Заключение

Вариант.

1. РАСЧЕТ СИЛ СОПРОТИВЛЕНИЯДВИЖЕНИЮ ПОЖАРНОГО АВТОМОБИЛЯИ МОЩНОСТИ, ЗАТРАЧИВАЕМЫЕ НА ИХ ПРЕОДОЛЕНИЕ.

Согласно варианту задания исходными данными для определения сил сопротивления движению автомобиля и мощностей на их преодоление являются:

· Тип пожарного автомобиля – АЛ-30(131)

· Базовое шасси – ЗИЛ–131;

· Колесная формула 6х6;

· Масса автомобиля М=10200кг;

· Номинальная мощность двигателя ;

· Ширина автомобиля В=2,5м;

· Высота автомобиля Н=3,2;

· Скорость движения автомобиля на первой передаче ϑ=10км/ч

· Максимальнаяскоростьдвиженияϑ_max= 80км/ч;

· Тип покрытия дороги – щебень;

· Угол подъема (уклона) дороги α_max = 2,0 град;

· Ускорение автомобиля a = 0,6 м/с²

· Скорость движения автомобиля ϑ = 50км/ч.

1.1 Определение мощности двигателя автомобиля, затрачиваемую на преодоление сопротивлений движению.

Сила тяжести автомобиля (рис 1.1) определяется по формуле:

G= М ·g,

где М=10200 кг – масса автомобиля;

g=9,81м/с² – ускорение силы тяжести.

В результате

G = 10200·9,81 =100062Н.

Сила сопротивления качению автомобиля равна

=G· f · соsα

где G = 100062– сила тяжести автомобиля с грузом;

f = 0,020 – коэффициент сопротивления качению, для дороги с щебневым покрытием;

α = 2,0° град - угол подъема дороги.

Получим

= 100062· 0,020 · соs2,0°= 1801.1 Н.

Рис.1.1 Силы сопротивления движению автомобиля на наклонном участке дороги.

Силу сопротивления уклону определяем по формуле:

=G· sinα

где G = 100062– сила тяжести автомобиля;

α = 2.0 град - угол уклона дороги.

Получим

= 100062 · sin2.0° = 3492.1Н.

Сила сопротивления дороги равна:

= + ,

где = 1801.1 Н – сила сопротивления качению автомобиля;

= 3492.1Н – сила сопротивления уклону.

Получим

= 1801.1+ 3492.1= 5293.2Н.

Приближенное значение лобовой площади автомобиля может быть определено по формуле:

F=0,8·B·H,

где В = 2.5 м – ширина автомобиля;

Н= 3.2 м – высота автомобиля.

В результате

F = 0,8·2.5·3.2 = 6.4 м²_.

При движении автомобиля возникает сила сопротивления воздуха, которая обусловлена перемещением частиц воздуха и их трением о поверхность машины, и определяется по формуле:

где =0,5 – коэффициент сопротивления воздуха (коэффициент обтекаемости), зависит от формы и качества поверхности автомобиля;

F=6.4 м² – приближенное значение лобовой площади автомобиля;

ϑ= 50 км/ч – скорость движения автомобиля;

ϑ_в = 0 км/ч – скорость ветра

Получим

Сила сопротивления разгону возникает в результате затраты энергии на раскручивание вращающихся частей двигателя и трансмиссии, а также колес при разгоне автомобиля, и может быть определена по формуле
где G = 100062Н– сила тяжести автомобиля;

=9,81м/с² – ускорение силы тяжести;

- коэффициент учета вращающихся масс автомобиля (для высшей передачи можно ориентировочно принять равным =1,1)

α = 0,6м/с² – ускорение автомобиля.

В результате

Мощности на преодоление сил сопротивления движения равны

В результате получим

Мощность двигателя автомобиля, затрачиваемую на преодоление сопротивлений движению, определяем по формуле:

где = 0,85 – коэффициент полезного действия трансмиссии.

