Некоторые сведения по перемещению транспортных и строительных машин, оборудования и конструкций.
Автомобильные дороги.
В зависимости от интенсивности движения и назначения, автодороги подразделяются на шесть категорий, отличающихся расчетной скоростью движения, продольными уклонами (подъемами), шириной полос движения и их числом, типом дорожной одежды и допускаемой осевой нагрузкой.
Наименование параметра | Категория дороги | ||||
Iа | Iб, II | III | IV | V | |
Расчетная скорость, км/час | 150/80 | 120/60 | 100/50 | 80/40 | 60/30 |
Максимальный продольный уклон, % | 3/6 | 4/7 | 5/8 | 6/9 | 7/0 |
Ширина полосы - В, м | 3,75 | 3,75 | 3,5 | - | |
Число полос - n | 4-8 | 4-8 | - | ||
Ширина проезжий части, м | Вхn | Вхn | 4,5 | ||
Ширина обочины, м | 3,75 | 3,5 | 2,5 | 1,75 |
Расчетная скорость - в числителе указана основная скорость в знаменателе -скорость для трудных участков горной местности;
Продольный уклон - числителе указан основной уклон, в знаменателе -уклон на трудных участках горной местности.
Покрытие на дорогах I - III кат. может быть асфальтобетонное или цементобетонное, на IV кат. -асфальтобетонное или щебеночное (гравийное) гудронированное, на V кат. - грунтовое, укрепленное добавками.
Толщина покрытия на дорогах I -IV кат. от 24 см до 18 см. марка бетона цементобетонных покрытий от 400 до 300 кгс/см2 соответственно.
Зная характеристики дороги и массу машины (поезда) можно определить силы сопротивления движению и необходимую силу тяги и мощность тягача, определить предельную массу груза для данного тягача на этой дороге.
Сопротивление движению.
Сопротивление движению в общем случае состоит из силы сопротивления качению, зависящей от типа покрытия дороги и его состояния, силы сопротивления подъему, силы сопротивления воздуха и силы инерции при разгоне. В первом приближении достаточно определить первые две силы, если принять, что движение равномерное (сила инерции равна нулю) со скоростью не более 30 - 40 км/час (при этом сопротивление воздуха весьма мало).
Уклон дороги в процентах % - h/Lx100,
в тысячных (промилле) 0/00 - h/L x l000. Для гусеничных машин уклон дороги указывают в градусах -α°.
1. Сила сопротивления качению колес Рf = pfG cosα, где рf -кгс/т, удельное сопротивление качению (перемещению), на колесах - рfк, на гусеницах - pfг, зависит от типа и состояния покрытия или дороги, состояния грунта, типа шин и давления в них. G - т, масса машины. Для уклонов до 18%(10°) можно считать соsα=1,0 и Рf=рfG.
Тип покрытия или дороги | pfк кгс / т | Pfг, кгс/т |
Цементно- или асфальтобетонное | 15-25 | 30 -35 |
Сухая укатанная грунтовая дорога | 25-35 | 40-50 |
Плотный грунт | 70-100 | 70 -80 |
Рыхлый грунт, песок | 300-350 | 100-150 |
2. Сила сопротивления от угла подъема Рα = рαG, где рα, кгс/т - удельное сопротивление подъему в зависимости от уклона (угла α).
α | 1°45' | 2°20' | 2°50' | 3°25' | 4° | 4°35' | 5°10' | 5°45' | 15° | 20° |
% | ||||||||||
Рα |
Значение тригонометрических функций sin, cos, tg для данного и других случаев
функция | 10° | 15° | 20° | 25° | 30° | 45° | 60° |
sin α | 0,174 | 0,259 | 0,342 | 0,423 | 0,5 | 0,707 | 0,866 |
cos α | 0,985 | 0,966 | 0,940 | 0,906 | 0,866 | 0,707 | 0,5 |
tg α | 0,176 | 0,268 | 0,364 | 0,466 | 0,577 | 1,0 | 1,732 |
3. Сила тяги по сцеплению с дорогой ведущих колес машины , где μ - коэффициент сцепления с дорогой, колеса μк, или гусеницы μг, величина которого зависит от типа покрытия или поверхности движения, типа протектора колеса и его износа, типы гусеничных траков (плоские, с гребнями, тракторные), см. таблицу. Gc - тс, сцепной вес машины. Для α ≤ 10° cosα = 1,0 Рс = μGг.
Тип покрытия или дороги | μк | μг |
Цементное - или асфальтобетонное | 0,6 -0,7 | 0,3-0,4 |
Сухая укатанная грунтовая дорога | 0,5 - 0,6 | 0,35 - 0,7 |
Плотный грунт | 0,4 - 0,5 | 0,3 - 0,6 |
Рыхлый грунт, песок | 0,3 - 0,4 | 0,2-0,3 |
Величина коэффициента сцепления для мокрого покрытия или грунта снижается в 1,5 - 2,0 раза и более.
