Тяговый расчет. 
Расчет экскаватора-каналокопателя

Определение суммарного тягового сопротивления при полунавесной схеме агрегатирования

Вычерчиваем схему рабочего оборудования (рис. 4.3), на которой обозначаются силы тяжести G_р.о частей оборудования, силы взаимодействия грунта с рабочим органом F_н,F_к,F_п, нормальные реакции грунта на поверхность опорного устройства R_о, силы сопротивления передвижению опорного устройства по поверхности грунта при рабочем перемещении машины в гору с уклоном 10є.

Рисунок 4.3 — Схема к определению реакций в шарнире сцепки машины с полунавесным или полуприцепным рабочим органом На первой стадии рабочее оборудование рассматривается отдельно от базовой машины, а поскольку в точках крепления рабочего оборудования к базовой машине во время ее движения всегда возникают усилия, то их также обозначают на схеме F_х и F_у и направляют по осям координат в произвольном направлении. Кроме того, на схеме указывается расстояние от линии действия сил до начала координат и, при необходимости, углы направления действия сил.

Сила тяжести трактора рассчитывается по формуле:

G_т = m_т?g, кH; (4.22).

G_т= 7510?9,81=73 673 H.

Сила тяжести рабочего органа:

G_р.о= m_р.о?g, кН; (4.23).

G_р.о = 1600?9,81=15 696 Н.

Из условия М_o = 0 получаем уравнение:

R_o? l₃ + F_o? (Н_к + h₁) + R_o^г? (Н_к? h₁) — R_o^в? l₂ + G_p.o? sin? h₃ — G_p.o? cos l₂ + F_г? ? (Н_к/2 + h₁) — F_в? l₁ — F_к? sinл? sin? (l₂ — r_фр? sin) + F_к? sinл? cos? (h₃ + r_фр? ? cos) + F_н? sinл? cos? (h₃ + r_фр? cos) + F_н? sinл? sin = 0; (4.24).

Учитывая, что F_o = R_o? f_о, получаем уравнение для расчета R_о:

где f_о — коэффициент удельного сопротивления передвижению опорных колес, выбирается по табл. 2 или 3 приложения. Принимаем = 0,45.

R_о = [- R_o^г? (Н_к + h₁) + R_o^в? l₂ — G_p.о? sin? h₃ + G_p.o? cos l₂ — F_г? (Н_к/2 + h₁) +F_в?? l₁ + F_к? sinл? sin? (l₂ — r_фр? sin) — F_к? sinл? cos? (h₃ + r_фр? cos) — F_н? sinл? cos? (h₃ + r_фр? cos) — F_н? sinл? sin]/ (l₃ + f_o(Н_к + h₁)); (4.25).

R_о = [- 2? (1,4 + 0,4) + 0,92? 1,6 -15,7? 0,17? 0,94 + 15,7? 0,98? 1,44 — 22,5(1,4/2+0,4)+ 4,5 ?1,21 + 2,1?0,7?0,9 1,44−0,9?0,9 — 2,1?0,7?0,1? 0,94+0,9?0.1- 1,24?0,7?0,1? 0,94+0,9?0,1- 1,24?1,2/(2,9+ 0,45(1,4 + 0,4)) = 3,7 кН.

Рассчитав R_о, находим F_о:

F_o = R_o? f_o = 3,7? 0,45 = 1,6 кН. (4.26).

Спроектировав все силы на ось Х, получим:

F_х = G_p.о? sin + F_o + F_г + R_o^г + F_н? sin? cosл_ср + F_к? cos? sinл_ср; (4.27).

F_х = 15,7? 0,17 + 1,6 + 2 + 22,5 + 1,24? 0,1? 0,77 + 2,1? 0,99? 0,64 = 30,1 кН.

Аналогично находим силы на оси У:

F_у = - R_о + R_о^в — F_в + G_p.o? cos + F_к? sinл_ср? sin — F_н? sinл_ср? сos; (4.28).

F_у = -3,7 +0.92 -4,5 + 15,7? 0,98 + 2,1? 0,77? 0,99 — 1,24? 0,77? 0,1 = 9,6 кН.

Так как значения F_х и F_у положительны, то направление их выбрано правильно.

После расчета значений сил F_x, F_y и определения направления их действия переходим к рассмотрению базовой машины (рис. 4.4), где G_т — силы тяжести машины, R_г — нормальная реакция грунта на движитель, F_s — сила сопротивления передвижению, F_т — необходимая сила тяги, которая равна искомой силе F_c. В точке соединения рабочего оборудования прилагаются силы F_х, F_y, но направление их противоположно тому, которое было установлено при рассмотрении рабочего оборудования отдельно от базовой машины.

Проектируя все силы, действующие на базовую машину, на ось У и решая это уравнение относительно R_г, получим следующее уравнение:

R_г = G_т? cos + F_y; (4.29).

R_г = 73,7? 0,98 + 9,6 = 81,6 кН.

Проектируя силы на ось Х, получаем:

F_s= f?_o?(G_т?cos + F_y), кН; (4.30).

где-f?_o коэффициент сопротивления передвижению трактора, принимаем f?_o = 0,15 [3].

F_s= 0,15? (73,7 ?cos 10?+ 9,6) = 11,3 кН.

и решая уравнение относительно F_т, получаем:

F_т = F_x + f?_o?(G_т?cos+ F_y) + G_тsin, кН; (4.31).

F_т = 30,1 + 0,15? (73,7 ?cos10? + 9,6) + 73,7 ?sin10?= 54 кН.

Подставив численные значения в уравнение (8.31), получим значение F_т, которое численно равно F_с.

Рисунок 4.4 — Схема к тяговому расчету машин с полунавесным рабочим оборудованием.