Получим

1.2 Определение максимального преодолеваемого автомобилем уклона.

Максимальный уклон дороги автомобиль преодолевает на первой передачи без ускорения (). Поскольку скорость машины невелика, для упрощения расчетов можем принять (рис.1.2). Максимальный угол преодолеваемого уклона из условия тяги по мощности определяется по формуле:

где = 110 кВт – номинальная мощность двигателя автомобиля;

= 0,85 – коэффициент полезного действия трансмиссии;

ϑ₁ = 10км/ч – скорость движения автомобиля на первойпередаче;

G = 100062 – сила тяжести автомобиля;

= 0,020 – коэффициент сопротивления качению для сухой щебневой дороги;

= 0,022 – коэффициент сопротивления качению для влажной щебневой дороги.

Для сухой асфальтированной дороги

Для влажной асфальтированной дороги

Рис. 1.2 Максимальный уклон дороги.

Однако, в случае, когда сцепление колес автомобиля с дорогой невелико (мокрая, грязная, заснеженная, обледенелая дорога) автомобиль не может развить максимальную тягу (колеса буксуют) и угол преодолеваемого уклона будет меньше, чем на сухой дороге, поэтому угол преодолеваемого уклона находится также из условия силы тяги автомобиля. Сцепной вес (вес машины, приходящийся на ведущие колеса) для грузовиков с полной нагрузкой при колесной формуле 6х6 будет равен:

= G,

где G =100062 Н – сила тяжести автомобиля.

= 100062Н.

Максимальный преодолеваемый автомобилем уклон из условия силы тяжести по сцеплению определяется по зависимости:

где = 100062Н – сцепной вес машины;

= 0,7 ( =0,4) – коэффициент сцепления колес с сухой (влажной) щебенчатой дорогой;

= 0,020 ( = 0,022) – коэффициент сопротивления качению для сухой (влажной) асфальтированной дороги.

На сухой щебёнчатой дороге

На влажной щебёнчатой дороге

Таким образом, на влажном покрытии угол преодолеваемого автомобилем подъема снижается, для сухой дороги он будет равен 15,2градусов, а для влажной 15,01 градусов.

1.3 Определение коэффициента сопротивления качения дороги, при котором автомобиль может достичь максимальной скорости движения.

Максимальную скорость движения =90км/ч при полной загрузке автомобиль может достичь при движении по горизонтальной дороге (), при дальнейшее ускорение автомобиля невозможно (). Таким образом, тяговая сила на ведущих колесах автомобиля тратится на преодоление сопротивления качению и ветровое сопротивление (рис.1.3).

Рис.1.3 Силы сопротивления движения на горизонтальной дороге

Максимально возможный коэффициент сопротивления дороги, при котором автомобиль сможет развить максимальную скорость, определяется по формуле:
где = 110 кВт – номинальная мощность двигателя автомобиля;

= 0,85 – коэффициент полезного действия трансмиссии;

= 0,5 – коэффициент сопротивления воздуха (коэффициент обтекаемости), зависит от формы и качества поверхности автомобиля;

F=5,2 м² – приближенное значение лобовой площади автомобиля;

=80 км/ч – максимальная скорость автомобиля;

G = 100062 Н – сила тяжести автомобиля.

В результате получим:

Таким образом, груженный автомобиль сможет развить максимальную скорость на асфальтированной дороге и ровных участках грунтовой и щебеночных дорог.

1.4 Определение максимальной скорости на выбеге (с выключенным двигателем) при движении под уклон α_у= 2.0 град.

При движении автомобиля под уклон при выключенном двигателе ( =0) движущей силой будет являться сопротивление уклону , направленная в сторону движения. Движущая сила будет тратиться на преодоление сопротивлению качения и сопротивление воздуха (рис.1.4).

Рис.1.4 Силы сопротивления при движении под уклон.

