Тема: тяговый расчет автомобильного транспорта

Цель занятия:Произвести тяговый расчет автомобильного транспорта при транспортировке грузов, определить производительность и сменный пробег автомобиля.

ПОСЛЕДОВАТЕЛЬНОСТЬ ВЫПОЛНЕНИЯ ЗАДАНИЯ

1. Определить возможную силу тяги автосамосвала по условию сцепления с дорогой на каждом участке.

2. Определить скорость движения груженного и порожнего автомобиля на каждом участке пути.

3. Определить продолжительность движения автомобиля на каждом участке пути в оба конца.

4. Подсчитать время загрузки автомобиля.

5. Подсчитать длительность рейса автомобиля, учитывая время на разгрузку и загрузку.

6. Определить сменную производительность и сменный пробег машины.

Данные для расчета приведены в табл. 2.1 – 2.3.

МЕТОДИКА РАСЧЕТА

1. Считая постоянной скорость движения определяем возможную силу тяги автомобиля по условию сцепления с дорогой на каждом участке пути (рис. 2.1) по формуле:

Н, (2.1)

где j_к – коэффициент сцепления шин с дорогой на к - том участке пути (табл. 2.3).

G_сц – сила сцепления веса автомобиля, Н (табл.2.2).

Должно выполняться условие

Н, (2.2)

где G_э – сила веса груженного автомобиля, эксплуатационная, Н (табл.2.2).

f_к – удельное сопротивление движению на к - том участке пути (табл. 2.3).

i_к - уклон к – того участка пути (табл. 2.1).

Рисунок 2.1 - Схема трассы движения автомобиля

2. Рассчитываем динамический фактор груженного Д и порожнего Д₀ автомобиля для каждого участка по формулам

(2.3)

Пользуясь значениями динамического фактора выбираем по динамической характеристике (рис. 2.2) скорость движения груженного и порожнего автомобиля. При определении скорости порожнего автомобиля пользуемся шкалой: Д₀-V, груженного автомобиля шкалой Д-V.

В случае отрицательного значения динамического фактора рассчитываем скорость движения на участке по формуле (2.4), задаваясь величиной S_т тормозного пути. Для условий строительной площадки можно принимать S_т =5 м.

м/с (2.4)

3. Определяем продолжительность движения на каждом участке трассы

с с с, (2.5)

где l₁, l₂, l₃ – длины участков трассы, м (табл. 2.1);

- скорости движения груженого автомобиля на каждом участке пути, м/с;

- скорости движения порожнего автомобиля на тех же участках, м/с;

0,9 – коэффициент, учитывающий затраты времени на ускорение и замедление движения.

а – МАЗ-503А; б – КраЗ-256Б; в – БелАЗ-540

Рисунок 2.2 - Динамические характеристики автосамосвалов

Вычисляем продолжительность загрузки автомобиля

, c, (2.6)

где t_ц – рабочий цикл экскаватора, с (табл. 2.2);

n – количество ковшей вмещающихся в кузов автомобиля, (табл. 2.2).

Необходимо проверить условие грузоподъемности автомобиля

, кг (2.7)

где Q_гр – грузоподъемность автомобиля, кг (табл. 2.2);

V_ков – емкость ковша экскаватора, м³ (табл. 2.2);

r - насыпная плотность грунта, кг/м³ (табл. 1.5);

Q – масса груза, кг.

Если условие (2.7) не выполняется, необходимо уменьшить количество ковшей грунта, засыпаемых в кузов автомобиля и уточнить время загрузки.

Рисунок 2.3 - Схема сил, действующих на автомобиль

4. Подсчитываем длительность рейса автомобиля, учитывая время на загрузку и разгрузку

, с, (2.8)

где t_разгр – длительность разгрузки автомобиля с учетом маневров, с (табл. 2.2).

5. Определить сменную производительность автомобиля

, (2.9)

и сменный пробег автомобиля

, км, (2.10)

где Т – количество часов в смену, 8,2 часа;

k_в – коэффициент использования сменного времени равный 0,85-0,9.

Таблица 2.1 – Исходные данные к расчету

№ варианта	Длина участка, м(см. рис. 2.1)	Уклон участка
l1	l2	l3	i1	i2	i3
				0,02	0,06	0,045
				0,03	0,08	0,035
				0,04	0,12	0,025
				0,025	0,05	0,04
				0,035	0,07	0,03
				0,045	0,10	0,02
				0,02	0,06	0,045
				0,025	0,08	0,035
				0,03	0,1	0,025
				0,04	0,12	0,04
				0,02	0,06	0,05
				0,03	0,05	0,04
				0,04	0,065	0,01
				0,02	0,06	0,045
				0,03	0,08	0,035
				0,04	0,12	0,025
				0,05	0,04	0,02
				0,035	0,07	0,04
				0,035	0,07	0,04
				0,045	0,07	0,02
				0,02	0,06	0,045
				0,03	0,08	0,065
				0,04	0,12	0,02
				0,025	0,05	0,04
				0,035	0,07	0,03
				0,045	0,1	0,02
				0,04	0,12	0,035
				0,05	0,07	0,02
				0,025	0,06	0,04
				0,035	0,07	0,03

Таблица 2.2 – Технические характеристики автомобилей

Показатели	Марка автомобиля
МАЗ-503А	КрАЗ-256В	БелАЗ-540
Вариант	1 -10	11-20	21-30
Грузоподъемность Qгр, кг
Сила веса груженного автомобиля, Gэ, Н
Сила сцепного веса автомобиля, Gсц, Н
Емкость ковша экскаватора, Vк, м3	0,5	1,0	4,6
Количество ковшей грунта, n вмещающихся в кузов
Продолжительность рабочего цикла экскаватора tц, с
Продолжительность разгрузки c маневрированием tразгр., с

