Информационный портал

Добро пожаловать, у нас Вы найдете все о строительной технике, включая колесные и гусеничные экскаваторы, грейдеры, бульдозеры,  тракторы, скреперы, бетононасосы и прицепы.

 

Сопротивления машин и движущие силы

Сопротивления. Ниже рассмотрены сопротивления, возникающие при работе бульдозера, бульдозера-рыхлителя и скрепера. Сопротивления выражают в нью­тонах (Н).

Бульдозер. В процессе работы бульдозера появляются сопротивления копанию, транспортированию грунта и движению машины, которые преодоле­ваются базовой машиной.

Рис. 105. Сопротивления, возникающие при работе бульдозера (а) и бульдозера-рыхлителя (б).

Наибольшее значение сопротивления для бульдозера определяют по формуле

W = + Wnp + Wn + Wc +Wa+ Wa,

где Wpeз - сопротивление резанию стружки грунта; Wпp — сопротивление перемещению призмы грунта по рабочей поверхности; Wн — сопротивле­ние трению ножа о грунт; Wс — сопротивление перемещению стружки грунта по отвалу; Wд - сопротивление движению машины на горизонталь­ной поверхности; Wa — сопротивление движению на подъем.

Сопротивление резанию грунта W рез зависит от ширины отвала, величины срезаемой стружки, прочности, влажности и состояния разрабатываемого грунта. Сопротивление перемещению призмы грунта Wnp связано с массой, которая пропорциональна размерам отвала, коэффициентам внешнего трения материа­ла.

Сопротивление трению ножа о грунт WH обусловлено внешними верти­кальными нагрузками на отвал и коэффициентами трения металла о грунт.

Сопротивление перемещению стружки по отвалу Wс зависит от массы приз­мы грунта, коэффициентов внутреннего трения материалов и грунта по металлу, состояния отвальной поверхности, угла резания ножа.

Сопротивление движению Wд машины равно произведению массы машины на коэффициент сопротивления качению, который зависит от состояния (твердое или разрыхленное) рабочей поверхности, природных свойств разрабатываемых материалов. Коэффициент сопротивления качению различен для гусеничного и колесного ходового устройства. При движении гусеничного трактора по рых­лому насыпному грунту коэффициент равен 0,08...0,1, по плотной грунтовой до­роге — 0,05...0,07. Для колесной машины коэффициент сопротивления качению по рыхлому насыпному грунту равен 0,1.. .0,15, плотной грунтовой доро­ге-0,05....0,06, а по асфальту - 0,02...0,03.

Сопротивление движению на подъем Wа принимают со знаком « + », под уклон — со знаком «-». При работе бульдозера на горизонтальной площадке это сопротивление равно нулю. Движение машины под уклон уменьшает общее со­противление бульдозера. Поэтому при бульдозерных операциях следует рабо­тать под уклон.

Бульдозер-рыхлитель.При рыхлении грунта общее сопротивление определяют по формуле

W = Wрых +Wд + Wа,

где Wpыx — сопротивление рыхлению грунта.

Сопротивление рыхлению грунта зависит от ширины зуба рыхлителя и ве­личины заглубления его опорной поверхности, а также от удельного сопроти­вления грунта рыхлению.

При увеличении ширины зуба, глубины рыхления и коэффициента удельного сопротивления грунта сопротивление повышается.

Коэффициент удельного сопротивления возрастает с увеличением прочности грунта.

Сопротивление Wa аналогично бульдозерному.

Скрепер. Для скреперов типичны два режима работы — транспортный и набор грунта.

При скреперных работах общее сопротивление равно

W = Wpeз + Wнап + Wпp +Wд+ Wа + Wл,

где Wнап — сопротивление наполнению ковша; Wл — лобовое сопротивление воздуха.

На сопротивление резанию грунта влияют ширина ковша, глубина сре­заемой стружки, физико-механические свойства разрабатываемых грунтов.

Сопротивление наполнению Wнап обусловлено трением, возникающим при прохождении пласта срезаемого грунта через толщу уже набранного грунта и по стенкам ковша.