Максимальная скорость движения автомобиля на спуске определяется по зависимости:

где G = 100062 Н – сила тяжести автомобиля;

= 0,5 – коэффициент сопротивления воздуха (коэффициент обтекаемости), зависит от формы и качества поверхности автомобиля;

F=5,2 м² – приближенное значение лобовой площади автомобиля;

=2.0 град - угол уклона дороги.

В результате получим

1.5 Определение сопротивления движению автомобиля при его движении без ускорения по горизонтальному участку дороги для скорости 30, 60 и ϑ_max км/ч.

Во время движения автомобиля по горизонтальному участку дороги без ускорения силы и . При этом сопротивление движению будет равно:

= ,

где = 1801.1 Н – сопротивление качению.

Сопротивление воздуха при движении со скоростью 30, 60 и 90 км/ч будет равно

Тогда сопротивление движению автомобиля равно

= = 1981 Н;

= = 2521 Н;

= = 3421 Н.

Графики зависимостей сопротивлений от скорости движения автомобиля представлены на рис.1.5

Рис.1.5. График изменения сопротивлений от скорости движения

Из графиков видно, что сопротивление качению автомобиля не зависит от скорости, а сопротивление воздуха с изменением скорости изменяется по квадратичной зависимости.

2. ТОРМОЗНЫЕ СВОЙСТВА ПОЖАРНЫХ АВТОМОБИЛЕЙ

Тормозные свойства автомобиля имеют важное значение, так как от них во многом зависит безопасность движения. Измерителями тормозных свойств являются замедление при торможении , м/с²; время торможения , с; тормозной путь , м. Экстренным называется торможения, при котором тормозные силы на колесах достигают величины, максимально возможной по сцеплению. Экстренное торможение вызывает повышенный износ шин и тормозных механизмов.

2.1Определение замедления и времени экстренного торможения.

При торможении автомобиля движущей силой будет сила инерции

, а удерживающими силами будут сила сопротивления воздуха (при экстренном торможении скорость автомобиля быстро падает, и влияние силы сопротивления воздуха незначительно, поэтому ), сила сопротивления уклону (при движении на подъем) и тормозные силы на колесах и (рис.2.1).

Рис.2.1 Силы, действующие на автомобиль при экстренном торможении.

Для горизонтальной дороги и дорог, имеющих небольшие уклоны, при экстренном торможении замедление равно

α_э = ,

где = 0,7 – коэффициент сцепления колес дорогой;

=9,81м / с² – ускорение силы тяжести.

В результате

α_э =0,7·9,81=6.8м/с²

Время экстренного торможения равно:
где = 50 км / ч – скорость движения автомобиля;

= 0,7 – коэффициент сцепления колес дорогой.

В результате получим

2.2Определение тормозного пути

Тормозной путь – это расстояние, проходимое автомобилем с момента начала торможения до полной остановки, в течение которого замедление имеет максимальную величину.

При торможении на горизонтальном участке дороги тормозной путь равен

где = 1,4 – коэффициент эффективности торможения, учитывает несоответствие тормозных усилий на колесах и приводящийся на них сцепной вес, неравномерность действия тормозных колодок, конструктивные параметры тормозных механизмов

40, =60, =90 км / ч – расчетные скорости движения автомобиля; =0,7, =0,4, =0,225 – коэффициенты сцепления, соответственно, для сухого и влажного щебёнчатого покрытия и накатанной заснеженной дороге.

Тормозной путь автомобиля на сухой щебёнчатой дороге

Тормозной путь автомобиля на влажной щебёнчатой дороге

Результаты расчетов значений длины тормозного пути занесены в таблицу 1.

Длина тормозного пути АЦ 1,5 – 30 (5301), м.

Тип покрытия	Коэф. сцепления,	Скорость движения автомобиля
Сухой щебень	0,7	12.5	28,3	63,7
Влажный щебень	0,4	22,0	49,6	111,6

2.3 Построение графиков зависимости =f(v) и =f()

По данным таблицы 1 построены графики =f(v) и =f() (рис.2.2).

