ропа. Номинальная сила тяги, кн рн

• Название: Номинальная сила тяги, кн рн
• Дата: 01.05.2021
• Размер: 138.87 Kb.
• Имя файла: RGR_Traktora.docx
• Тип: Документы; #200638

№ Варианта		15
1.	Прототип трактора	Т-130
2.	Номинальная сила тяги, кН Рн	60
3.	Фон поля	стерня
4.	Число основных передач	5
5.	Расчетная скорость движения при номинальной силе тяги VH l , км/ч	6,1
6.	Максимальная транспортная скорость Vmр max ,км/ч	14
7.	Частота вращения коленчатого вала двигателя при номинальной мощности nдв , об/мин	1250
8.	Удельный расход топлива при номинальной мощности, г/кВт*ч	250

1. 
   Тяговый расчёт трактора
   

С помощью расчёта определяются основные параметры трактора: его тяговые показатели на основных передачах, вес, расчётные скорости движения и требуемая мощность двигателя.

При выполнении указанных расчётов нужно исходить из заданного тягового класса трактора. Класс трактора характеризуется величиной номинальной силы тяги которую он должен развивать на крюке, работая с установленной для такой нагрузки скоростью на стерне нормальной влажности и плотности (на горизонтальных участках чернозёма или суглинка), при этом буксирование движителей не должно выходить за допустимые пределы и трактор должен соответственно иметь достаточно высокий тяговый К.П.Д. У колёсных тракторов допускается в этих условиях буксование движителей в пределах 15…18% у гусеничных – в пределах 3…5%. Тяговый К.П.Д. у колёсных тракторов типа 4х2 должен быть не ниже 65...68% , у гусеничных тракторов – не ниже 70...74%.

В последовательном порядке определяется:

1. Расчётный тяговый диапазон трактора – т.е. отношение его номинальной силы тяги на крюке к минимальной силе тяги, на которую он должен быть рассчитан:



где - номинальная сила тяги трактора рассчитываемого класса, Н;

- номинальная сила тяги, установленная для тракторов предыдущего тягового класса;

– коэффициент расширения тяговой зоны трактора. Для универсально- пропашных колёсных тракторов применяют = 1,25…1,35, для гусеничных сельскохозяйственных тракторов общего назначения = 1,20…1,25.

Для тракторов, не связанных закономерно с другими тяговыми классами, можно принять = 2.

Расчётная минимальная сила тяги на крюке при принятых условиях работы на стерне равна:



Зная пределы тяговых усилий на крюке ( → ), с которыми рассчитываемый трактор должен работать, можно подобрать к нему применительно к тем или иным зональным условиям соответствующий набор сельскохозяйственных машин.

2. Весовые параметры трактора:

- конструктивный (сухой) вес трактора, т.е. вес трактора в незаправленном состоянии, без тракториста, инструмента, дополнительного оборудования и балласта, Н.



где – конструктивная масса трактора; g = 9,81 м/с²

Конструктивный вес трактора следует максимально снижать, на сколько это выполнимо технически, целесообразно с экономической точки зрения. Более или менее точно конструктивный вес может быть подсчитан при реальном планировании. При выполнении курсовой работы величина берётся, ориентируясь на показатели современных тракторов того же класса.

- минимальный эксплуатационный вес, равный конструктивному плюс вес заправочных материалов и тракториста, с достаточной для учебных расчётов точностью можно принять:



- максимальный эксплуатационный вес, равный плюс балласт того или иного типа, который может быть применён для увеличения сцепного веса (обычно у колёсных тракторов 4х2).

Максимальный эксплуатационный вес выбирается с таким расчётом, чтобы при работе в соответствующих условиях с номинальной нагрузкой на крюке сцепной вес трактора был достаточен для обеспечения допустимого буксования. Подсчёт максимального эксплуатационного веса трактора производится по следующим формулам:

для гусеничного трактора:



где - коэффициент сопротивлению качению, учитывающий потери на качение от деформации гусеницами почвы, применяется приближённо равным половине общего коэффициента сопротивлению качению.

