Алгоритм определения параметров автогрейдера в соответствии с тягово-сцепным расчетом на электронно-вычислительной машине

Для реализации САПР ГРУ вычисляются подобные зависимости для различных диаметров гидроцилиндров, предусмотренных ГОСТом, с учетом того, что диаметр гидроцилиндра выбирается исходя из максимальной нагрузки на штоке и с учетом запаса по давлению настройки предохранительного клапана.

Библиографический список

1. Жданов А.В. Математическое описание системы объемного гидропривода рулевого управления / Ш.К. Мукушев, А.В. Жданов // Проблемы проектирования, строительства и эксплуатации транспортных сооружений: Материалы I Всерос. науч.-практ. конф. студентов, аспирантов и молодых ученых, 24 - 26 мая 2006 г. - Омск: Изд-во СибАдИ, 2006. - Кн. 3. - С. 70 - 80.

Structure and algorithm of automated designing system of steering hydrodrive mechanism

V.S. Sherbakov, A.V. Zhdanov, V.V. Menkov

In connection to global tendencies, the priority problem of designing hydrodrives of steering mechanisms is considered. The criteria of efficiency is proved and results of optimization are listed. The structure and algorithm of system of the automated designing of steering hydrodrive mechanism are developed.

Статья поступила 12.09.2008 г.

УДК 681.5: 621.87

АЛГОРИТМ ОПРЕДЕЛЕНИЯ ПАРАМЕТРОВ АВТОГРЕЙДЕРА В СООТВЕТСТВИИ С ТЯГОВО-СЦЕПНЫМ РАСЧЕТОМ НА ЭЛЕКТРОННО-ВЫЧИСЛИТЕЛЬНОЙ МАШИНЕ

Н. В. Беляев, аспирант Сибирская государственная автомобильно-дорожная академия

Аннотация. В данной статье рассматривается процесс выполнения тяговосцепного расчета автогрейдера. Определены основные параметры и составлен соответствующий алгоритм.

Ключевые слова: алгоритм, тягово-сцепной расчет, параметры, автогрейдер.

Введение

Как известно, тягово-сцепной расчет автогрейдеров заключается в определении основных параметров, в первую очередь полностью отвечающих требованиям тягового режима работы при выполнении различных технологических операций [1].

При возведении земляного дорожного полотна на один проход резания требуется 2 - 4 прохода по разравниванию и планировке грунта. Поэтому резание грунта автогрейдером необходимо производить при максимально допустимой по тягово-сцепным свойствам площади сечения стружки с тем, чтобы уменьшить число рабочих проходов и таким образом обеспечить максимальную производительность [2].

Разработка алгоритма

При выполнении тягового расчета автогрейдера необходимо задать исходные дан-

ные. Исходными данными для проектирования автогрейдера могут служить грунтовые условия, требуемая производительность и колесная схема.

Конструкция автогрейдера характеризуется, прежде всего, принятой для его ходовой части колесной схемой. Выбор колесной схемы имеет большое значение, так как она в значительной степени влияет на тяговые свойства автогрейдера, его устойчивость, маневренность и планирующую способность.

Производительность автогрейдера, м3/с на рабочем проходе при резании грунта определяется выражением [2]:

П = F  V,

где F - площадь сечения вырезаемой отвалом

2

стружки, м ;

V - фактическая рабочая скорость движения, м/с.

Тогда из формулы (1) при требуемой производительности П и заданной скорости V:

F = П.

V

Площадь сечения стружки, которая может быть вырезана за один проход автогрейдера, определяется выражением [1]:

F =

^о т • ё

k

где

- коэффициент сцепного веса автогрейдера, учитывающий использование силы веса автогрейдера при различных колесных формулах (для автогрейдеров с колесными формулами 1x2x3 и 1x1x2 = 0,7-0,75, для

автогрейдеров со всеми ведущими колесами <^0 = 1; ф - коэффициент сцепления ведущих

колес с грунтом, зависящий от дорожных условий и вида шин; т - масса автогрейдера, кг; д - ускорение свободного падения, д=9,81 м/с2; к = 20000-24000 Н/м2 - расчетный коэффициент сопротивления копанию грунта.

У автогрейдеров главным параметром принято считать массу т, поскольку она определяет тяговые качества.

Из формулы (3):

т =

F • к

При заданных условиях оптимальное число проходов автогрейдера [1,2]:

п

где г = 1,25-1,35 — коэффициент, учитывающий неравномерность сечения стружки при последовательных проходах и возможное уменьшение силы сцепного веса из-за реакции разрабатываемого грунта на рабочий орган.