Рис.2.2 Графики зависимости тормозного пути:

а) скорости движения автомобиля, б) коэффициента сцепления колес с дорогой.

Из графиков видно, что с увеличением скорости движения и снижения коэффициента сцепления колеса и дороги тормозной путь автомобиля возрастает.

2.4 Определение тормозного пути на наклонном участке дороги

Тормозной путь автомобиля, движущегося по наклонному участку дороги можно определить по формуле

где = 1,4 – коэффициент эффективности торможения, учитывает несоответствие тормозных усилий на колесах и приводящийся на них сцепной вес, неравномерность действия тормозных колодок, конструктивные параметры тормозных механизмов;

= 50 км / ч –скорость движения автомобиля;

=0,7 – коэффициент сцепления, для сухого асфальтированного покрытия дороги;

- уклон дороги, знак "-" ставится, если машина движется под уклон, знак "+", если машина движется на подъем.

Длина тормозного пути при движении автомобиля по щебёнчатой дороге на подъем в 2° и 4° со скоростью 50 км / ч равна

Длина тормозного пути при движении автомобиля по щебёнчатой дороге под уклон в 2° и 4° со скоростью 50 км / ч равна

По результатам расчета построен график зависимости длины тормозного пути от уклона дороги (рис.2.3)

Рис.2.3 Зависимость длины тормозного пути автомобиля от уклона дороги

Таким образом, при движении автомобиля на подъем тормозной путь уменьшается, а при движении под уклон – увеличивается.

2.5 Определение остановочного пути

Остановочный путь – это расстояние, проходимое автомобилем от момента, когда водитель заметил препятствие, до полной остановки автомобиля. Остановочный путь больше, чем тормозной, так как он кроме тормозного пути дополнительно еще включает путь, проходимый машиной за время реакции водителя, время срабатывания тормозного привода и увеличения замедления

где = 1с – время реакции водителя, зависящее от его возраста, квалификации, утомленности;

= 0,4с – время срабатывания тормозного привода от момента нажатия на тормозную педаль до начала действия тормозных механизмов;

= 0,4с – время увлечения замедления от нуля до максимального значения;

= 50 км / ч – скорость движения автомобиля.

В результате

2.6 Определение пути движения автомобиля на выбеге

При движении автомобиля на выбеге движущей силой будет сила инерции , а удерживающими сила сопротивления воздуха (поскольку сила сопротивления воздуха при торможении изменяется от первоначального значения до нуля, в расчетах можно принять это сопротивление равным ), сила сопротивления уклону (при движении на подъем) и сила сопротивления качению (рис.2.4).

Рис.2.4 Силы, действующие на автомобиль, при движении на выбеге

Путь, пройденный автомобилем на выбеге на горизонтальном участке дороге, равен

где М = 10200 кг – масса автомобиля;

=50 км / ч –скорость движения автомобиля;

≈1,1 – коэффициент учета вращающихся масс;

=0,85 – коэффициент полезного действия трансмиссии;

= 0,020 – коэффициент сопротивления качению для сухой щебёнчатой дороге;

=9,81м/с² – ускорение силы тяжести;

=2,5м – ширина автомобиля;

= 3,2 м – высота автомобиля;

=0,5 – коэффициент сопротивления воздуха (коэффициент обтекаемости), зависит от формы и качества поверхности автомобиля.

В результате получим

2.7 Определение уклона дороги, при котором автомобиль начнет движение

При стоянке автомобиля на дороге с уклоном, удерживающей силой будет сопротивление качению , а движущей силой сопротивление уклону (рис.1.4). В случае если удерживающая сила будет меньше движущей силы, а тормоза будут выключены, автомобиль начнет движение. Уклон дороги, при котором автомобиль может начать движение, определяется по формуле

,

Где = 0,019 – коэффициент сопротивления качению для сухой асфальтированной дороги.

В результате

= 1,2 град.