Для гусеничных тракторов: ; .

Если G_max окажется меньше G_min, этот вес в дальнейших расчетах не участвует. Вместо него следует подставить G_min.

3. Номинальные скорости движения

Выбор их начинается с определения диапазона номинальных основных скоростей, т.е. отношение высшей скорости к первой. Величина скоростного диапазона подсчитывается по формуле:



где - допустимый минимальный коэффициент загрузки двигателя.

Принимается

При предварительных расчётах ряд основных скоростей стоится по принципу геометрической прогрессии, знаменатель которой:



где z – число основных скоростей, оно указывается в задании, обычно z=4.

В задании указывается численное значение первой основной скорости , остальные скорости подсчитываются, исходя из установленного значения q – знаменателя геометрического ряда, а именно:









При выполнении тягового расчёта номинальная величина высшей транспортной скорости берётся по заданию. Если транспортных скоростей две, то промежуточная скорость назначается как среднегеометрическая величина между высшей транспортной и высшей основной скоростью, т.е. в пределах:



4. Передаточные числа трансмиссии, необходимые для получения основных расчётных скоростей трактора, выбранных по тяговому расчёту, можно определить по формуле:













где - расчётная скорость на передачах, м/сек,

- номинальное число оборотов коленчатого вала двигателя, указанного в задании, об/мин;

-теоретический радиус качения, который определяется по формуле, м.

для гусеничного трактора:



где – шаг звена гусеницы в м; ( )

– число активно действующих зубьев ведущих колес гусеничного движителя; ( )

5. Номинальная мощность двигателя, устанавливаемого на тракторе подсчёт номинальной мощности производится формуле:





где - скорость первой основной передачи, м/с;

– К.П.Д. трансмиссии на 1-ой основной передаче;

- коэффициент запаса мощности двигателя, принимается

При определении К.П.Д. трансмиссии нужно учитывать потери, возникающие при передаче нагрузки и потери холостого хода. В соответствии с этим





где - К.П.Д., учитывающий потери холостого хода, при подсчёте номинальной мощности двигателя можно принимать

- соответственно К.П.Д. цилиндрической и конической пары шестерён:

– число пар шестерён, работающих в трансмиссии на данной передаче (по прототипу трактора).

При отсутствии прототипа трансмиссии ее К.П.Д. можно принять в пределах

6. Удельная мощность и удельный вес трактора определяется по формулам:









В настоящие время (колёсные тракторы)

Результаты тягового расчёта заносятся в таблицу 1.

Таблица 1

				Расчётные скорости, км/ч							, кВт
				Основные					Транспортные
				1	2	3	4	5		1
							7,7	8,3

2 Расчёт и построение основных характеристик трактора

После выбора основных параметров трактора рассчитываются его тяговые, скоростные и экономические показатели. Для анализа правильности выбора основных параметров и тягово-скоростных показателей трактора стоятся основные характеристики.

1. Определение касательной силы тяги и силы тяги на крюке на всех основных передачах.

Касательная сила тяги:













– номинальный крутящий момент двигателя, Нм




Силы тяги на крюке:













где - сила сопротивления качению





2. Построение лучевой диаграммы

Для геометрического ряда передач характерно, что при переходе с одной передачи на другую крутящий момент двигателя меняется в одном диапазоне. Для наглядного представления об изменении крутящего момента двигателя от касательной силы тяги при работе на разных передачах строится лучевая диаграмма.

