Мелиоративные машины (стр. 7 )

Отсюда

Ro = Gр. о L5 /(l6 + f0h1) = 160 × 2,9/(5,0 + 0,1 × 2,2) = 88,9 кН. (3.57)

Для транспортного передвижения приняли f0 = 0,1. Тогда

Fo = 0,1× 88,9 = 8,9 кН; FX = Fo = 8,9 кН.

FY = Gр. о – Ro = 160 – 88,9 = 71,1 кН.

Rо

Fо

Рис. 3.10. Схема к определению реакций в присоединительном устройстве

при тяговом расчете для транспортного положения.

Переходим к рассмотрению базовой машины. Действующие на нее силы показаны на рис. 3.11.

Для этого случая

Rг = Gт + FY = 90 + 71,1 = 161,1 кН; (3.58)

Fт = Fs + FX = f0 Rг + FX = 0,1× 161,1 + 8,9 = 25 кН. (3.59)

Рис. 3.11. Схема сил, действующих на машину при транспортном

передвижении по горизонтальному участку пути.

возможную максимальную транспортную скорость передвижения на горизонтальном участке пути определим по формуле

vmax = (Pдв – Pдопдв) ηтр ηх / Fт =

= (184 – 10) 0,9 × 0,95/25 = 5,95 м/с = 21,4 км/ч. (3.60)

Pдопдв = (0,05…0,07) Pдв = (0,05…0,07)184 = 9,2…12,9 кВт. Принимаем равной 10 кВт.

Полученное значение транспортной скорости говорит о том, что с данным оборудованием принятый трактор не может перемещаться на высшей передаче и требует ограничения скорости до 21,4 км/ч.

определим максимальный угол подъема a, который может преодолеть проектируемая машина на первой транспортной передаче vт при принятых дорожных условиях, т. е. при известных fo и jсц. Для расчета используем рис. 3.12.

Из условия S Мo = 0 получаем уравнение

Ro l6 + Foh1– Gр. о L5 cosα – Gр. о (h2 – h1) sinα = 0, (3.61)

или

Ro l6 + (f0 Ro) h1– Gр. о L5 cosα – Gр. о (h2 – h1) sinα = 0. (3.62)

α

Рис. 3.12. Схема к определению максимального угла подъема.

Отсюда

Ro = Gр. о [L5 cosα + (h2 – h1) sinα] /(l6 + f0h1) =

= 160[2,9cosα + (2,8 – 2,2) sinα] /(5,0 + 0,1 × 2,2) =

= 88,9 cosα + 18,4 sinα. (3.63)

Тогда

Fo = 0,1(88,9cosα + 18,4 sinα) = 8,89cosα + 1,84sinα;

FX = Fo + Gр. о sinα = 8,89cosα + 161,84sinα;

FY = Gр. о cosα – Ro = 71,1cosα – 18,4sinα.

Переходим к рассмотрению базовой машины. Действующие на нее силы показаны на рис. 3.9.

Для этого случая

Rг = Gт cosα + FY = 161,1cosα – 18,4sinα. (3.64)

Проектируя силы на ось Х, получим уравнение для выражения Fт

Fт = Fs + Gт sinα + FX = 0,1× (161,1cosα – 18,4sinα) +

+ 90 sinα + 8,89cosα + 161,84sinα = 250sinα + 25cosα. (3.65)

В уравнении (3.65) два неизвестных – Fт и a. Для того чтобы машина преодолела подъем с углом a на скорости vт, двигатель должен иметь мощность Рдв, позволяющую получить на движителе силу тяги Fт, т. е.

Fт = (Pдв – Pдопдв) ηтр ηх ηб /vт =

= (184 – 10) 0,9×0,95×0,87/0,58 = 223,2 кН. (3.66)

По технической характеристике vт = 2,4 км/ч = 0,58 м/с.

Приравняв правые части уравнений (3.65) и (3.66), получим уравнение, решив которое относительно a, определим искомый максимальный угол подъема из условия полной загрузки двигателя

250sinα + 25cosα = 223,2. (3.67)

Приведем уравнение (3.67) к следующему виду:

cosα = – 10 sinα + 8,93;

1 – sin2α = 100sin2α – 178,6sinα + 79,7;

– 101sin2α + 178,6sinα – 78,7 = 0;

sin2α – 1,77 sinα + 0,78 = 0;

α = arcsin (0,885±) = 62,3°.

