Динамические и экономические качества машины

Основой оценки динамических и экономических качеств землеройных машин служат тяговые характеристики. Располагая тяговой характеристикой, можно для каждой рабочей передачи установить следующие оценочные показатели динамических и экономических качеств машин при различных характерных значениях силы тяги: тяговую мощность, коэффициент буксования, действительную скорость движения, тяговый КПД, часовой и удельный расходы топлива, запас силы тяги. Последний показатель находят как разность между максимальной силой тяги, определяемой условиями сцепления колесного движителя с поверхностью качения или максимальным крутящим моментом двигателя и силой тяги при данном режиме работы машины. Кроме этого, можно определить следующие характерные значения силы тяги, рис. 3.36.

Рис. 3.36. Номограмма графического расчета производительности и топливной

экономичности землеройно-транспортной машины

Находим максимальную силу тяги, определяемую условиями сцепления пневма­тических шин колесного движителя с поверхностью качения, силу тяги при мак­симальном крутящем моменте двигателя и его максимально большую допустимую силу тяги при кратковременной работе , соответствующую буксованию колесного движителя = 30%, гусеничного = 10%. Можно

проверить силы тяги землеройно-транспортных машин при работе на свежесрезанном связном грунте с влажностью около 0,55 от верхнего предела пластичности для этого существуют следующие соотношения:

=(0,50…0,55) ; =(0,70-0,73) ;

= (073…0.75) , (3.21)

где тяговый КПД; сила тяги при максимальной тяговой мощности; наибольшая допустимая сила тяги при кратковременной работе, соответствующая буксованию гусеничного движителя тяговая сила по сцеплению движителя.

Как известно, различают скорости движения землеройно-транспортных машин теоретические и действительные. Первые не учитывают потери скорости движения в результате буксования колесного движителя, и поэтому при прочих равных усло­виях зависят только от частоты вращения коленчатого вала двигателя. Вторые зависят как от частоты вращения вала двигателя, так и от степени буксования колес­ного движителя.

С помощью тяговой характеристики землеройно-транспортных машин непре­рывного резания грунта можно определять их производительность по объему выре­занного или разрыхленного грунта и топливную экономичность.

1. В четвертой четверти системы координат (рис. 3.2) наносим регуляторную характеристику двигателя в функции крутящего момента.

2. В первой четверти системы координат строим тяговую характеристику землеройно-транспортных машин.

3. Во второй четверти системы координат строим номограмму для определения проекции площади сечения вырезаемой стружки грунта на плоскость, перпендикулярную к направлению движения в координатах и . Для этого вниз по оси ординат наносим шкалу значений , осью абсцисс служит уже ранее нанесенная шкала значений . По уравнению

,

(где k − коэффициент удельного сопротивления грунта резанию) производим по­строение.

Поскольку рассматриваемая зависимость выражается прямой, проходящей через начало координат силы тяги − точку , значения определим при любой величине , нанеся найденное значение на график, соединив полученную точку с началом координат.

При построении лучевой диаграммы необходимо задаваться различными зна­чениями k, чтобы охватить возможные грунтовые условия, встречающиеся при работе землеройно-транспортной машины.

4. В третьей четверти системы координат строим номограмму для определения теоретической часовой производительности по объему вырезанного грунта П при различных скоростях движения . Для построения этой номограммы воспользуемся координатами П и . Шкалу значений П наносим на оси абсцисс влево от начала координат; шкала остается прежней. Для построения искомой зависимости воспользуемся выражением

.

Задаваясь различными значениями скорости движения V км/ч, строим номограмму аналогично преды­дущей. Она будет представлять собой также пучок прямых, проходящих через начало координат.

5. В этой же четверти системы координат вниз по оси ординат наносим шкалу удельного расхода топлива по уравнению

, кг/м (3.22)

в координатах П_Т и строим кривые теоретического расхода топлива на 1 м³ выре­заемого грунта в зависимости от часового расхода топлива G . На графике эти кри­вые построены при трех значениях часового расхода топлива 15; 17,5 и 20 кг/ч.

6. Находим эксплуатационную производительность

П_Э = П_Т = , (3.23)

где коэффициент, учитывающий потери грунта при его перемещении из забоя на рабочий орган; коэффициент, учитывающий, необходимость снижения используемой мощности двигателя при его непрерывной и длительной работе ( 0,9…0,95); коэффициент использования землеройно-транспортной машины по времени; коэффициент, учитывающий влияние системы управления на производительность землеройно-транспортной машины.

Задаемся определенным значением , откладываем его по шкале (например, 3000 м ч) и назначаем наименьшее возможное значение коэффициента =0,75. Располагая этими исходными данными, пользуясь приведенной выше формулой, находим, что 0,75 ч. Это значение откладываем на той же шкале производительности и через полученную точку проводим прямую, перпендикулярную к оси абсцисс. На этой прямой откладываем отрезок произвольной длины, а затем точку соединяем наклонной прямой с точкой . Отрезок разбиваем на равномерную шкалу, крайние значения которой будут =1,0; =0,75. Затем соединяем точки шкалы с началом координат прямыми лучами. Наконец, через деление шкалы проводим прямые, параллельные отрезку .

Построив такой график для любой землеройно-транспортной машины непрерыв­ного резания грунта (скрепера, бульдозера, автогрейдера, грейдер-элеватора, струга, рыхлителя, канаво­копателя и др.), можно решить целый ряд задач, связанных с оценкой их эксплуата­ционно-технических показателей и выбором рациональных режимов работы.