09. Максимальная транспортная скорость

vmax = (Рдв – Рдоп) ηтрηг/ Fт = (59 – 4) × 0,9 × 0,85/ 6,81 =

= 6,18 м/с = 22,2 км/ч.

Скорость трактора по технической характеристике, приведенной в литературном источнике [9], составляет 11,49 км/ч, т. е. трактор с помещенным на него оборудованием не испытывает перегрузки при транспортном передвижении.

Для определения максимального угла подъема α воспользуемся уравнением

(Gт + Gр)(sinα + f0соsα) = (Рдв – Рдоп) ηтр ηг ηδ/vтр.

Подставив численные значения, получим:

(68,3 + 7,4)(sinα + 0,09 соsα) = (59 – 4) 0,9 × 0,85 × 0,95/1,51.

Отсюда имеем:

75,7 sinα + 6,813 соsα = 26,47;

sinα + 0,09 соsα – 0,35 = 0;

;

Gт

Gр

Gр

l1

l3

Рис. 3.45. Компоновочный чертеж машины.

1 – соs2α = 0,0081 соs2α – 0,063 соsα + 0,123,

1,0081 соs2α – 0,0063 соsα – 0,877 = 0,

соs2α – 0,062 соsα – 0,87 = 0,

0,961; – 0,899.

a = arccos 0,961 = 73°.

Таким образом, получили значение a по мощности двигателя равным 73°.

Для определения a по сцеплению воспользуемся формулой [6]:

a = arctg (jсц – f0) = arctg (0,75 – 0,09) = 33,4°.

В результате тягового расчета выяснили, что проектируемая дренажно-кротовая машина может преодолевать подъем 33,4°.

3.3.4. Статические расчеты

Статические расчеты при рабочем положении рабочего органа. Определим коэффициент запаса устойчивости kуБ относительно оси опрокидывания Б–Б (рис. 3.47). Он рассчитывается по формуле

kуБ = Мвб /МопрБ, (3.180)

где Мвб – момент сил, восстанавливающих машину относительно оси Б–Б;

МопрБ – момент сил, опрокидывающих машину относительно оси Б–Б.

Найдем восстанавливающий и опрокидывающий моменты:

Мвб = Gт (l3 – l) + Fг hд /2 + Fв(l2 + l) + Fд hд =

= 68,3(1,245 – 0,16) + 9,9 × 1,2/2 + 5,7×1,6 + 0,7 × 1,2 = 90,0 кНм;

МопрБ = Gр (l1+ l) = 7,4(1,45+0,16) = 11,9 кНм.

Определим коэффициент запаса устойчивости:

kуБ = 90 /11,9 = 7,56.

Для обеспечения устойчивости должно выполняться условие kу ≥ 1,3. Условие выполняется, значит, относительно оси Б–Б опасность опрокидывания отсутствует.

Аналогично рассчитываем коэффициент запаса устойчивости относительно оси А–А:

kуА = МвА /МопрА; (3.181)

МвА = Gт (L + l – l3) + Gр (L + l + l1) = 68,3(1,612 + 0,16 – 1,245) +

+ 7,4(1,612 + 0,16 + 1,45) = 59,8 кНм;

МопрА = Fг hд /2 + Fв(l2 + l + L) + Fд hд = 9,9 × 1,2/2 + 5,7(1,6 + 0,16 + 1,612) + 0,7 × 1,2 = 26,0 кНм;

kуА = 59,8/26 = 2,3.

69

получили kуА больше допустимого, т. е. опасности опрокидывания относительно оси А–А нет.

Определим смещение хд реакции Rг от центра опорной поверхности гусениц.

В этом случае

Rг = 68,3 + 7,4 – 5,7 = 70,0 кН.

Fд

Fв

l1

Gт

l3

Б

L

А

Рис. 3.47. Схема к статическим расчетам для рабочего положения.

Для упрощения расчетов заменим действие внешних сил рассчитанными моментами (рис. 3.48). Тогда из уравнения моментов относительно точки Б получим следующую формулу:

хд = (– Мвб + МопрБ +Rг L/2)/ Rг =

= (– 90, + 11,9 + 70 × 1,612/2)/70 = – 0,31 м. (3.182)

Знак минус означает, что реакция грунта смещена в противоположную сторону на величину 0,31 м.

Найдем среднее давление рср гусениц на грунт

рср = Rг /(2bL) = 70/(2×0,39×1,612) = 55,4 кПа, (3.183)

где b – ширина гусениц, b = 0,39 м по технической характеристике [9].

Такое давление допустимо при выполнении культуртехнических работ.

Определим минимальное и максимальное давление на грунт:

рmin = рср (1 – 6хд/L) = 55,4(1 – 6 × 0,31/1,612) = – 8,3 кПа; (3.184)

рmах = рср (1 + 6хд/L) = 55,4 (1 + 6 × 0,31/1,612) = 119,3 кПа. (3.185)

При работе на осушенных торфяниках должно соблюдаться следующее условие: