Модернизация привода вращателя бурового станка СБШ-250МНА-32, страница 10

где V_а=47 м³, - вместимость кузова;

g_p = g_n / K_p, т/м³ - насыпная плотность груза [18];

где K_p = 1,4 - коэффициент разрыхления,

g_n = 2,74 т/м³ - плотность массива [8];

g_p = 2,74 / 1,4 = 1,957 т/м³;

K_ш = 1,15 - коэффициент, учитывающий загрузку кузова с шапкой [18]

Q = 47 • 1,957 • 1,15 = 99 т;

G = 90 т - масса автомобиля;

q = 9,8 м/с² - ускорение свободного падения;

W_o = 45 • 9,8 • (90+99) = 81,1 кН

W_i = i • P • g, Kн - сопротивление от уклона дороги; [18];

где i = 80‰ - максимальный угол подъема дороги [8];

W_i = 80 • 9,8 • (90+ 99) = 144,3 кН;

W_в = l_н • W • v², кН - сопротивление воздуха движению машины [18];

где l_н = 5,5 - коэффициент обтекаемости [18];

W = 25,8 - площадь лобового сопротивления; [6];

v - скорость автомобиля;

Сопротивление ветра учитывается только при скорости автомобиля более 15 км/час [18], в данном случае при движении автомобиля с грузом в гору с максимальной скоростью £ 15 км /час, поэтому составляющую Wв - не учитываем.

W_j  = 108 • а •Р • g, кН - сопротивление сил инерции движению машины [10];

где a = 0,4 м/с² - ускорение автомобиля,

W_j = 108 • 0,4 • 9.8 • (90+99) = 77,9 кН;

W_к = Р • w_к • g - сопротивление движению на кривых участках дороги [18];

где w_к = 30 • (200 - R) / 200, м/кН - удельное сопротивление движению на кривых участках [18];

где R = 20 м - минимальный радиус поворота автомобиля [18];

w_к = 30 • (200 - 20) / 200 = 27 м/кН;

W_к = (90 + 99) • 9,8 • 27 = 48,7 кН

F_{k max} = 81,1+144,4 + 77,9 + 48,7 = 352 кН;

Касательная сила тяги имеет ограничения по сцеплению колес с дорогой:

F_к £ 1000 • P_сц  • y [18];

где P_сц  = К_сц  •P • g - сцепной вес автосамосвала, кН [18];

где К_сц = 0,65 - коэффициент сцепного веса [16];

y = 0,55 - коэффициент сцепления колес с дорогой [18];

P_сц = 0,65 • (90+99) • 9,8 = 1,172 кН;

F_к £ 1000 • 0,55 • 1,172 = 644,6 кН;

352 £ 644,6 - условие выполнено

Касательная сила тяги имеет ограничение по мощности двигателя, кВт, [18]:

N = Fк • v / 3600 • hт • hом

(3.12)

где v - скорость движения автосамосвала, км/час.

h_т = 0,71 - КПД транмиссии [18];

1.  h_ом = 0,88 - коэффициент учитывающий отбор мощности на вспомогательные устройства [18];

2.  Далее, пользуясь вышеизложенной формулой, составляем профиль пути с указанием уклона дороги и максимальной скорости автомобиля (рис. 3).

Рис. 3 Профиль пути движения автосамосвала.

Используя формулу мощности двигателя, находим максимальные скорости на отдельных участках дороги, причем значения касательной силы тяги подставляем в зависимости от угла наклона дороги, км/ч:

vгр1 = N • hт • hом • 3600 / Fк

(3.13)

где N = 956 кВт - мощность двигателя самосвала;

v_гр1 = 956 • 0,71 • 0,88 • 3600 / 279830 = 7,7 км/час

Аналогично v_гр2 = 7,2 км/ч; v_гр3 = 6,1 км/ч; v_гр4 = 8,2 км/ч;

Скорость движения автомобиля на прямых участках дороги

v_гр.пр. = 10,3 км/ч;

vгр.ср. = å (vi • li) / lтр

(3.14)

