Колесный трелевочный трактор

 

Расчет по данной методике был произведен на ЭВМ, а результаты приведены в приложении 3.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

7. ОПРЕДЕЛЕНИЕ НАГРУЗОК НА ОСИ И КОЛЕСА                      ТРЕЛЕВОЧНОГО ТРАКТОРА

7.1. Общие положения

 

При движении транспортной машины на оси и колеса действуют  реакции, нормальные и параллельные опорной поверхности. Определение нормальных реакций необходимо для выяснения условий устойчивости и управляемости, анализа сцепных и тяговых свойств. Суммарные реакции служат исходными данными для проведения прочностных расчетов деталей подвески и ходовой системы трактора.

Разрабатывая в курсовом проекте вопросы общей динамики колесных трелевочных тракторов необходимо определить:

1) статические нагрузки  на оси и шины груженого  и порожнего трактора;

2) углы продольной  и поперечной устойчивости, угол  сползания для машины с грузом;

3) произвести анализ  устойчивости трактора и распределение нагрузок по осям и шинам.

 

5.2. Двухосный  трелевочный трактор с колесной  формулой 4×4

Для определения нагрузок на оси трактора выбираем расчетную  схему( рисунок 7.1) и геометрические параметры трактора( из технической характеристики аналогового трактора МЛ-127). Наносим на расчетную схему действующие силы и реакции дороги.

Для нахождения статических  нагрузок на переднюю и заднюю оси машины используются известные зависимости:

для порожней машины на равнинной местности

,

,

 

 кН                    кН

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Рис. 7.1. Расчетная схема для определения нагрузок на оси трактора 

для груженой машины при отсутствии уклона

                                  (6.3)

                              (6.4)

  кН

  кН

Данный трелевочный  трактор обладает хорошей продольной устойчивостью как в груженном, так и в порожнем состоянии.

Потеря продольной устойчивости трактора наступит тогда, когда нагрузка на переднюю ось будет равна нулю.

Тогда предельные углы продольной статической  устойчивости будут:

для порожней машины

                                      (6.5)

           

для груженой машины

                        (6.6)

            

При движении трелевочного трактора за счет действия сил сопротивления движению, крюковой силы тяги, окружного усилия на ведущих колесах и реактивного момента  мостов происходит перераспределение нагрузок на оси.

Статические углы поперечной устойчивости по опрокидыванию g_опр и боковому сползанию  g_сп  могут быть найдены из расчетной схемы на рис. 7.2.

Предел поперечной устойчивости наступит тогда, когда  или

                    (6.10)

Откуда статический  угол поперечной устойчивости машины по опрокидыванию составит:

                                 (6.11)

где В — колея машины, м.

   

 

Рис. 7.2. Расчетная схема для определения поперечной устойчивости

Условие бокового сползания  машины определяется следующим соотношением

где — коэффициент сцепления в поперечном направлении.

tg _сп= , при =0,4, γ_сп≈22⁰

Статические углы продольной и поперечной устойчивости колесных тракторов должны быть не менее 20°.

Для оценки распределения  нагрузок по колесам автомобиля необходимо вычислить нагрузку на одну шину переднего и заднего колеса груженой машины в движении и сравнить с допускаемой.

 

Кроме того, необходимо вычислить коэффициент неравномерности нагрузок на шины, равный

,

.

где и — максимальная и минимальная нагрузки на шины груженой машины.

Соответственно нагрузка на переднюю и заднюю оси в груженом состоянии:

  кН,       кН

 

 

6. ПРОИЗВОДИТЕЛЬНОСТЬ ТРАКТОРА

Под производительностью  лесотранспортных машин понимается количество кубических метров стрелеванной или вывезенной древесины за смену или в целом за год. В соответствии с этим, производительность различают сменную или годовую.

Сменную производительность (П_см) в общем виде на трелевке определяют по формуле׃

где Т – время смены (420 мин);

φ₁- коэффициент использования рабочего времени(примем равным 1);

Т_пз – время на подготовительно-заключительные работы, мин;

Т_ц – время цикла, мин;

Q – рейсовая нагрузка, м³.

6.1. Расчет сменной производительности трелевочного трактора

Подготовительно-заключительное время (П_пз) при трелевке принимается одинаковым для всех моделей колесных тракторов и равным 32 мин.

Время цикла определяется по формуле׃

Т_ц=L·Т₁+Т₂, где

L – расстояние трелевки(0,3км);

Т₁ – время пробега одного км в обоих направлениях по волоку, мин/км;

v_гр и v_п – рабочие скорости движения машины с грузом и в порожняком  соответственно, км/ч;

 

 

 

 

Т₂ – время на погрузочно-разгрузочные работы(15мин).