Величина силы тяги автогрейдера зависит от распределения массы по мостам. Оптимальное распределение массы по мостам обеспечивает наибольшую устойчивость хода машины.

Распределение массы машины по мостам можно обозначить коэффициентом С2:

где т2 - масса автогрейдера, приходящаяся на задний мост; т - общая масса автогрейдера. В таблице 1 представлены средние значения оптимального распределения массы по мостам.

Таблица 1 - Оптимальное распределение массы по мостам

Коэффициент развески Значения коэффициентов развески для колесной схемы

1х1х 1 х2х 1х1х 1х2х 1 х3х

С2 0,7 0,45 0,75 0,70 0,55

Для определения силы сцепного веса автогрейдера кроме массы и колесной схемы необходимо знать некоторые геометрические параметры машины, такие как длина базы и расположение отвала в ней.

Длина отвала в метрах рассчитывается по формуле [3]:

В =

П000

Высота отвала в метрах [3]:

Н = 0,2  В - 0,12.

Минимальный размер базы определяется возможностью полного поворота отвала между колесами автогрейдера при его симметричном положении относительно продольной

оси. Но при этом необходимо учитывать, что чем ближе отвал размещен к задней оси машины, тем лучше планирующая способность автогрейдера (рис. 1).

Минимальный размер базы двухосного автогрейдера в метрах [3]:

В1 = D + л/ В2 - Ь + 2Д.

Минимальный размер базы трехосного автогрейдера в метрах [3]:

В2 = В1 + 0,5  D + 2Д ,

где D - внешний диаметр шины; В - длина отвала, м; Ь - ширина колеи автогрейдера, м; Л -минимальный зазор между отвалом и шиной, м.

Ширина колеи автогрейдера в метрах рассчитывается по формуле [3]:

b = (0,86...0,87) •

lm-g

1000

N

Размеры шин подбирают по статическим нагрузкам на колесо. Нагрузка на колесо переднего моста двухосной машины может быть до 0,2тд, трехосной — до 0,15тд, на заднее колесо двухосной машины — (0,3...0,35)тд, на колесо среднего и заднего мостов трехосных машин - (0,17...0,2)тд.

Исходя из вышеизложенного, определяется расположение отвала в базе.

Сила сцепного веса машины определяет максимальную силу тяги, которую могут развить (по сцеплению) ведущие колеса автогрейдера. Упрощенно сила сцепного веса автогрейдера может быть определена из зависимости [1,2]:

Gсц =4 'т'% .

Номинальная сила тяги Тн, соответствующая значению коэффициента буксования о = 20%, при котором значение тяговой мощности близко к максимальной, может быть определена из выражения [1]:

Тн =

Величина силы сопротивления качению Р1: определяется по формуле [1]:

Pf = f  m  g,

/

где f - коэффициент сопротивления качению. Тогда мощность двигателя автогрейдера, Вт [2]:

(Th + Pf ) V

270 Пм • квых

+ N

e0 1

где пм - коэффициент уменьшения мощности двигателя из-за неустановившейся загрузки, для механической трансмиссии пм = 0,88-0,9 , для гидродинамической трансмиссии пм = 1.

Заключение

В соответствии с вышеизложенным, составлен алгоритм определения параметров автогрейдера в соответствии с тяговосцепным расчетом на ЭВМ (рис. 2).

Библиографический список:

1. Алексеева Т.В., Артемьев К.А., Бромберг А.А. и др. Дорожные машины. Ч.1. Машины для земляных работ. - 3-е изд., перераб. и доп. - М.: Машиностроение, 1972. - 504 с.

2. Севров К.П., Горячко Б.В., Покровский А.А. Автогрейдеры: Конструкция, теория, расчет. - М.: Машиностроение, 1970. - 192 с.

3. Холодов А.М. Проектирование машин для земляных работ: Вища шк. Изд-во при Харьк. Ун-те, 1986. - 272 с.

Algorithm of determination of the power grader arguments according to tractive and coupling calculation

N.V. Belyaev

The process of tractive execution of calculation of power grader is observed. Leading particulars is defined and the applicable algorithm is compounded.

Статья поступила 12.09.2008 г.

Рис. 1. Схема расположения ходового устройства и отвала автогрейдера

Рис. 2. Блок-схема алгоритма определения параметров автогрейдера в соответствии с тяговосцепным расчетом на ЭВМ