Так как













т.е. прямо пропорциональна , то эта зависть имеет линейный характер и изображается пучком прямых, берущий начало в центре координат, поэтому диаграмма называется лучевой. Чтобы её построить, поступающим следующим образом. На оси ординат диаграммы откладываем в принятом масштабе номинальный и минимально допустимой крутящие моменты, используемые при геометрическом ряде передач









При геометрическом ряде передач имеет одинаковое значение, зависящие от величины знаменателя прогрессии. Через вершины отложенных отрезков проводим прямые, параллельные оси абсцисс. Луч первой передачи пересекает горизонталь в точке а, абсцисса которой определяется . Точка пересечения проведённого луча с горизонталью является граничной точкой перехода на вторую передачу. Поэтому луч второй передачи должен быть проведён через точку и т.д..

При данных значения моментов рассчитываются касательные силы тяги трактора на всех основных передачах и находятся точки a, b, c, d, по которым строится диаграмма (рис.1.). При правильно проведенных расчётах точки ab', bc', cd' и т.д. лежат на прямых, проходящих через начало координат, а точки dd', cc', bb', aa' и т.д. лежат ординатах, соответствующих расчётным на передачах. Заштрихованные площадки характеризуют неиспользованный момент двигателя за счёт ступенчатости трансмиссии. По построенной диаграмме можно судить о рациональности выбора передаточных чисел, структуры ряда передач трансмиссии.


Рисунок 1 - Лучевая диаграмма
3. Построение потенциальной тяговой характеристики

При построении потенциальной тяговой характеристики делается два допущения:

1. 
   Трактор имеет бесступенчатую трансмиссию, которая позволяет всегда загружать двигатель на номинальную мощность за счёт автоматического изменения скорости движения при изменении тяговой нагрузки,
   
2. 
   Движение трактора, установившееся на горизонтальной поверхности. При этом мощностной баланс трактора имеет вид:
   

где – мощность, теряемая в трансмиссии,

– мощность, затрачиваемая на качение трактора,

– мощность, теряемая на буксование,

– тяговая мощность трактора,

Для построения потенциальной тяговой характеристики мощностной баланс представляется в графическом виде, рисунок 2. На оси абсцисс откладываются силы тяги на крюке . Строится вспомогательная кривая буксования . Вверх, в принятом масштабе, откладывается номинальная мощность двигателя и через её вершину проводится прямая, параллельная оси абсцисс. При принятом загрузки двигателя можно считать, что и мощность тоже имеет постоянное значение:





Величина откладывается вниз от линии и проводится вторая линия. Разница представляет собой мощность , подведенную к ведущим колёсам. Часть мощности теряется из-за буксования:













Так как величина меняется с изменением , то необходимо определить значение для нескольких точек, используя кривую буксования. Значения для разных точек откладывается вниз от горизонтали в виде отрезков, концы которых соединяются кривой. Получится второй участок, показывающий потери мощности на буксование.

Затраты на качение:































































Для их определения необходимо знать значения теоретических скоростей при разных , имея виду, что



























Рисунок 2 – Потенциальная тяговая характеристика трактора

Можно определить

















При различных значениях и построить кривую .

Имея кривые и , можно рассчитать для различных значений нагрузки и отложить их в виде отрезков вниз от кривой . Концы отрезков соединяются кривой. Получится третий участок, изображающий затраты мощности на качение. Для облегчения построения результаты расчётов сводятся в таблицу 2.

Таблица 2

1	1,7	0,1	кВт	кВт
3	1,83	0,2	кВт	кВт
6	1,98	0,3	кВт	кВт
9	2,14	0,4	кВт	кВт
12	2,3	0,5	кВт	кВт

Так как, ,то ординаты последней кривой изображают мощности , оставшиеся после вычета всех потерь.

Если принять отрезок за , то эта кривая будет изображать и зависимость .

Полученная кривая называется потенциальной тяговой характеристикой, так как может быть достигнута лишь при бесступенчатом регулировании скоростей движения и постоянной нагрузки двигателя на номинальную мощность. Из потенциальной тяговой характеристики видно, что трактор может работать с высокими значениями тяг лишь в определённом диапазоне тяговых усилий на крюке. Сравнив этот диапазон с расчётным , можно сделать вывод о правильности выбора основных параметров трактора.