Поперечная устойчивость на повороте.

⇐ ПредыдущаяСтр 2 из 2

При движении на повороте опрокидывающей является центробежная сила R_цб:

(24)

где V – скорость машины, м/с

g – 9,81 м/с²

R – радиус поворота

Условие равновесия машины относительно оси, проходящей через точки опоры колес:

Рисунок.1. Поперечная устойчивость на дороге с поперечным уклоном.

Рисунок.2. Поперечная устойчивость на повороте.

(25)

Из формул (24) и (25) при R₂=0, что соответствует началу опрокидывания машины, получаем:

(26)

Боковое скольжение начнется в тот момент, когда сумма боковых реакций y₁ +y₂ достигнет силы сцепления , т.е. при

(27)

или (28)

Из формул (28) и (26) следует, что условие скольжения машины перед ее опрокидыванием определяется равенством:

(29)

3.3. Поперечная устойчивость машины при повороте на дороге с поперечным уклоном (на вираже).

В этом случае опрокидывающей силой является . Уравнение моментов по отношению к оси, проходящей через точки опоры верхних колес будет иметь вид:(Рис.3)

(30)

Приравнивая реакцию R₂ к нулю из формул (24) и (30) получим:

(31)

Машина начнет скользить в сторону, когда

(32)

В то же время:

(33)

Решив совместно уравнения (32) и (33), получим:

Рисунок.3. Поперечная устойчивость машины при повороте на дороге с поперечным уклоном (на вираже).

(34)

Чтобы определить, что наступит раньше – скольжение или опрокидывание, необходимо сравнить величины:

(35)

(36)

Контроль буксования.

С помощью динамической характеристики автомобиля (Приложения В, Г, Е) необходимо установить режим работы машины, при котором буксование будет отсутствовать. Требуется рассчитать динамический фактор по сцеплению D_сц для различных участков дороги и нанести на рисунке линию буксования как груженой машины D_сц, так и порожней D_о.сц.

Для груженой машины

(37)

Для порожней машины

(38)

где G_сц – сцепной вес машины (Приложение Б).

Вычислив D_сц для различных значений коэффициента сцепления j в зависимости от покрытия дороги (см. табл. 7), и отложив их на оси ординат D, проводят из этих точек прямые, параллельные оси абсцисс. Области, расположенные выше этих прямых, соответствуют буксованию груженой машины и в данных условиях движения не могут быть использованы (см. пример на рис.4).

Аналогично устанавливается область буксования для порожней машины

Вычисляются D_о.сц для различных j и их значения откладываются на шкале D_o.

Полученные точки D_о.сц и D_сц для каждого j соединяют пунктирной прямой и получают, как и для груженой машины, области буксования и нормальной езды.

Рисунок.4. Динамический паспорт автомобиля и области буксования.

5. Производительность машины.

Техническая производительность машины определяется по формуле:

(39)

где Q_a – масса перевозимого груза, кг;

T_pc – продолжительность рейса.

(40)

где (St)_гр и (St)_пор – время движения машины соответственно груженой и порожней по участкам трассы при длине каждого l, м, и соответствующей скорости движения V ;

на каждом участке время движения определяется по формуле:

(41)

а скорость движения V находят по соответствующей динамической характеристике машины (см.п.1.3). Однако, если f - I<0, т.е. требуется применить торможение, необходимо определить скорость торможения по формуле, :

(42)

где S_T – путь торможения, м, определяется по формуле (17) и (18)

К_у.гр и К_у.пор – соответственно коэффициенты, учитывающие время на разгон или торможение при груженом ходе машины или порожнем;

значения К_у находят по графикам (рис.5.1) в зависимости от средней скорости движения груженого хода V_гр и длины трассы L=Sl, м.

Примечание: точнее коэффициент К_у можно рассчитать по формуле:

(43)

где j – ускорение (замедление), (см.п.1.4)

V – установившаяся скорость в среднем по всей трассе, км/ч, или средняя скорость движения.

L – длинна всей трассы (L=Sl)

Рисунок.5. График определения коэффициента К_у, учитывающего ускорение и замедление машины.