где l_тр = 3 км - максимальная длина транспортировки [8];

l_i - длина i-го участка дороги (см. рис. 3);

v_гр.ср.=(6,1 • 0,3 + 7,7 • 0,8 + 7,2 • 0,5 + 8,2 • 1,3 + 10,3 • 0,01)/ 3=7,76 км/ч;

Аналогично находим скорость порожнего автомобиля на каждом участке дороги, но значение F_к берем уже с учетом сопротивления ветра и обратного действия сил сопротивления уклона дороги.

v_пор1 = 24,1 км/ч; v_пор2= 26,6 км/ч; v_пор3 = 38,47 км/ч; v_пор4 = 22,03 км/ч;

Скорость порожнего самосвала на прямых участках дороги v_пор.пр. = 17,54 км/ч

v_пор.ср. = 24,84 км/ч;

Предельный угол, преодолеваемый машиной при трогании на подъем,‰, [10]:

i = Fkmax / ((Q + G) • g) - (w0 +108 • a)

(3.15)

i = 352 • 10³ / ((90 +99) • 9,8) - (45+108 • 0,4)= 107 ‰

условие выполнено 107 ‰ > 80 ‰

Тормозной путь до полной остановки, м, [18]:

Lт =  3,9 • (1 + g) • vmax2 / (w0+ imax + 1000 • jт);

(3.16)

где v_max = 38,47 км/ч - максимальная скорость движения автомобиля;

g = 0,15 - коэффициент учитывающий инерцию вращающихся масс автомобиля [18];

j_т = 0,25 коэффициент сцепления колес машины с дорогой при торможении [18]

L_т  = 3,9 • (1 + 0,15) • 38,47² / (45 - 80 + 1000 • 0,25) = 30,87 м;

Полный тормозной путь, м, [18]:

Lп.т = Lр.в. + Lт

(3.17)

где L_р.в.= 0,278 • v_max • t_p  - путь, проходимый машиной за время реакции водителя [18];

где t_p = 2 сек - время реакции водителя [18];

L_п.т  = 0,278 • 2 • 38,47 + 30,87 = 52,26 м > 40 м;

Тормозной путь получился больше рекомендуемого, следовательно на третьем участке дороги ограничиваем скорость автомобиля до 30 км/ч. Отсюда: L_т = 18,77 м, а L_п.т  = 35,45 м < 40 м - условие выполнено.

Проверка по условию заноса, [18[:

vmax < 3,9 •  Ög • R • (fск ± iв)

(3.18)

где f_ск  =0,45 - коэффициент бокового скольжения; [18];

i_в = 0,02 - поперечный угол виража [18];

R = 20 м- минимальный радиус поворота [18];

v_max  £ 3,9  • Ö9,8 • 20 • (0,45 - 0,02)

30 £ 35,8 - условие выполнено;

2. Эксплуатационный расчет транспорта

Время рейса автомобиля, мин. [18]:

Tp = tn + tдв + tp + tдoп

(3.19)

где t_n   - время погрузки автосамосвала, мин;

Если g_p < q / V_а  [18];

где g_p = g_n / К_р = 1,957 т/ м³ - насыпная плотность груза;

q = 120 т - грузоподъемность автомобиля

V_а - 47 м³ - емкость кузова машины;

1,957 < 120 / 47

1, 957 < 2,55

Следовательно

tn  = Vа / (Vэ • Kн) •  tц

(3.20)

где V_э= 10 м³ - емкость ковша экскаватора;

К_н = 0,85 - коэффициент наполнения ковша [18];

t_ц= t_ц.т. • K_к, мин - продолжительность цикла экскаватора;

где t_ц.т. = 26 сек = 0,43 мин - теоретическая продолжительность цикла экскаватора;

К_к= 1,405 - коэффициент корректировки цикла [18];

t_п =   47 / (10 • 0,85) • 0,43 • 1,405 = 3,13 мин;