Розрахунок параметрів руху скреперів

Размещено на http://www.allbest.ru/

Харківський національний автомобільно-дорожній університет

Механічний факультет

Кафедра «Будівельних і дорожніх машин»

КУРСОВА РОБОТА

з дисципліни «Проектування трансмісій БДМ»

на тему: «Розрахунок параметрів руху скреперів»

Студента 3 курсу, групи М32

напряму підготовки «Машинобудування»

спеціальності «Підйомно-транспортні, дорожні,

будівельні, меліоративні машини і обладнання»

Силка Д.В.

Харків ? 2015

Зміст

1. Вихідні дані

2. Побудова зовнішньої швидкісної характеристики двигуна

3. Побудова тягової характеристики двигуна

4. Розрахунок динамічного паспорту скреперу

5. Рішення задач за допомогою динамічного паспорту

Література

1. Вихідні дані

Таблиця 1- Дані для проектування трансмісії

Найменування	Позначення	Значення параметрів
1.Об'єм ковшу скреперу.	V, м 3	14
2.Максимальна потужність двигуна.	N, кВт	310
3.Частота оберту колінчатого вала при максимальній потужності двигуна.	n, рад/с	210
4.Повна вага скреперу.	G а, кн.	510
5.Власна вага скреперу.	G о, кн.	300
6.Вага, що припадає на ведучі колеса при повністю завантаженому скрепері.	G ва, кн.
7.Вага, що припадає на ведучі колеса при порожньому скрепері.	G во, кн.
8.Висота скреперу.	H, м	3.4
9.Колія передніх коліс.	В, м	2.5
10.Передатні числа трансмісії на першій, другій і третій передачі.	i ТР1 i ТР2 i ТР3	83 49 27
11.Радіус колеса.	r к , м	0.8
12.Коефіцієнт опору повітря.	k 0 ,нс2/м4	0.8
13.Коефіцієнт опору коченню.	F	0.05
14.Коефіцієнт зчеплення.		0.7
15.Коефіцієнт укліну.	І	0.02

2.Побудова зовнішньої швидкісної характеристики двигуна

Для побудови зовнішньої швидкісної характеристики двигуна необхідно разрахувати значення потужності та крутного моменту на колінчатому валу. Потужність розраховується за допомогою емпіричного рівняння:

, кВт (2.1)

де - максимальна потужність;

a , b , c - емпіричні коефіцієнти.

Для дизельних двигунів приймаємо наступні емпіричні залежності:

a = 0,6 ; b = 1,4 ; c = 1 .

де - поточне значення частоти обертання колінчатого вала, рад/сек;

- частота обертання колінчатого вала при максимальній потужності двигуна, рад/сек.

Значення варто вибираємо в діапазоні від 0,2 до 1,0.

Розраховуємо поточне значення частоти обертання колінчатого вала :

(2.2)

Крутний момент розраховуємо по формулі:

, Н·м (2.3)

Розрахунки параметрів занесені в таблицю 2.

Таблиця 2 - Параметри двигуна

Параметри	Позначення	Значення параметрів
Частота обертання колінчатого вала	ne,	42 84 126 168 210
Потужність	, кВт	52,08 124 200,88 267,84 310
Момент на колінчатому валу	, Н·м	1240 1476 1594 1594 1476

По отриманих значеннях будуємо дві криві зовнішньої швидкісної характеристики двигуна (рисунок 1).

Рисунок 1. Зовнішня характеристика двигуна

3. Побудова тягової характеристики двигуна

Використовуючи зовнішню швидкісну характеристику двигуна, робимо розрахунок тягової характеристики двигуна

Тягову силу визначаємо по формулі:

; (3.1)

де М_е - поточне значення крутного моменту;

r_к - радіус колеса, м;

i_ТР - передатні числа трансмісії;

-КПД трансмісій.

I передача:

II передача:

III передача:

Швидкість машини, м/с, що відповідає обраним по швидкісній характеристиці значенням , визначаємо по формулі:

, м/с; (3.2)

де - значення частоти обертання колінчатого вала, рад/с.

I передача:

II передача:

III передача:

Результати розрахунків занесені в таблицю 3.

Таблиця 3 - Значення тягової сили та швидкості

№ передачі	Частота обертання колінчатого вала
	ne1	ne2	ne3	ne4	ne5
	Розрахункові параметри
	PT	V	PT	V	PT	V	PT	V	PT	V
I	102920	0,40	122523	0,80	132325	1,21	132325	1,61	122523	2,02
II	60760	0,68	72333	1,37	78120	2,05	78120	2,74	72333	3,42
III	33480	1,24	39857	2,48	43045	3,73	43045	4,97	39857	6,22

За отриманими значеннями Р_Т і V будуємо тягову характеристику машини (рисунок 2).

На тягову характеристику наносимо силу опору дороги та повітря.

Силу опору дороги розраховуємо по формулі:

, Н (3.3)

= Н

де - коефіцієнт опору дороги;

= 0,05

-повна вага машини, Н.

Силу опору повітря визначаємо по формулі:

; (3.5)

де k₀=0,7 Нс²/м⁴ - коефіцієнт опору повітря;

F - лобова площа скреперу, м².