Для груженого хода средняя скорость движения:

(44)

Для порожнего:

(45)

где (St)_гр и (St)_пор, с., соответственно время движения груженого и порожнего автомобиля.

t_разгр – время разгрузки с учетом маневрирования, с; указывается в характеристике автотранспорта (Табл.8 Приложения).

t_загр – время загрузки, с; вычисляется в соответствии с данными (Табл.8 Приложения)

При расчетах автомобильного транспорта определяют также транспортную работу, выполненную в единицу времени:

(46)

где Q_a – масса перевозимого груза, т

V_cp – средняя скорость движения за время работы на данной трассе,

; (47)

где L – длинна трассы, м;

T_pc – продолжительность рейса, с.

Расход топлива

Расход топлива машины A_a на 100км пробега, кг/100км.

(48)

где g – часовой расход топлива, кг/ч

V – скорость движения, км/ч.

В справочниках и заводских характеристиках приводятся удельный расход топлива, г/квт.ч (табл.8)

(49)

Тогда:

(50)

где N_e – эффективная мощность двигателя, квт

(51)

где F – площадь лобового сопротивления машины, м² (табл.8 Приложения)

К – коэффициент сопротивления воздуха для грузовых автомобилей, К=0,06¸0,07

h_T – КПД трансмиссии, берется из характеристики машины (табл.8 Приложения).

Тогда расчетная формула расхода топлива:

(52)

Количество топлива, израсходованного машиной за определенный пробег, кг

(53)

Средневзвешенную величину f ± i получают, как

(54)

где D_i, l_i – соответственно динамические факторы машины и длинны участков трассы.

При f – i < 0 ²отрицательный² динамический фактор не учитывается, т.к. происходит торможение с включенным двигателем.

7. Пример определения скорости и времени движения, технической производительности и расхода топлива.

На массовых земляных работах грунт транспортируют автосамосвалы БелАЗ грузоподъемностью Q = 27т, загружаемые одноковшовым экскаватором. Продолжительность загрузки с маневрированием t_загр = 500с, а разгрузки на отвалах t_разгр = 200с. Площадь лобового сопротивления автосамосвала F = 10,7 м², коэффициент сопротивления воздуха k = 0,7, удельный расход топлива g_e = 160г/квт.ч.

Трасса состоит из трех участков /табл. 2/. КПД трансмиссии h_T = 0,85.

Таблица 2. Характеристика трассы.

участок	дорога	подъем	коэф. сопрот. качению	коэф. сцепл., j	Длина уч-ка, м
1. 2. 3.	Грунтовая в забое Усовершенствованная Грунтовая на отвале	0 0,12 0	0,06 0,03 0,08	0,2 0,3 0,2	1200 3000 2300

Тормозной путь установлен S_T = 5м.

Составляем расчетную таблицу 3.

Таблица 3. Тяговые расчеты автомобильного транспорта.

Участок	l,м	i	f	D=f ± i	V, км/ч
Груженый автомобиль
1. 2. 3. Sl=	1200 3000 2300 6500	0 0,12 0 0	0,06 0,03 0,08	0,06 0,15 0,08	17 6,15 14	254 1662 591 2507
Порожний автомобиль
3. 2. 1. Sl=	2300 3000 1200 6500	0 -0,12 0	0,08 0,03 0,06	0,08 -0,09 0,06	25 11,5 32	330 925 135 1390

Скорости для тягового режима в табл. 7.2 определены по динамической характеристике автосамосвала (см.рис.3 Приложения).

Для тормозного режима порожнего автомобиля на участке 2 определяем по формуле (42):

Среднюю скорость груженого автомобиля находим по формуле (44):

порожнего автомобиля по формуле (45):

Средневзвешенную величину f±i подсчитаем по формуле (54) для автомобилей:

- груженого

- порожнего

Коэффициент, учитывающий ускорение и замедление (см.рис.5.1) для груженого автомобиля при Sl=6500м и V_гр=9км/ч равен К_у.гр.=1,02, а для порожнего автомобиля при Sl=6500м и V_пор=16км/ч, К_у.пор.=1,03.

Продолжительность рейса определяем по формуле (40):

Продолжительность рейса требуется и для определения средней скорости.

Техническую производительность автомобиля находим по уравнению (39):

Расход топлива подсчитываем по формуле /52/:

8. Программа тягово-эксплуатационных расчетов строительно-дорожной машины

Алгоритм тягово-эксплуатационных расчетов на ЭВМ соответствует методике «ручных расчетов» по числовому примеру.

Схема алгоритма программы показана на рис.6. Идентификаторы параметров приведены в табл. 4.

