Поперечная устойчивость на дороге с поперечным уклоном.

Министерство науки и образования Украины

Приазовский государственный технический университет

МЕТОДИЧЕСКИЕ УКАЗАНИЯ

к выполнению курсовой работы по дисциплине «Дорожные машины» для студентов дневного и заочного отделений специальности 7.090.214 - «Подъёмно-транспортные, строительные, дорожные, мелиоративные машины и оборудование»

Утверждено

на заседании кафедры подъёмно-транспортных машин и деталей машин.

Протокол №9 от 15.12.05

Мариуполь 2006

УДК 625.08 (076.5)

Методические указания к выполнению курсовой работы по дисциплине «Дорожные машины» для студентов специальности 7.090.214 / Сост. А.В.Сидоренко, В.Т.Власов - Мариуполь: 2006 - 34 с.

Содержат рекомендации по выполнению тягово-эксплуатационного расчета строительно-дорожной машины, варианты заданий, необходимый справочный материал, алгоритм расчета на ЭВМ.

Составители: А.В.Сидоренко, доц., к.т.н.

В.Т.Власов, доц., к.т.н.

Отв. за выпуск: В.В.Суглобов, проф, д.т.н.

ОБЩИЕ УКАЗАНИЯ.

Выполнение данной курсовой работы предусматривает освоение методики тягово-эксплуатационных расчетов строительно-дорожных машин (СДМ) при изучении дисциплины «Дорожные машины». Наиболее важные показатели расчета уточняются с использованием ЭВМ.

Получение задания осуществляется согласно указаниям таблиц № 6-8 Приложений. В таблице 6 для каждого варианта, который соответствует порядковому номеру студента в журнале группы, указаны длины участков трассы l₁, l₂, l₃, которые должна преодолеть машина, и соответственно подъем и уклон каждого участка i₁, i₂, i₃.

В таблице 7 приведены характеристики покрытия участка трассы и соответствующие им коэффициенты качения пневмоколеса f и сцепления φ.

В таблице 8 даны необходимые характеристики СДМ, предлагаемых к расчету, в соответствии с вариантом задания.

Следует учесть, что в данной курсовой работе строительно-дорожная машина работает по определенному циклу, состоящему из следующих этапов:

1. Загрузка экскаватором порожней машины.

2. Преодоление трассы (участков 1,2,3) груженой машиной.

3. Разгрузка машины.

4. Преодоление трассы (участков 1,2,3) порожней машиной.

Цикл оканчивается постановкой машины под загрузку.

Расчеты должны быть выполнены для каждого участка трассы груженой и порожней машины и проанализированы.

Тяговый баланс строительно-дорожной машины на пневматическом ходу

При движении машины окружная сила на шинах колес в каждый данный момент определяется уравнением тягового баланса СДМ и должна быть равна сумме всех сил сопротивления движению:

(1)

где , , , — соответственно силы сопротивления качению, подъему, воздуха и разгону автомобиля.

1.1. Сила сопротивления качению шин ( ).

(2)

где G_a — вес автомобиля в данный момент, Н

f — коэффициент качения пневмоколеса (табл.7)

α — угол подъема (уклона) трассы

Рассчитывать для порожней ( ) и груженой ( ) на каждом из участков трассы.

1.2. Сила сопротивления подъему ( ).

Знак перед в уравнении (1) соответственно берется:

«+» (положительное) — при движении на подъем;

«-» (отрицательное) — при движении под уклон.

(3)

1.3. Сила сопротивления воздуха ( ).

Сопротивление воздуха обусловлено трением в пограничном слое и вихреобразованием в воздухе. Принимая, что на уровне земли плотность изменяется мало, то

(4)

где k = 0,06 ÷ 0,07 — коэффициент сопротивления воздуха. Принимаем k = 0,06

F — площадь лобового сопротивления машины, м² (Приложение Б)

V — скорость движения машины, км/ч (определяется по ее динамической характеристике, Приложения Б; В; Г; Е)

Конкретная динамическая характеристика каждой из предлагаемых, согласно варианту задания, СДМ дается в Приложениях(Б; В; Г) . Левая половинка рисунка — шкала нагрузки, где ось ординат представляет собой динамический фактор порожней СДМ.