Таблица 2.3 – Значения коэффициентов удельного сопротивления движению f и сцепления j автомобилей

№ вариантов	Характер дороги	f	j
1, 2, 3, 4, 5	На первом участке асфальтированное шоссе На втором участке сухая грунтовая дорога На третьем участке песок	0,015   0,05 0,2	0,65   0,6 0,7
6, 7, 8, 9, 0	На первом участке гравийно-щебеночная дорога На втором участке грунтовая дорога после дождя На третьем участке степная укатанная дорога	0,025   0,1   0,035	0,6   0,4   0,35

ПРАКТИЧЕСКОЕ ЗАНЯТИЕ № 3

ТЕМА: РАСЧЕТ ЛЕБЕДКИ

Цель занятия:По заданной схеме полиспаста подобрать электродвигатель и определить передаточное отношение редуктора.

Данные для расчета приведены в таблицах 4.1-4.2.

ПОСЛЕДОВАТЕЛЬНОСТЬ ВЫПОЛНЕНИЯ ЗАДАНИЯ

1. Определить общий коэффициент полезного действия блоков.

2. Определить усилие в канате и подобрать канат.

3. Определить основные размеры барабана лебедки.

4. Вычислить потребляемую мощность электродвигателем.

5. Вычислить общее передаточное число редуктора и лебедки.

МЕТОДИКА РАСЧЕТА

1. По заданной схеме запасовки каната (рис. 4.1) определим общий коэффициент полезного действия блоков полиспаста

, (4.1)

где h_бл – коэффициент полезного действия одного блока, h_бл = 0,96¸0,99;

n – количество блоков.

2. Определяем растягивающее усилие и подбираем канат. Усилие, растягивающее канат, зависит от массы поднимаемого груза и схемы запасовки полиспаста

, Н (4.2)

где Q_гр – сила веса груза, Н (табл. 4.1);

q – сила веса грузовой площадки, Н (табл. 4.1);

i_n – кратность полиспаста - определяют как отношение числа ветвей каната, на которых подвешен груз, к числу ветвей каната, наматываемых на барабан.

Разрывное усилие в канате определяем по формуле

, Н, (4.3)

где k – коэффициент запаса прочности.

По нормам Госгортехнадзора запас прочности канатов строительных подъемников с машинным приводом должен быть в пределах 5¸6,5.

Требуемый диаметр каната d_к и другие его данные выбираем по ГОСТ 3070-74 на основании расчетного разрывного усилия (табл. 4.2).

3. Определяем основные размеры барабана лебедки (рис. 4.2).

Предварительно определяем длину каната навиваемого на барабан

, м, (4.4)

где Н – высота подъема груза, м (табл. 4.1);

l₀ – расстояние от отводного блока до лебедки, м (табл. 4.1);

b – число запасных витков на барабане (обычно принимается 2-3 витка);

D_б – диаметр барабана, м; D_б = (16¸20) d_к.

1 – блок; 2 – барабан лебедки; 3 – грузовая площадка; 4 - груз

Рисунок 4.1 - Схема запасовки каната в полиспастах

Вычисляем длину барабана по формуле

, м, (4.5)

где d_к – диаметр каната, м;

m – число слоев навивки каната на барабане. Число m подбирается путем расчета так, чтобы выполнялось условие . Первоначально задаемся m = 2.

4. Вычисляем потребляемую мощность электродвигателя

, кВт, (4.6)

где h_леб - к.п.д. лебедки; h_леб = 0,8;

V_к – скорость движения каната.

м/с, (4.7)

где V_гр – скорость подъема груза, м/с (табл. 4.1).

По вычисленной мощности подбираем из табл. 3.10 тип электродвигателя

5. Вычисляем передаточное число редуктора лебедки

(4.8)

где n_дв – частота вращения вала электродвигателя, об/мин (табл. 3.10);

n_б – частота вращения барабана лебедки.

об/мин (4.9)

Рисунок 4.2 - Схема барабана лебедки

Таблица 4.1 – Исходные данные для расчета

№ ва-рианта	Сила веса груза Qгр, Н	Сила веса грузовой площадки q, Н	Высота подъема груза Н, м	Расстояние от приводного блока до лебедки l0, м	Скорость подъема груза Vгр, м/с
					1,95
					1,90
					1,85
					1,80
					1,75
					1,70
					1,65
					1,60
					1,55
					1,50
					1,45
					1,40
					1,35
					1,30
					1,25
					1,20
					1,15
					1,10
					1,05
					1,00
					0,95
					0,90
					0,85
					0,80
					0,75
					0,70
					0,65
					0,60
					0,55
					0,50

Таблица 4.2 – Характеристики стальных канатов по ГОСТ 3070-74

Диаметр каната dк, мм	Маркировочная группа по временному сопротивлению, разрыву, Н/мм2
1400 (I гр)	1600 (II гр)	1800 (III гр)	2000 (IV гр)	2200 (V гр)
Расчетное разрывное усилие каната в целом, Н, не менее
5,5	-
5,8	-
6,5	-
8,1	-				-
9,7	-				-
13,0					-
14,5					-
16,0					-
17,5					-
19,5					-
21,0					-
22,5					-
24,0					-
25,5					-
27,0					-

ПРАКТИЧЕСКОЕ ЗАНЯТИЕ № 4