Тяговые расчеты сопротивлений передвижению машины

В расчетах необходимо определить сопротивления передвижению машины W и ее тяговые возможности по мощности привода ходового оборудования и по сцеплению движателя с опорным основанием (грунтом) .

Сопротивление передвижению W выразим следующим уравнением:

, (2)

где – сопротивление на рабочем органе машины, Н;

– сопротивление передвижению движителей по горизонтальному пути, Н;

– сопротивление повороту машины, Н;

– сопротивление движению на уклоне местности, Н;

– сопротивление инерции при разгоне и торможении, Н;

– сопротивление ветрового давления, Н.

В этом уравнении сохраняются только те сопротивления, которые имеют место в конкретном транспортном режиме работы машины.

- зависит от назначения и типа машины, характера выполняемых работ, конструкции рабочего органа и других факторов. Его расчет ведут для конкретных типов технологических машин.

, (3)

где f – коэффициент сопротивления передвижению движителя (табл. 1);

G – вертикальная составляющая внешней нагрузки на движители (сила тяжести машины).

не учитывают для колесных машин при движении по твердому основанию. Для колесных машин при езде по рыхлому грунту:

. (4)

Для гусеничных машин при езде по вязкому рыхлому грунту:

(5)

при езде по твердому грунту

(6)

С уменьшением радиуса поворота возрастает.

, (7)

где – масса машины, кг;

– 9,81 м/с2 – ускорение свободного падения;

– угол подъема пути машины. Знак (+) на подъем, (-) под уклон.

, (8)

где– скорость в конце разгона или начале торможения, м/с;

– продолжительность разгона (торможения), с. Знак (+) при разгоне, (-) при торможении.

, (9)

где– площадь, воспринимающая давление ветра, м2;

– распределенная ветровая нагрузка на 1 м2 поверхности (Па), зависит от географической зоны работы машины.

, (10)

где q – динамическое давление ветра, Па; q=125-500 Па

K=1,6...2,5 — коэффициент, учитывающий возрастание динамического давления по высоте, характер обтекания воздушным потоком и приращение его от пульсации скорости ветра.

Таблица 1

Коэффициенты сопротивления передвижению и коэффициенты сцепления

Вид опорной поверхности	Шинноколесный движитель	Гусеничный движетель
	Шины высокого давления	Шины низкого давления

Асфальт сухой	0,015...0,02	0,7... 0,8	0,02	0,7... 0,8	-	-
Грунтовая дорога	сухая укатанная	0,02... 0,06	0,6... 0,7	0,025...0,035	0,4... 0,6	0,06...0,07	0,8...1,0
	грязная влажная	0,13... 0,25	0,1... 0,3	0,15... 0,2	0,15...0,25	0,12...0,15	0,5...0,6
Грунт	рыхлый свежеотсыпанный	0,2... 0,3	0,3... 0,4	0,1... 0,2	0,4... 0,6	0,07... 0,1	0,6...0,7
	слежавшийся уплотненный	0,1... 0,2	0,4... 0,6	0,1... 0,15	0,5... 0,7	0,08	0,8...1,0
Песок	влажный	0,1... 0,4	0,3... 0,6	0,06... 0,15	0,4... 0,5	0,05... 0,1	0,6...0,7
	сухой	0,4... 0,5	0,25... 0,3	0,2... 0,3	0,2... 0,4	0,15... 0,2	0,4...0,5
Снег	рыхлый	0,4... 0,5	0,15... 0,2	0,1... 0,3	0,2... 0,4	0,1... 0,25	0,25... 0,35
	укатанный	0,05... 0,1	0,25... 0,3	0,03... 0,05	0,3... 0,5	0,04...0,06	0,4...0,6
Болото	-	-	0,25	0,1	0,3	0,15
Бетон	0,015...0,02	0,7... 0,8	0,02	0,7... 0,8	0,06	0,5...0,6

и- учитывают только для шинноколесных, для гусеничных машин пренебрегают.

Движение машины возможно, если выполняется условие (условие движения)

(4.11)

т.е максимальное тяговое усилиедолжно быть не меньше суммарного сопротивления движению W. Усилиеограничено двумя факторами: мощностью привода и условиями сцепления движителя с опорным основанием, с которыми оно связано следующими зависимостями:

; (4.12)

, (4.13)

где – суммарная мощность двигателей, Вт;

– общий КПД ходового оборудования машины;

– скорость передвижения, м/с;

– коэффициент сцепления движителя с основанием (табл.4.1)

Если условие не выполняется по : не хватает мощности, машина не может двигаться (переход на низкие передачи). Если условие не выполняется по : нет движения из-за буксования движителей (подкладывают материал с большим).

ТРАНСПОРТНЫЕ, ТРАНСПОРТИРУЮЩИЕ И ПОГРУЗОЧНО-РАЗГРУЗОЧНЫЕ МАШИНЫ

Строительный транспорт: автомобили-самосвалы, автопоезда, прицепы, тракторы и пневмотягачи

В строительстве для перемещения грузов используют наземный, водный и воздушный виды транспорта. Массовый (более>90% всех перевозок) – наземный (автомобильный, тракторный, железнодорожный, с использованием транспортирующих средств).