(5)

где D — динамический фактор груженой машины,

G_a — вес груженого автомобиля, или полный вес, Н

G₀ — вес порожнего автомобиля, Н

а ось абсцисс — степень загрузки автомобиля в процентах.

Формула (5), ее называют шкалой динамического фактора порожней СДМ.

Вес порожней машины:

(6)

где Q — грузоподъемность машины.

Значения G_a и Q представлены в приложении Б.

1.4. Сила сопротивления разгону ( ).

При неравномерном движении машины часть энергии двигателя будет расходоваться на ускорение поступательно движущейся машины и на ускорение ее вращающихся масс. Для удобства расчетов вводится коэффициент учета вращающихся масс β. Тогда сила инерции, которую надо преодолеть машине при разгоне (сопротивление разгону):

(7)

где g = 9,81 м/с²

j — ускорение машины

β — коэффициент вращающихся масс

(8)

(9)

где a = 0,05 ÷ 0,07 — для грузовых автомобилей

i_k — передаточное отношение КПП (Приложение Б)

Знак «+» перед в уравнении (1) соответствует ускоренному движению, а знак «-» — замедленному.

Результаты расчета параметров п.1 вносятся в таблицу 1

Торможение машины

Сила торможения

Движущаяся машина обладает запасом кинетической энергии. В поглощении кинетической энергии тормозам помогают сопротивления движению , , .

Предельный случай торможения характеризуется тем, что затормаживаемые колеса продолжают еще вращаться на границе юза. В этом случае полная тормозная сила:

(10)

где P_T — сила тормозов, Н.

Поскольку тормоза можно затягивать с эффектом, не превышающим силы тормозов над силой сцепления заторможенных колес, то:

(11)

Для машин, у которых колеса оборудуются тормозами:

где φ — коэффициент сцепления, зависит от состояния дорожного покрытия (см. приложение)

В этом разделе нужно вычислить силу тормозов P_T и полную тормозную силу Т.

Таблица 1. Тяговые расчеты строительно-дорожной машины

Участок

Параметр

V₁

D₁

V₁

D₂

V₁

D₃

Груженый авт.

Порожний авт.

Замедление машины

Определяется из уравнения

(12)

Из уравнений (10), (11), (12) для СДМ с тормозами на всех колесах, м/с²

(13)

Если скорость, с которой начинается торможение, невелика, можно принять W_ω = 0, тогда:

(14)

2.3. Путь торможения. (S_T)

Определяется исходя из уравнения

(15)

где V — начальная скорость торможения, м/с

Из формул (12) и (15) получим:

(16)

Для СДМ с тормозами на всех колесах, из формул (14) и (16)

(17)

Если размерность скорости км/ч, то

(18)

Устойчивость машины

Устойчивость машины — это способность сохранения ею заданного движения без опрокидывания, сползания и заноса. В этом разделе необходимо определить критические условия эксплуатации машины, при ужесточении которых имеют место вышеперечисленные нежелательные последствия. Устойчивость исследуется по трем основным критериям:

— поперечная устойчивость на дороге с поперечным уклоном;

— поперечная устойчивость на повороте;

— поперечная устойчивость при повороте на дороге с поперечным уклоном (на вираже).

Для проведения расчетов необходимы дополнительные данные: колея машины, высота центра масс, скорость машины на повороте.

Поперечная устойчивость на дороге с поперечным уклоном.

Из условия равновесия машины относительно оси, проходящей через точки опоры колес:

(19)

где R₁ — сумма реакций на колесах, Н

h_ц.м. — высота центра масс машины, м

B — колея машины, м

Следует учесть, что до начала опрокидывания может начаться скольжении машины. Принимается, что все колеса машины находятся в равных условиях сцепления и боковые реакции y₁ и y₂ распределяются пропорционально весу машины, тогда:

(20)

(21)

следовательно (22)

где j - коэф-т сцепления

Угол опрокидывания машины:

(23)

Дата добавления: 2018-02-18; просмотров: 383; Мы поможем в написании вашей работы!

Поделиться с друзьями:

12 Следующая ⇒

Мы поможем в написании ваших работ!