Сопротивление перемещению призмы Wпp вызвано тем, что часть грунта при копании скапливается перед заслонкой и при движении скрепера переме­щается вместе с ним. Размер призмы зависит от типа грунта. Например, для сыпучих грунтов она больше.

Сопротивление движению Wд, так же как при работе бульдозера, зависит от массы машины, типа ходовой части, коэффициента сопротивления качению. При движении с грунтом в ковше это сопротивление больше, чем при переме­щении порожней машины.

Сопротивление движению на подъем Wa аналогично возникающему при ра­боте бульдозера. Выбор профиля пути с наименьшими подъемами при движе­нии, особенно груженого скрепера, имеет большое значение для повышения про­изводительности машины.

Лобовое сопротивление воздуха Wл возникает при движении самоходных колесных скреперов с большой скоростью в транспортном режиме. Оно зависит от площади лобовой поверхности машины и скорости движения. Перечисленные сопротивления в процессе набора грунта скрепером изменяются. В начале набо­ра основную долю составляют сопротивления резанию и передвижению, ко­торые по мере заполнения ковша достигают 30...40% от общего сопротивления.

Сопротивления наполнению ковша по мере увеличения высоты грунта в ковше и сопротивления перемещению призмы волочения к концу набора по­вышаются до 60…70% от общего.

Рис. 106. Сопротивления, возникающие при работе скрепера:

а - транспортный режим, 6 - набор грунта; R1 R2 - реакции от массы па передние

и задние колеса, Rf1 - Rf2 - сопротивление движению этих колес, Тт - сила тяги

толкача.

В транспортном режиме действуют сопротивления движению скрепера по горизонтальной поверхности и на подъем, а также лобовое сопротивление воз­духа (только для самоходных скреперов).

Движущие силы. Для преодоления возникающих сопротивлений необходима движущая сила (сила тяги Рк), развиваемая базовой машиной. Передвижение и работа машины осуществляются только в том случае, если сила тяги больше возникающих сопротивлений.

Двигатель развивает определенный крутящий момент Мд (Н • м), и частоту вращения ид (мин"1), маховика. Крутящий момент двигателя увеличивается с по­мощью трансмиссии и передается гусеницам или колесу базовой машины. Кру­тящий момент на ведущих колесах с учетом потерь энергии Мк (Н • м), в транс­миссии равен

Мк = Мд iт nм,

где iт — общее передаточное отношение трансмиссии на определенной пере­даче; т)м — к. п. д. трансмиссии.

Передаточное отношение трансмиссии /т изменяется в зависимости от вклю­ченной передачи базовой машины.

Силу тяги Рк (т), возникающую в гусеницах или на окружности ведущих ко­лес, определяют по формуле

Рк = Mк/ rк = (Мд iт nм)/rк,

где гк — радиус качения ведущей звездочки гусеницы или колеса, м. Скорость поступательного движения v (м/с) бульдозера находят по формуле

v = 0,105пд rк(1 - d)/ iT,

где d — коэффициент буксования движителей (проскальзывание движителя относительно опорной поверхности).

Подставляя соответствующие значения iт, по формулам можно определить крутящий момент, силу тяги и скорость движения на различных передачах базо­вого трактора или тягача.

Максимальная сила тяги, которую развивает машина, может быть меньше силы тяги, определенной по крутящему моменту двигателя, так как ограничена условиями сцепления движителя с опорной поверхностью. В этом случае

Рк = Gф,

где G — масса, воспринимаемая движителем; ф — коэффициент сцепления хо­довой части с опорной поверхностью.

Коэффициент сцепления гусеницы с грунтом составляет 0,9... 1,1.

При работе машин с гусеничной ходовой частью на песчаных и твердых по­верхностях принимают меньшие значения коэффициента сцепления, на грунто­вой дороге и целинной поверхности — большие.

Коэффициент сцепления для машин с колесной ходовой частью равен 0,5...0,7. Меньшие значения этого коэффициента - при работе на песчаной и глинистой поверхностях, большие — на асфальтовом и бетонном основаниях.

Подставляя в формулу различные значения коэффициента сцепления для определенных дорожных и грунтовых условий, можно определить соответ­ствующую силу тяги машины по сцеплению.

Смотрите также:

 

 
< Пред.