V- швидкість скреперу, м/с.

, ,

,

де В - колія скреперу;

Н - висота скреперу.

I передача:

II передача:

III передача:

Сила тяги по зчепленню:

(3.4)

Н

Нанесемо всі криві на графік тягової характеристики.

Рисунок 2 - Графік силового балансу скреперу

4. Розрахунок динамічного паспорту скреперу.

Для того, щоб побудувати динамічний паспорт скреперу, необхідно виконати розрахунок значення динамічної характеристики по формулі:

(4.1)

де - повна масса скреперу;

- сила тяги;

- сила опору повітря.

I передача:

II передача:

III передача:

0Значення тягової сили й швидкості руху приймаються ті ж, що й для побудови тягової характеристики. Результати розрахунку і значення параметрів і зводимо у таблицю 4.

Таблиця 4 - Значення динамічного фактору

i-я пере-дача	Частота обертання колінчатого вала
	ne1	ne2	ne3	ne4	ne5
	Розрахункові параметри
	V	Da	V	Da	V	Da	V	Da	V	Da
1	0,40	0,201	0,80	0,240	1,21	0,259	1,61	0,259	2,02	0,240
2	0,68	0,119	1,37	0,141	2,05	0,153	2,74	0,153	2,42	0,141
3	1,24	0,065	2,48	0,078	3,73	0,084	4,97	0,084	6,22	0,077

За отриманим даними та будуємо динамічну характеристику машини. скрепер двигун швидкісний тяговий

Динамічна характеристика машини, доповнена номограмою навантажень і лініями обмеження по буксуванню, являє собою динамічний паспорт (рисунок 3).

Для побудови номограми навантажень вісь абсцис динамічної характеристики продовжують уліво від початку координат і на ній відкладають відрізок довільної довжини

На цьому відрізку наносять шкалу навантаження машини, виражену в відсотках. Відлік ведеться від ліворуч праворуч. Далі наноситься шкала Do , маштаб якої визначається як відношення власної ваги машини до повної.

Однакові по значенню точки на шкалах Do та Da з'єднаємо прямими лініями.

Нанесення шкали відбувається у такий спосіб. Розраховується масштаб шкали за формулою:

(4.2)

де - масштаб шкали динамічного фактору для машини з повною вагою, наприклад =1см, що відповідає динамічному фактору , що дорівнює 0,1.

На номограму навантажень наносять лінії обмеження тягового зусилля по буксуванню. Для цього визначають динамічний фактор по зчепленню при власній та повній вазі машини за формулами:

(4.3)

де - навантаження на ведучі колеса відповідно при власній та повній вазі скрепера.

Динамічний паспорт приведений на рисунку 3.

Рисунок 3 - Динамічний паспорт автомобіля

5. Рішення задач за допомогою динамічного паспорту

1) Визначити найбільш можливу швидкість руху машини за заданими дрожніми умовами.

Задаємся значенням ш = 0,2 та навантаженням Н=50%. Проводимо вертикаль із значення 50 % на шкалі навантажень до перетину з прямою ш = 0,2. Із отриманої точки проводимо горизонталь до перетину з графіком D_a = f(v), із точки перетину опустимо перпендикуляр до перетину з віссю швидкостей, точка перетину дасть значення швидкості машини, яка матиме значення 3,3 м/с.

2) Визначити найбільш можливий коефіцієнт опору коченню та ухил, які може подолати машина на окремих передачах.

Задаємося 2-ю передачою та навантаженням Н=75%. Із точки, що відповідає відповідає максимуму кривої проводим горизонталь та проводимо вертикаль із значення 75%. Точка перетину цих двох прямих буде відповідати найбільш можливому коефіцієнту опору коченню ш_max = 0,19.

Значення максимального ухилу знаходиться із залежності:

Використовуємо коеффіцієнти опору дороги знайдені в попередній задачі, тоді:

i_max = 0,19-0,04=0,15 - максимальний ухил.

3)Визначити найменш можливий коефіцієнт зчеплення, за якого можливий рух машини за заданих дорожніх умов.

Задаємося 1-ю передачою та навантаженням Н=25%. З крайньої точки кривої проводимо горизонтальну пряму до перетину з вертикальною прямою, проведеною з точки Н=25%.

Методом інтерполяції визначаємо мінімальне значення коефіцієнта зчеплення ц, за якого можливий рух машини: ц= 0,51.

Література

1. Спецавтотехника. Каталог.-М.: Изд. Дом, 2004. - 118 с.

2. Краткий автомобильный справочник НИИАТ. - М.: Транспорт, 1993. - 542 с.

3. Холодов А.М., Ничке В.В., Назаров Л.В. Землеройно-транспортные машины. - Х.: Вища школа, 1982.- 192 с.

4. Сергеев В.П. Автотракторный транспорт. - М.: Высшая школа, 1982. - 304 с.

5. Иванов В.В., Илларионов В.А., Морин М.М. Основы теории автомобиля и трактора. - М.: Высшая школа, 1977. - 265 с.

Размещено на Allbest.ru

...