3. ОПРЕДЕЛЕНИЕ СОПРОТИВЛЕНИЯ КОПАНИЮ ГРУНТА БУЛЬДОЗЕРОМ

Согласно варианту задания исходными данными для определения сопротивления копанию грунта бульдозером являются: марка бульдозера –

ДЗ-110ХЛ; базовый трактор –Т-130БГ-1.; масса бульдозера - М=16370 кг; длина отвала - В=3,22 м; высота отвала - Н=1,14 м; мощность двигателя - = 118 кВт; тип разрабатываемого грунта – песок; дальность транспортирования грунта - =70 м.

3.1 Расчет сопротивления копанию грунта бульдозером

Сцепной вес машины определяем по формуле

= · ,

где =9,81м/с² – ускорение силы тяжести;

= М = 16370 кг – сцепная масса колесного бульдозера.

= 16370 · 9,81= 160589 Н.

Сила тяги из условия сцепления движителя с грунтом равна

= · ,

де = 160589Н – сцепной вес бульдозера Т-130БГ-1;

= 0,7 – коэффициент сцепления колес с грунтом.

В результате

= 160589 · 0,7 = 112412 Н.

Объем призмы волочения зависит от геометрических размеров отвала, свойств грунта и определяется по формуле

где В = 3,22 м – длина отвала;

Н = 1,14 м – высота отвала;

= 0,80 – коэффициент, зависящий от характера грунта и отношения

Н/В 1,14/ 3,22 = 0,354.

В результате получим

Глубину резания при перемещении грунта отвалом с целью восполнения потерь грунта из призмы волочения в боковые валики можно определить по формуле

где = 0,028 – коэффициент, учитывающий потери грунта;

= 2.61м³ – объем призмы волочения грунта;

В = 3.22м – длина отвала.

Получим

Площадь поперечного сечения вырезаемой отвалом стружки равна

F= B ·

где В = 3,22 м – длина отвала;

= 0.022 м – глубина резания.

В результате

F=3.22 · 0,022 = 0,070 м².

Сопротивление резанию определяется по зависимости

= К F,

гдеF= 0,070 м² – площадь поперечного сечения вырезаемой отвалом стружки;

К=60000 Н/м² – удельное сопротивление резанию песка.

В результате

= 60000 0,070= 4200 Н.

Сопротивление перемещению призмы грунта перед отвалом равно

где = 2,61 м³ – объем призмы волочения грунта;

= 0,65 – коэффициент трения грунта по грунту;

=17000 Н/м³- объемный вес суглинка;

=1,15 – коэффициент разрыхления суглинка,
Получим

Вес призмы грунта перед отвалом определяется по формуле

где = 2,61 м³ – объем призмы волочения грунта;

=17000 Н/м³- объемный вес суглинка.

В результате

=2,61 · 17000 = 44370Н.

Сопротивление перемещению грунта вверх по отвалу

= · · сos²δ,

где = 44370 Н – вес призмы грунта перед отвалом;

= 0,50 коэффициент трения песка по металлу;

Δ = 50° - угол резания грунта.

В результате получим

=44370 · 0,50 · сos²50° = 9095 Н.

Горизонтальную составляющую результирующей силы сопротивления копанию можно определить по формуле

= + + ,

где = 4200Н – сопротивление резанию;

= 24982 Н – сопротивление перемещению призмы грунта перед отвалом;

= 9095Н – сопротивление перемещению грунта вверх по отвалу.

В результате

= 4200+ 24982+ 9095= 38277 Н.

Сопротивление, возникающее от трения ножа бульдозера о грунт равно

= · · t v,

где = 0,50 коэффициент трения песка по металлу;

= 38277Н – горизонтальная составляющая результирующей силы сопротивления копанию;

v ≈17° - угол наклона результирующей силы сопротивления на отвале.

Получим

= 0,50 · 38277 · tg 17° = 5741 Н.

Сопротивление перемещению бульдозера равно

= M · · f,

где М = 16370 кг – масса бульдозера;

=9,81м/с² – ускорение силы тяжести;

f= 0,11 – коэффициент сопротивления перемещению движителей трактора.