По мощности двигателя траншеекопатель при транспортном передвижении способен преодолевать углы подъема до 62,3°.

Угол a, найденный из условия развиваемой мощности двигателя, проверим по условиям сцепления (проверка на отсутствие сползания).

Сила тяги по сцеплению определяется для данного случая следующим образом:

Fтсц = Rг jсц = (161,1cosα – 18,4sinα) 0,55 =

= 88,6 cosα – 10,12 sinα. (3.68)

Приравняем левую часть уравнения (3.67) и правую часть уравнения (3.68):

88,6 cosα – 10,12 sinα = 250sinα + 25cosα. (3.69)

Отсюда

63,6 cosα – 260,12sinα = 0; cosα = 4,1 sinα;

1 = 4,1 tgα; tgα = 0,244;

α = arctg = 13,7°.

Получили допустимый преодолеваемый угол по условиям сцепления, равный 13,7°.

3.1.4. Статические расчеты

Определение коэффициентов запаса устойчивости в продольной вертикальной плоскости. При расчете коэффициента запаса устойчивости kу в продольной вертикальной плоскости считаем, что опрокидывание возможно относительно оси Б–Б (рис. 3.13). Относительно оси А–А опасности опрокидывания нет, так как нет сил, создающих опрокидывающий момент относительно этой оси.

При kу > 1,3 машина устойчива.

Для оси Б–Б уравнение по расчету kуб имеет вид

kуб = Мвб/ Мопрб = Gт lg /( Fx h0+ Fyl1) =

= 90×1,4/(71,8×0,3 + 108,4×2,5) = 126/292,5 = 0,43. (3.70)

Рис. 3.13. Схема к статическому расчету

в продольной вертикальной плоскости.

получили значение kу меньше 1,3. Машина неустойчива.

Применим установку спаренных колес. Их масса вместе с дисками составляет 200 кг, что соответствует силе тяжести Gк = 1,82 кН.

Тогда

kуб = (Gт lg + Gк В1) / Мопрб =

= (90×1,4 + 1,82×2,96 )/292,5 = 131,4/292,5 = 0,45.

Полученная величина также недостаточна.

Используем установку противовеса. Примем силу тяжести противовеса Gп = (0,2…0,25) Gт = (0,2…0,25) 90 = 18…22,5 кН. Принимаем Gп = 22 кН.

Расчетная схема представлена на рис. 3.14.

Из условия

Мвб + Gп Lп / Мопрб ≥ 1,3

найдем Lп.

Lп ≥ (1,3 Мопрб – Мвб)/ Gп = (1,3×292,5 – 131,4)/22 = 11,3 м.

Принимаем Lп = 11,3 м.

Расчет проходимости. Спроектировав силы, действующие на базовую машину, на ось Y, получим уравнение для расчета Rг. C учетом установки спаренных колес передних и задних оно имеет вид

Rг = Gт + Fy + Gп + Gк + Gк. з =

= 90 + 108,4 + 22 + 1,82 + 2 = 224,2 кН. (3.71)

Здесь принята сила тяжести двух задних колес Gк. з = 2 кН.

Рис. 3.14. Схема к расчету параметров противовеса.

Определяем координаты центра давления (ц. д.), т. е. точку приложения Rг. Смещение ц. д. по продольной оси обозначается хд, смещение в поперечном направлении – уд. рабочий орган симметричен продольной вертикальной плоскости машины, и отсутствуют силы, накреняющие машину, поэтому уд = 0.

Из условия равновесия машины относительно Б–Б находим хд.

Для схемы, приведенной на рис. 3.15, условие равновесия имеет вид

Gп Lп + Gт lg + Gк В1 – Fx h0 – Fyl1 – Rг (В1/2 – хд) = 0. (3.72)

Отсюда

хд = (Fx h0 + Fyl1 + Rг В1/2 – Gп Lп – Gт lg – Gк В1)/Rг =

= (Мопрб – Мвб + Rг В1/2 – Gп Lп )/ Rг =

= (292,5 – 131,4 + 224,2×2,96/2 – 22×11,3)/224,2 = 1,09 м. (3.73)

После этого определяем среднее давление на грунт рср.

хд

Рис. 3.15. Схема к определению величины смещения