Автомобильный – более 80% перевозок. Автомобили, тракторы, пневмоколесные тягачи ведут основные перевозки грузов в строительстве. Их используют как тяговые средства прицепных и полуприцепных строительных машин, в качестве базы для кранов, экскаваторов, бульдозеров, погрузчиков, бурильных установок, коммунальных и других машин.

Тракторный транспорт применяют на бездорожье, вывозке леса, освоение стройплощадок, где автомобильные дороги не экономично устраивать.

Прицепы и полуприцепы – это несамоходные транспортные средства, перемещают их тягачом.

Транспортирующими называют технические средства непрерывного действия для перемещения массовых сыпучих и штучных грузов по определенным линейным трассам. Их делят на конвейеры (ленточные, пластинчатые, скребковые, ковшовые, винтовые, вибрационные) и устройства для трубопроводного транспорта (грузы перемещают в потоке жидкости или газа, в контейнерах).

Железнодорожный транспорт – для крупных объектов, при расстояниях более 200 км (крытые вагоны, полувагоны, платформы, цистерны, вагоны-самосвалы).

Водный транспорт – речные и морские суда. Сухогрузные и нефтеналивные – танкеры грузоподъемностью до 1000 т. Самоходные и несамоходные (баржи, секции). Недостаток: малая скорость перевозок, сезонность.

Воздушный транспорт используют в труднодоступных районах. Применяют грузовые самолеты, вертолеты и дирижабли. Для возведения высотных объектов (телебашни, ретрансляторы, доменные печи, трубы, реакторы, опоры ЛЭП, ректификацинные колонны, вертикальные аппараты, градирни и др.).

Грузовые автомобили и автопоезда. Грузовой автомобиль – это средство безрельсового транспорта с собственным двигателем, предназначенное для перевозки грузов.

Различают грузовые автомобили общего назначения, специализированные и специальные. Открытые платформы с откидными бортами, повышенной проходимости со всеми ведущими колесами, со сцепными устройствами для буксировки.

Вместе с прицепом или полуприцепом автомобиль образует автопоезд. По проходимости различают автомобили дорожные, внедорожные (карьерные), повышенной и высокой проходимости.

В зависимости от типа движителя автомобили высокой проходимости делятся на колесные, колесно-гусеничные, на воздушной подушке, автомобили-амфибии.

По грузоподъемности их делят на классы: особо малой (до 1 т), малой (1-2 т), средней (2-5 т), большой (>5 т) и особо большой грузоподъемности (от 1 до 110 т), длиной – не более 11 м, автопоезда - 22 м; шириной – 2,5 м; высотой – 3,8 м.

Специализированные транспортные средства – это автомобили-самосвалы (5-12 т), керамзитовозы (18 т), панеле-, фермо-, плито-, свае-, сантехкабино-, трубо- (12м), плете- (36 м, от 9 до 36 т), метало-, контейнеро-, тяжеловозы.

Самосвалы – для перевозки грунта, песка, асфальта; с задней, боковой, на одну или обе стороны, и с трехсторонней разгрузкой. Грузоподъемность – 5-12 т; карьерные – 300 т.

Специальные автомобили для перевозки жидкотекучих (растворов, бетонов, расплавленного битума, жидкого топлива) и псевдожидких грузов (цемента, извести-пушенки, алебастра, гипса, молотого известняка, сухой золы, минеральных порошков, сухих сыпучих растворов, мелкозернистых бетонов, их компонентов и др. вяжущих веществ). Грузы характеризуются повышенной подвижностью, а это снижение безопасности движения по управляемости, устойчивости и тормозным свойствам транспорта.

Автобетоносмесители – загружают готовой или сухой бетонной смесью. Перевозка на 70-90 км. Это вращающийся смесительный барабан на раме базового автомобиля. Для транспортирования жидкого битума с температурой до 200°С, а также холодных материалов (битума, дегтя, эмульсий, мазута, нефти) применяют автобитумовозы и автогудронаторы с устройствами для подогрева перевозимых материалов.

Для перевозки воды, технических жидкостей (топлива, масел), заправки ими строительных машин используют: автоцистерны, водо- и бензовозы, топливо- и маслозаправщики, заправочные агрегаты (станции) с цистернами разных профилей и сечений. Их оснащают люками, фильтрами, раздаточными, приемными и сливными устройствами (рукавами), контрольно-измерительными приборами и т.п.

Тракторы. Трактором называют самодвижущуюся гусеничную или колесную машину, предназначенную для передвижения прицепных и навесных строительных машин или используемую в качестве базы для создания строительных и других машин.

По назначению тракторы делят на сельскохозяйственные, промышленные, транспортные, специальные. Максимальная скорость передвижения гусеничных – 12 км/ч, колесных тракторов – 40 км/ч. Транспортные тракторы оборудуют грузовой платформой, а специальные – лебедками, платформами, подъемниками и другими устройствами.

Тракторы разделяют на классы по основному показателю – тяговому усилию. У гусеничных оно равно их массе, а у колесных – 0,5-0,6 от массы.

Тяговые расчеты сопротивлений передвижению машины