В результате получим

= 16370 · 9,81 · 0,11 = 17664 Н.

При лобовом резании и транспортировании грунта отвалом бульдозера по горизонтальной поверхности возникает сумма сопротивлений (сопротивлений копанию).

∑W= + + + + .

Получим

∑W= 4200 + 24982 + 9095 + 5741 + 17664= 61682 Н.

Рис.3.2 Схема к определению сопротивления копанию суглинка бульдозером ДТ – 75Н

3.2 Составление уравнения силового баланса

Мощность двигателя и передаточные числа трансмиссии бульдозера подбираются из того условия, чтобы при встречи с непреодолимым препятствием начиналось буксование движителей, а силовая установка продолжала бы работать (двигатель не глохнет).

Для нормальной работы бульдозера необходимо соблюдение условия

≥ ≥ ∑W,

где – тяговое усилие, развиваемое двигателем машины и передаваемое на ее движитель;

= 112412Н – максимальная сила тяги, развиваемая движителем из условия его сцепления с грунтом;

∑W=61682Н – сумма сопротивлений.

В нашем случае

≥ = 112412 Н ≥ ∑W=61682Н

Условие выполняется.

3.3 Определение производительности бульдозера

Скорость движения бульдозера при перемещении грунта можем найти по зависимости

где = 118 Вт – номинальная мощность двигателя машины;

≈ 0,85 – коэффициент полезного действия трансмиссии;

∑W = 61682 Н – сумма сопротивлений.

В результате

Длительность цикла определяется выражением

где = 8 м – длина пути резания;

= 70 м – дальность перемещения грунта;

= 0.45 м/с – скорость движения бульдозера при резании грунта;

= 1,5 м/с – скорость движения бульдозера при транспортировании грунта;

= 1,7 м/с – скорость движения бульдозера при движении задним ходом;

t_п=4с – время на переключение передач;

t_o=3с – время на опускание или подъем отвала.

Получим

Производительность бульдозера при резании и перемещении грунта определяется по формуле

где = 2,61 м³ – объем призмы волочения грунта;

= 0,82 – коэффициент использования бульдозера по времени;

- коэффициент, учитывающий влияние уклона местности на производительность бульдозера (при перемещении грунта под уклон производительностьбульдозера возрастает, при перемещении грунта в гору производительность снижается), в данном расчете считаем, что бульдозер работает на горизонтальном участке и поэтому =1;

=1,2– коэффициент разрыхления суглинка;

= 95с – время цикла.

Получим

4. РАСЧЕТ КОМПЛЕКТА МАШИН ЭКСКАВАТОР-АВТОСАМОСВАЛ

Согласно варианту задания исходными данными для расчета комплекта машин экскаватор-автосамосвал являются:

· объем завала – V= 3400 м³;

· грунт в завале – песок;

· марка экскаватора, привлеченного к разбору завала – ЭО-4323;

· сложность разработки грунта (условия работы) – лёгкие;

· дальность транспортировки грунта - = 7000 м;

· тип покрытия дороги – щебень;

· уклон дороги – α= -3°;

· максимально допустимая скорость движения - = 65 км/ч.

4.1 Подбор рационального типоразмера автосамосвалов для имеющегося экскаватора.

С учетом марки экскаватора, типа грунта и сложности его разработки определим рациональный типоразмер (грузоподъемность) автосамосвала

где - рекомендуемое число ковшей, обеспечивающее полную загрузку кузова автосамосвала;

= 1,00 м³ – вместимость ковша экскаватора ЭО-4323 для средней сложности разработки грунта;

=1,1 – коэффициент, учитывающий наполнение ковша экскаватора грунтом;

= 16000 Н/м³ – объемный вес песка в плотном теле;

= 1,15 – коэффициент разрыхления песка;

=9,81м/с² – ускорение силы тяжести.