Т_ц=0,3·11,5+15=18,45 мин.

Тогда производительность равна׃

6.2. Расчет годовой производительности

Годовая производительность лесотранспортных машин может быть подсчитана по формуле׃

П_год=365·П_см·к_см·к_тг·к_пер·к_ик,  где

к_см – коэффициент сменности по режиму работы машины (1…2);

к_тг – коэффициент технической готовности машин (0,8…0,9);

к_пер – коэффициент, учитывающий возможный рост производительности машины (1,05…1,15);

к_ик – коэффициент использования исправных машин данного вида по режиму работы (0,75…0,85).

П_год=365·63,09·1·0,85·1,1·0,8=17224,83 м³/год.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

7. Расчет сцепления

 

Надежность передачи крутящего момента и обеспечение требуемого срока службы сцепления достигается правильным выбором коэффициента запаса муфты, размеров и количества трущихся поверхностей и обеспечение их износостойкости и нормального теплового режима. Основными расчетными параметрами сцепления являются наружный и внутренний диаметры фрикционных накладок, коэффициента трения µ, давления на фрикционные накладки q. Коэффициент трения µ и давления на фрикционные накладки q принимаем в соответствии со справочным материалом и для накладок на основе асбеста будут соответственно равны µ=0,3 и q=0,35.

Для расчета внутренних и наружных радиусов фрикционных  накладок выразим наружный радиус R₂, внутренний радиус примем равным 0,5×R₂.

Расчетный момент муфты сцепления определяется по формуле:

 

М_ст=β×М_ен;

 

где М_ен – номинальный момент двигателя;

β – коэффициент запаса муфты сцепления, для трелевочного трактора он находится в диапазоне 2,0 .. 4,0, принимаю равным 3.

 

М_ст=4×335=1340 Нм

 

Принимаем однодисковое сухое сцепление.

Выражаю наружный радиус фрикционных накладок.

 

М_ст=β×М_е=µ×Q×R_ст×i

 

где µ - коэффициент трения(0,25);

Q – сила нажатия;

i – число пар поверхностей трения(1);

R_ср– радиус приложения равнодействующей сил трения.

 

Радиус приложения равнодействующей сил трения определяется по формуле:

 

 

 

 

 

 

 

 

где R₂ – наружный диаметр;

R₁ – внутренний радиус, равен 0,5×R₂.

 

Сила нажатия определяется по формуле:

 

Q=2×π×R_ср×b×q

 

где b – ширина поверхностей трения;

q – допускаемое давление(0,2МПа).

 

Ширина поверхностей трения определяется по формуле:

 

;

 

Произведя преобразования получим:

 

R_ср=0,75×R₂;

b=0,5×R₂.

 

Окончательно получим  выражение

 

β×М_е=2×π×(0,75×R₂)²×0,5×R₂×q×i×µ

 

Тогда наружный диаметр  фрикционной накладки будет равен:

 

;

 

принимаю R₂=325мм.

Тогда R₁=200мм; b=125 мм.

 

 

 

 

 

 

ЗАКЛЮЧЕНИЕ

1. Создание машин по модульной системе в настоящее время является перспективным направлением в создании лесной техники. Разработка машин с сочлененной рамой, где один модуль является энергетическим, т. е. включает двигатель и привод технологического оборудования, а другой – технологическим (содержит оригинальные агрегаты и механизмы согласно назначению и специфики работы конкретной машины). В этом случае на базе энергетического модуля создается целый спектр машин, выполняющих различные операции, называемый семейством.

2. Анализ существующих конструкций колесных трелевочных тракторов с шарнирно-сочлененной рамой позволил выявить основные преимущества данных конструкций. По сравнению с гусеничными трелевочными тракторами колесные- меньше повреждают почву лесосек сохраняя при этом подрост. При использовании трелевочных тракторов с шарнирно-сочлененной рамой увеличивается маневренность машины. У данных лесных машин размер колес одинаков, что позволяет частично разгрузить заднюю полуось, сместив центр тяжести к переднему модулю.

СПИСОК ИСПОЛЬЗОВАННОЙ ЛИТЕРАТУРЫ

1. Тяговые машины. А.М. Гольдберг. Москва 1989г.

2. Методическое пособие по курсовой работе. Ленинград 1981г.

3. Справочные материалы по лесным машинам. А.В.Жуков, А.Р.Гороновский. БГТУ 1999г.