4. Сила тяги машины по двигателю и трансмиссии , где Мк - кгс м, максимальный крутящий момент двигателя (при соответствующих ему оборотах n0, равных 0,6-0,7 оборотов при максимальной мощности двигателя). iтр = iк х iр х i0 - пч, передаточное число трансмиссии (у отечественных автотягачей iтр = 42,44 ÷ 98,46). iK - соответствующее скорости движения пч коробки передач (0,66 ÷ 7,73)
ip - пч раздаточной коробки (1,23 ÷ 2,28) i0 - пч главной передачи (5,49 ÷ 8,21)
η - коэффициент полезного действия большинства грузовых автомашин — 0,8 ÷ 0,85
гк - м, статический радиус колеса (0,5 диаметра минус 30-60 мм - осадка под грузом).
5. Скорость движения машины , где n0 - обороты при максимальном крутящем моменте при длительной мощности равной 0,7 ÷ 0,8 максимальной.
Мощность в л.с. при максимальном Мк равна N0 = Мк n0 / 716,2, а максимальная Nmax=N0/ 0,75 1 лс = 0,735 кВт, или 1кВт = 1,36 лс.
Для реализации силы тяги по двигателю Рд >Pf + Fa и Рд ≤ Рс.
Для трогания с места, разгона и преодоления участков дороги с повышенным сопротивлением (разбитых или скользких) необходимо иметь запас тяги (мощности) в одном тягаче или использовать двойную тягу.
Ниже в таблице приведены максимальные значения Рд и Рс и скорость V, им соответствующая, для тягачей и строительных машин.
Механизм передвижения гусеничных экскаваторов, сваебойных установок и кранов обеспечивает им подъем на расчетный угол от 10° до 26°, поэтому при движении по горизонтальной площадке они имеют запас силы тяги Рд, указанный в таблице.
Сила тяги по сцеплению Рс определена с коэффициентом сцепления |лг: для гладких траков - гус. гл. - 0,35;
для траков с гребнями - гус. гр. - 0,45; для тракторных — гус. тр. - 0,7 у бульдозера и 0,5 у экскаватора.
Наименование машины | Колесная формула | Gс, т | Рд, тс | Рс, тс | V км/час | N/n, лс/об | Mн/n0, кгс м/об |
Краз-6443 | 6x6,2 | 16,2 | 16,8 | 3,2 | 320/2100 | 114/1500 | |
Краз-255 Б | 6x6,1 | 20* | 12,2 | 3,3 | 240/2100 | 90/1500 | |
МАЗ-64229 | 6х4,2 | 7,7 | 10,8 | 6,7 | 320/2100 | 114/1500 | |
К -701 кол. трак. | 4x4 | 18* | 16,7 | 12,6 | 2,9 -3,8 | 270/1900 | 115/1300 |
Б170М бульдозер | гус, тр. | 16,9 | 17,1 | 11,85 | 2,6-3,6 | 180/1250 | 118/800 |
ЭО - 4225 экскаватор | гус.тр. | 25,5 | 11,2 | 12,8 | 2,8 | 130/1700 | 64,5/1200 |
РДК-250-3 | гус.гл. | 44,5 | 11,6 | 15,5 | 1,2 | 130/1700 | 64,5/1200 |
КН -180-3 Хитачи | гус. гл. | 46,9 | 17,6 | 16,4 | 0-1,8 | 150/2000 | 60/1400 |
ДЭК-631 А | гус. гл. | 83,5 | 17,4 | 29,2 | 0,5 | 130/1700 | 64,5/1200 |
РМ-23 Юнттан | гус. гр. | 47,3 | 21,4 | 21,3 | 0-1,5 | 260/2000 | 110/1400 |
НС-843НД Либхер | гус, гр. | 56,2 | 24,6 | 25,3 | 0-1,6 | MS 1800 | 220 1200 |
КС - 8165 | гус. гл. | 33,8 | 45,5 | 0,5 | 240/2100 | 90/1500 | |
НС-883НД Либхер | гус.гр. | 43,8 | 49,5 | 0-1,3 | 609/1900 | 275/1300 |
* Gс у Краз-255Б с пригрузом - 8т, у К-701 - 4,5т. У седельных тягачей Краз - 6443 и МАЗ - 64229 сцепной вес Gс, указан с грузом на седле, при этом осевая нагрузка у первого - 6+2x11т. и 6+2x9 т. у второго.
В колесной формуле 6x6,1 и 6x6,2 первая цифра обозначает число колес, вторая - число ведущих, цифра после запятой: 1 - все колеса односкатные; 2 - задние ведущие оси двухскатные.
В технических характеристиках автотягачей обычно указывают полную массу поезда, с которым на дорогах с 3% уклоном машина может держать устойчиво скорость не менее 30 км/чac. Если условия и режим движения позволяют меньшую скорость, то массу поезда можно существенно увеличить. На практике, колесные тягачи при скорости свыше 40 км/час не имеют запаса по мощности при буксировке прицепов-тяжеловесов.