Для пользования программой необходимо иметь динамическую характеристику машины и заранее подготовить исходные данные в соответствии с таблицей 5.

Выполнение программы начинается с ввода в ЭВМ фамилии и номера группы студента.

Далее ЭВМ запрашивает поочередно данные для расчета.

После окончания ввода исходных данных ЭВМ рассчитывает и выводит в виде таблиц величины D_сц и D для каждого из участков. Последовательно необходимо нанести D_сц на динамическую характеристику. Если по результатам расчетов при порожней машине D<0, скорость движения будет вычисляться по формуле (42). Во всех остальных случаях ЭВМ запросит значение скорости V, которую необходимо выбрать по динамической характеристике.

После вычисления средневзвешенной величины f±i для груженого и порожнего ходов машины на дисплей выводятся их значения и ЭВМ запрашивает значение коэффициента К_у для этих режимов движения, которые выбираются по графику на рис.5 и вводятся непосредственно с клавиатуры дисплея.

Вывод результатов расчетов начинается сообщением фамилии, номера группы студента и наименование расчета.

Результаты выводятся на печатающее устройство в виде таблицы по частям: в начале первые четыре колонки, затем три остальные.

Пример вывода основных результатов расчета представлен ниже:

Иванов ПТМ-12 Расчет строительно-дорожной машины

Участок Длина К. качения Подъем, горизонт., уклон

Груженый

1 1200 .006 0

2 3000 .03 12

3 2300 .08 0

Порожний

3 2300 .08 0

2 3000 .03 -12

1 1200 .006 0

Фактор скорость время движения

.006 17 254.11777

.15 6,5 1661.539

.08 14 591.4286

.08 25 331.2

-.09 11.68332 924.3948

.006 32 135

Время движения: груженого TG = 2507.085

порожнего TP = 1390.595

Продолжительность рейса TR = 4689.539

Техническая производительность PT = 20.72698

Средний расход топлива А = 136.0924.

Таблица 4. Идентификаторы параметров

Параметр	Обозначение	Идентификатор
1	2	3
Грузоподъемность Полный вес машины груженой порожней Сцепной вес машины Площадь лобового сопротивления Коэффициент сопротивления воздуха Длина тормозного пути КПД передачи Удельный расход топлива Вместимость кузова машины (число ковшей экскаватора) Производительность цикла экскаватора Вместимость ковша Продолжительность разгрузки с маневрированием Число участков Подъем (уклон) Коэффициент качения Коэффициент сцепления Длина участка Динамический фактор по сцеплению Динамический фактор Параметр уклона дороги Время движения по участкам Скорость движения по участкам Время движения машины: груженой порожней Скорость движения по трассе груженой порожней Коэффициент, учитывающий ускорение, замедление для машины груженой порожней Продолжительность рейса Техническая производительность Средний расход топлива	Q G_a G_o G_сц F K S_T h_T g_e n_k t_ц V_k t_разгр i f j l D_сц D t (St)_гр (St)_пор V_гр V_пор K_у.гр K_у.пор T_рс П_техн A_a	Q MG M0 MS F KV LT KP СУ NK TC VK TZ A У(x,1) У(x,2) У(x,3) У(x,4) DS DF(G,x) G TD(G,x) V(G,x) TG TP VG VP K1 K2 TR PT AA

Таблица 5. Исходные данные для тягово-эксплуатационных расчетов.

Параметр	Единица	Обозначение
Грузоподъемность Полный вес груженой машины Сцепной вес машины Площадь лобового сопротивления Коэффициент сопротивления воздуха Длина тормозного пути КПД передачи Удельный расход топлива Вместимость кузова машины (число ковшей экскаватора) Вместимость ковша Продолжительность цикла экскаватора Продолжительность разгрузки с маневрированием Число участков Подъем (уклон) участка Коэффициент качения Коэффициент сцепления Длина участка	кг Н Н м² - м - г/квт.ч шт. м³ с с - - - - м	Q G_a G_сц F K S_T h_T g_e n_k V_k t_ц t_разгр - i f j l

Рисунок 6. Схема алгоритма тягово-эксплуатационного расчета строительно-дорожной машины
Приложение А

Таблица 6. Параметры трассы.

