Расчет сопротивлений движению машины

В режиме копания тяговым усилием преодолеваются определенные сопротивления. Сопротивление копанию в общем случае складывается из следующих сопротивлений: резанию грунта , перемещению грунта вверх по отвалу , перемещению призмы волочения перед отвалом, трения ножа отвала о грунт , сопротивления самопередвижению машины , сопротивления повороту , сопротивления перемещению отвала и сопротивления преодолению сил инерции . Выделить и определить отдельно эти составляющие, так же как установить и точку приложения на отвале их результирующей, очень сложно и можно сделать лишь с большим приближением. Поэтому для практических расчетов сопротивления капанию за основу берем только основные

+ + . (3.5)

Силасопротивления резанию определяют по формуле

, (3.6)

где удельное сопротивление резанию, кПа; ширина ножа и глубина резания вычисляется соответственно.

Силасопротивления резанию увеличивается с увеличением угла резания , повышается износ ножей. Поэтому на практике обычно принимают для бульдозерных отвалов =50…55 , для отвалов автогрейдеров =30…50 , для ковшей скреперов =30…35 . Сопротивления, возникающие при работе бульдозера и геометрические параметры отвала бульдозера приведены на рис. 3.35.

Сопротивление перемещению грунта вверх по отвалу

,

где фактический объем грунта, перемещаемый бульдозером; объемный вес разрыхленного грунта; = 0,5…0,7 − коэффициент трения грунта о сталь.

а б

Рис.3.35 Схема сил: а – возникающих при работе бульдозера, б – геометрия отвала

Сопротивление перемещению призмы волочения

, (3.7)

где объем призмы волочения; ускорение свободного падения; плотность разрыхленного грунта в призме волочения ( кг/м ); − ускорение свободного падения; коэффициент трения грунта в призме волочения по ненарушенному грунту ( 0,8…1,0); уклон пути передвижения, равный тангенсу угла его

наклона. Сопротивления перемещению призмы волочения зависят от геометрических параметров отвала, которые приведены на рис. 3.1.

Сопротивление самопередвижению машины рассчитывается по формуле

W_f = m_a g (f cosa sina), (3.8)

где m_a − полная масса землеройной машины перед отвалом (перемещению призмы волочения) , а также сопротивление перекатыванию.

Сопротивление повороту принимаем .

Сопротивление перемещению отвала , где сила тяжести бульдозерного оборудования.

Сопротивление преодолению сил инерции

,

где коэффициент учета вращающихся масс; поступательное ускорение землеройно-транспортной машины.

Коэффициент, учитывающий вращающиеся массы рассчитывается по формуле

=1+ [ J_a U_тр² h_тр + åJ_k ] / [ m_{a k} ], (3.9)

где J_a − момент инерции бульдозера, приведенный к валу двигателя, кг·м ;

U_тр − передаточное число трансмиссии; h_тр − КПД трансмиссии; J_k − суммарный момент инерции движителя, кг м ; масса машины; _k и − соответственно радиус качения и динамический радиус колеса.

Тяговое усилие машины численно равно суммарной касательной реакции поверхности качения на ее ведущих колесах (движителях). Для одиночного ведущего колеса суммарное касательное усилие

или с учетом массы вращающихся частей привода

.

При соблюдении равенства получим, что фактический объем грунта, перемещаемый бульдозером в конце наполнения и при перемещении

, (3.10)

где м − глубина резания при перемещении грунта (для пополнения потерь в боковые валики); коэффициент трения грунта о грунт.

Тогда условие движению должно быть . При этом следует произвести проверку сил: 1. Если наступает условие < < , то бульдозер не может двигаться; 2. Если возникает, что > < , то бульдозер не будет двигаться вследствие недостаточности тягового усилия. При получении таких условий следует изменить марку бульдозера. Результатырасчетов сводятся в таблицу 3.2.

Таблица 3.2

Значение сил сопротивления качению в зависимости

от скорости движения

Va, м/с		W	Wп	Wf	W
0,5
0,6
и т. д

По значениям сопротивлений уточняем максимальное передаточное число землеройно-транспортной машины

, (3.11)

где − максимальный крутящий момент двигателя.