После подстановки значений получаем интервал необходимой грузоподъемности автосамосвала

По данным таблицы 4.3 /1/ принимаем автосамосвал МАЗ – 5549 с грузоподъемностью = 8000 кг; массой М = 7225 кг; номинальной мощностью двигателя = 132 кВт; шириной В = 2,50 м; высотой Н = 2,72м.

Уточним, каким количеством ковшей будет загружаться автосамосвал

где = 8000 кг – грузоподъемность автосамосвала МАЗ – 5549

=1,15 – коэффициент разрыхления песка;

=9,81м/с² – ускорение силы тяжести;

= 1.00 м³ – вместимость ковша экскаватора ЭО-4323 для средней сложности разработки грунта;

=1,1 – коэффициент, учитывающий наполнение ковша экскаватора грунтом;

=16000 Н/м³ – объемный вес песка в плотном теле.

В результате

Окончательно принимаем, что автосамосвал МАЗ – 5549 будет загружаться пятью ковшами экскаватора ЭО-.4323

4.2 Определение потребной мощности двигателя

Груженый автосамосвал движется под уклон, α= -3°, а без груза на подъем. Для определения транспортных скоростей автосамосвала определим сопротивления движению самосвала и мощности на их преодоление. Определим мощности необходимые на преодоление сопротивлений качению , уклону и ветрового сопротивления (рис.4.1), а также потребную мощность двигателя , при движении автомобиля со скоростью 20, 40, 60 и 80 км/ч с грузом и без груза, для упрощения расчетов примем, что автомобиль движется равномерно().

Рис. 4.1 Силы сопротивления движению автомобиля с грузом

Движение автосамосвала с грузом.

Вес самосвала с грузом определяется по формуле

=(М+ ) · ,

где М = 7225 кг – масса автосамосвала;

= 8000 кг – грузоподъемность автосамосвала;

=9,81 м/с² – ускорение силы тяжести.

В результате

= (7225+8000) · 9,81= 149357 Н.

Сопротивление качению равно

= · f · соsα,

где = 149357 Н – вес самосвала с грузом;

f = 0,025 – коэффициент сопротивления качению для дороги с щебеночным покрытием;

α = -3° - уклон дороги.

Получим

= 149357 · 0,025 · соs-3°= -3360 Н.

Сопротивление уклону (в данном случае автосамосвал с грузом движется под уклон, и данное сопротивление будет помогать движению) равно

= ·sinα,

где = 149357Н – вес самосвала с грузом;

α = -3° - уклон дороги.

В результате

= 149357· sin3° = -7467 Н.

Сопротивление воздуха будет изменяться вместе со скоростью движения автосамосвала и может быть определено по формуле

где В = 2,50 м – ширина автосамосвала;

Н = 2,72 м – высота автосамосвала;

= 0,5 – коэффициент сопротивления воздуха (коэффициент обтекаемости), зависит от формы и качества поверхности автомобиля;

ϑ =20км/ч, ϑ = 40 км/ч, ϑ = 60 км/ч, ϑ = 80 км/ч – скорость движения автомобиля.

Получим

Мощности на преодоление сил сопротивления движению равны

Определим потребные мощности для скоростей 20, 40, 60 и 80 км/ч

Движение автосамосвала без груза (холостой ход)

Вес самосвала определяется по формуле

G=М· ,

где М = 7225 кг – масса автосамосвала;

=9,81 м/с² – ускорение силы тяжести.

Получим

G=7225·9,81= 70877 Н

Сопротивление качению равно

= · f · соsα,

где G=70877Н – вес самосвала;

f = 0,025 – коэффициент сопротивления качению для дороги с асфальтобетонным покрытием;

α = -3° - уклон дороги.

В результате

= 70877· 0,025· соs3°= -1594 Н.

Сопротивление уклону (в данном случае автосамосвал без груза движется на подъем, и данное сопротивление будет препятствовать движению) равно

=G · sinα,

где G = 70877Н – вес самосвала;

α = -3° - уклон дороги.