Вариант задания

Длина участка, м

Подъем

i₁

Горизонт.

i₂

Уклон

i₃

l₁

l₂

l₃

1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 23 24 25 26 27 28 29 30

1600 1700 1800 2000 2500 3000 1600 400 1800 2000 1500 1700 1300 2000 2500 3000 500 2500 2000 2500 1600 1700 1800 3000 3500 4000 2000 2500 2000 600

400 400 500 550 400 500 700 750 450 850 500 550 500 650 400 400 500 700 600 500 400 450 500 550 400 500 300 400 700 800

300 450 500 300 600 650 300 1700 800 500 300 450 600 400 300 450 3500 600 400 700 300 400 500 300 600 650 550 600 550 3000

0,06 0,08 0,12 0,05 0,07 0,1 0,06 0,085 0,1 0,12 0,06 0,05 0,065 0,05 0,08 0,11 0,05 0,04 0,05 0,07 0,06 0,08 0,12 0,05 0,07 0,09 0,1 0,07 0,06 0,08

0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0

0,045 0,08 0,05 0,04 0,035 0,045 0,045 0,08 0,03 0,04 0,05 0,04 0,04 0,045 0,035 0,04 0,04 0,04 0,04 0,045 0,045 0,065 0,04 0,04 0,035 0,045 0,04 0,05 0,04 0,08

i_i = tga_i ,где a_i - угол подъема или уклона

Таблица 7. Характеристика трассы

Участок	Дорога	Коэффициент качения f пневмоколеса	Коэффициент сцепления j
1. 2. 3.	Грунтовая в забое Усовершенствованная щебеночная Грунтовая на отвале	0,04 – 0,05 0,02 – 0,03 0,06 – 0,07	0,3 0,5 0,3

Приложение Б

Таблица 8. Характеристика СДМ

Основные технические данные	Марка автомобиля
Основные технические данные	МАЗ-5549	КрАЗ-256 Б1	БелАЗ--540 А
Вариант задания	1 - 10	11 - 20	21 - 30
Грузоподъемность, Н Вес груженой машины, Н Вес порожней машины, Н Сцепной вес машины, Н Площадь лобового сопротивления, м2 КПД трансмиссии Удельный расход топлива, г/квт.ч Объем кузова, м3 Вместимость ковша экскаватора, м3 Радиус качения, м Продолжительность разгрузки машины с маневрированием, сек Габаритная высота, м Продолжительность рабочего цикла экскаватора, сек Колея, м База, мм Высота центра масс, м Масса основных агрегатов, кг Двигатель с оборудованием, сцеплением и коробкой передач Мосты: передний задний Рама Кабина с оборудованием Колесо в сборе с шиной Кузов Коробка передач, передаточные числа: 1 передача 2 передача 3 передача 4 передача 5 передача Задн. Ход	80000 153750 73750 100000 5,3 0,82 105 5,1 0,5 0,6 80 2725 13 1,86 3400 1,2 1195 345 825 537 450 120 2500 5,28 2,9 1,52 1,00 0,66 5,48	120000 230150 110150 188500 6,4 0,8 110 6,0 1,0 0,535 100 2,78 25 1,95 4080 1,8 1400 365 770 732 673 138 3000 5,26 2,9 1,52 1,00 0,66 5,48	270000 480000 210000 324000 10,7 0,85 160 15,0 4,6 0,745 120 3,58 55 3,2 4200 2,2 2900 1880 2550 3250 450 500 7000 2,46 1,43 0,70 - - 1,60
Коэффициент сопротивления воздуха	0,06-0,07

Приложение В

Рисунок 7. Динамическая характеристика автомобиля МАЗ-5549

Приложение Г

Рисунок 8. Динамическая характеристика автомобиля КрАЗ-256 Б1 при включенной раздаточной коробке: а) – 1й ступени; б) – 2й ступени

Приложение Е

Рисунок 9. Динамическая характеристика автомобиля БелАЗ-540А

Литература

Фиделев А.С., Марич В.Н., Вольтерс А.Ю. Расчет автотракторного транспорта в строительстве на микроЭВМ. – К.: Выща школа, 1991.
Добронравов С.С. Строительные машины и оборудование: Справочник для ВУЗов. – М.: Высшая школа, 1991.

Дата добавления: 2018-02-18; просмотров: 535; Мы поможем в написании вашей работы!

Поделиться с друзьями:

⇐ Предыдущая 12

Мы поможем в написании ваших работ!