Определение толкающего усилия на прицепном

УСТРОЙСТВЕ СКРЕПЕРА

Цель работы:Определить толкающее усилие на прицепном устройстве скрепера.

Общее устройство прицепного скрепера и исходные данные для расчета

На рисунке 5.1 представлена общая конструктивная схема прицепного скрепера. Ковш скрепера перемещается тягачом 1. Соединение с тягачом осуществляется при помощи прицепного устройства 2. Передний мост скрепера соединяется с ковшом 4 при помощи сидельно-сцепного устройства и хобота 3.

1 – тягач; 2 – прицепное устройство тягача; 3 – хобот; 4 – ковш скрепера

Рисунок 5.1 – Общее устройство прицепного скрепера

Необходимо найти толкающее усилие P_пр на прицепном устройстве скрепера, трогающегося с места, используя четыре метода динамики.

Исходными данными для выполнения расчета являются следующие величины:

m – масса прицепа, кг; t – время разгона,с; v – конечнаяскорость прицепа, м/c;
v₀ – начальнаяскорость прицепа (v₀ = 0 м/c); P_c – сопротивление движению прицепа, Н.

Исходные данные представлены в таблице 5.1.

Порядок выполнения работы

Определить толкающее усилие на прицепном устройстве скрепера с помощью четырех методов и выявить сходимость результатов расчета.

Первый метод. Представляем прицеп как одномассовую систему, на которую действует толкающая сила P_пр. Движение такой системы описывается уравнением

, (5.1)

где – ускорение системы (второе приращение перемещения), м/с².

Таблица 5.1 – Варианты исходных данных

Вар. №	m	t	v	Pc
		6,5
			9,5
			7,5
		6,4	8,33
		6,5
		6,7
		7,2
		7,5
		8,4
		8,8
		9,3
		9,9

Интегрируя это уравнение по времени, находим скорость движения (первое приращение перемещения).

Так как второе приращение перемещения (ускорение ) составит

,

тогда

.

Постоянную интегрирования С находим из начальных условий: при , ; тогда и, следовательно,

.

Из этого уравнения находим искомое значение :

.

Второй метод. На основании метода кинетостатики уравнение равновесия рассматриваемой системы можно записать так:

или , (5.2)

где – сила инерции, Н.

Заменив в этом уравнении ускорение j отношением и исключив из него величину , найдем

.

Третий метод. Для определения силы воспользуемся теоремой об изменении кинетической энергии, которая в общем виде записывается так:

, (5.3)

где и – конечная и начальная кинетические энергии системы:

; ;

– суммарная работа действующих на систему сил на заданном перемещении s; в рассматриваемом примере .

Принимаем, что начальная скорость движения прицепа , тогда теорему об изменении кинетической энергии можно записать в виде

.

Путь равномерно-переменного движения описывается известным уравнением .

Подставив выражение s в уравнение кинетической энергии и исключив из него , найдем

.

Четвертый метод.Для определения воспользуемся теоремой об изменении количества движения, согласно которой

. (5.4)

Для рассматриваемого примера , ,

тогда

,

откуда

.

Контрольные вопросы

1. Каково общее устройство прицепного скрепера?

2. Как определить толкающее усилие на прицепном устройстве скрепера рассматривая его как одномассовую систему?

3. Как определить толкающее усилие на прицепном устройстве скрепера используя теорему об изменении количества движения?

4. Как определить толкающее усилие на прицепном устройстве скрепера используя теорему об изменении кинетической энергии?

5. Как определить толкающее усилие на прицепном устройстве скрепера на основании метода кинетостатики?

6. Какова сходимость результатов расчета толкающего усилия различными методами?

Практическая работа №6