В результате получим

= 70877· sin3° = -3709Н.

Сопротивление воздуха при движении без груза будет точно таким же, как и при движении самосвала с грузом.

Мощности на преодоление сил сопротивления движения равны

Определим потребные мощности для скоростей 20, 40, 60 и 80 км/ч

Полученные значения запишем в таблицу 2.

Таблица 2. Мощности на преодоление сопротивлений движению автосамосвала ЗИЛ-ММЗ-554, кВт.

Скорость движения , км/ч	Движение автомобиля с грузом	Движение автомобиля без груза
	-18,6	-41.4	0,46	-77	-8,8	-41,4	0,46	-49
	-37.3	-83	3,7	-115	-17,7	-82	3,7	-94
	-56	-124.4	12,5	-164	-26	-124	12,5	-133
	-74,6	-166	29,7	-201	-35,4	-165	29,7	-227

Мощность двигателя автомобиля, затрачиваемую на преодоление сопротивлений движению можно определить по формуле

где =0,85 – коэффициент полезного действия трансмиссии автосамосвала;

=0,9 – коэффициент использования двигателя по мощности.

Потребляемые мощности двигателя при движении автосамосвала в груженном и порожнем состоянии на скорости 20,40,60,80 км/ч будут равны:

По данным таблицы 2 построим графики = f (v) и = f (v)

Рис.4.2 График зависимости потребной мощности двигателя автосамосвала от скорости движения.

4.3 Определение скорости движение автомобиля с грузом и без груза (холостой ход). Вычисление время цикла автомобиля

Из графика зависимости потребной мощности двигателя самосвала от скорости движения видно, чтоϑ_гр и ϑ_хх превышает ϑ_д, то транспортные скорости машины надо ограничить согласно условиям безопасности движения на данной трассе:ϑ_гр= ϑ_хх=ϑ_д = 40 км/ч.

Время цикла экскаватора при загрузке грунта в автосамосвал равно

≈1,25 ,

где = 16 с – время цикла экскаватора при разгрузке грунта в отвал.

Получим

≈1,25 16 = 20 с.

Время цикла автосамосвала складывается из времени загрузки самосвала экскаватором, транспортировки и разгрузки грунта и времени холостого хода

где с=5 – число ковшей необходимых дляполной загрузке автосамосвала;

= 20 с –время цикла экскаватора при разгрузке грунта в отвал;

=7000 м –дальность транспортировки грунта;

=60с – время разгрузки автосамосвала.

В результате

4.4 Определение производительности. Расчет количества автосамосвалов обслуживаемых одним экскаватором

Производительность одноковшового экскаватора определяется по формуле

где = 1.00 м³ – вместимость ковша экскаватора для средней сложности разработки грунта;

= 1,1 – коэффициент, учитывающий наполнение ковша экскаватора грунтом;

= 0,9 – коэффициент использования внутрисменного времени экскаватором, учитывает потери времени на маневрирование, ожидания при смене автосамосвалов и т.п.;

= 20 с –время цикла экскаватора при разгрузке грунта в отвал;

=1,15 – коэффициент разрыхления песка.

Получим

Производительность автосамосвала равна

где с= 5 – число ковшей необходимых дляполной загрузке автосамосвала;

= 1.00м³ – вместимость ковша экскаватора для средней сложности разработки грунта;

=1,1 – коэффициент, учитывающий наполнение ковша экскаватора грунтом;

=0,9 – коэффициент использования внутрисменного времени автосамосвалом, учитывает потери времени на разгоны и торможения, ожидания погрузки и т.п.;

=1051 с – время цикла автосамосвала;

= 1,15 – коэффициент разрыхления песка.

В результате

Количество автосамосвалов, которые может загружать экскаватор без простоев машин, определяется по зависимости

где = 15,49 м³/ч – производительность одноковшового экскаватора;

Date: 2015-05-09; view: 1406; Нарушение авторских прав