Отчет по практической работе 1 дисциплины теория подъемнотранспортных, строительных, дорожных средств и оборудования
 Скачать 248.1 Kb.
|
|
ФЕДЕРАЛЬНОЕ АГЕНТСТВО ЖЕЛЕЗНОДОРОЖНОГО ТРАНСПОРТА Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования «Петербургский государственный университет путей сообщения Императора Александра I» (ФГБОУ ВО ПГУПС) Кафедра «Наземные транспортно-технологические комплексы» Отчет по практической работе №1 дисциплины «ТЕОРИЯ ПОДЪЕМНО-ТРАНСПОРТНЫХ, СТРОИТЕЛЬНЫХ, ДОРОЖНЫХ СРЕДСТВ И ОБОРУДОВАНИЯ» (Б1.Б.44) Выполнил студент группы ПТМ-813 «З» Иванов А.А. Проверил Коровин С.К. Санкт-Петербург 2023 Практическая работа №1. «Тяговый расчет автомобиля. Определение максимальной мощности двигателя». Тяговый расчет автомобиля. Определение максимальной мощности двигателя. Тяговый расчет устанавливает связь основных конструктивных параметров автомобиля, его агрегатов и механизмов с тягово-скоростными свойствами автомобиля. С помощью тягового расчета может быть решен также ряд вопросов, возникающих при эксплуатации автомобиля и строительстве автомобильных дорог. При выполнении тягового расчета используются уравнения для показателей тягово-скоростных свойств автомобиля. Задача проектировочного тягового расчета состоит в определении основных параметров двигателя и трансмиссии, которые обеспечивают максимальную скорость движения автомобиля по обычным дорогам и возможность движения при повышенном сопротивлении дороги. К этим параметрам относятся максимальная мощность двигателя Nmax, передаточное число главной передачи ur, передаточные числа основной коробки передач uk и передаточное число дополнительной (раздаточной) коробки передач uД. Определение максимальной мощности двигателя Для определения этой величины сначала находят мощность двигателя при максимальной скорости движения, используя уравнение мощностного баланса автомобиля, представленное в развернутой форме. Мощность при максимальной скорости, кВт:  =где kB - коэффициент сопротивления воздуха, Нс2/м4 (0,2 – 0,35 для легковых автомобилей, 0,6 – 0,7 для грузовых автомобилей); Fa -лобовая площадь автомобиля, м2 (1,5 – 2,5 для легковых автомобилей, 3,0 – 6,5 для грузовых автомобилей);  - максимальная скорость, м/с; - коэффициент сопротивления дороги при ; - КПД трансмиссии (0,9 – 0,92 для легковых автомобилей, 0,82 – 0,85 для грузовых автомобилей);Gа - вес автомобиля с полной нагрузкой, Н (Gа = та  g).После определения мощности двигателя при максимальной скорости рассчитывают его максимальную мощность по формуле:  =где a, b, с - эмпирические коэффициенты, характеризующие тип двигателя; a = b = с = 1 для бензиновых двигателей; a = 0,53, b = 1,56, с = 1,09 для дизелей;  = 1,05... 1,1 для бензиновых двигателей без ограничителя угловой скорости коленчатого вала (большее значение относится к легковым автомобилям, меньшее – к грузовым); =1,0 для дизелей.С учетом найденной максимальной мощности двигателя и выбранной угловой скорости коленчатого вала  при максимальной мощности рассчитывают и строят внешнюю скоростную характеристику двигателя.ФЕДЕРАЛЬНОЕ АГЕНТСТВО ЖЕЛЕЗНОДОРОЖНОГО ТРАНСПОРТА Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования «Петербургский государственный университет путей сообщения Императора Александра I» (ФГБОУ ВО ПГУПС) Кафедра «Наземные транспортно-технологические комплексы» Отчет по практической работе №2 дисциплины «ТЕОРИЯ ПОДЪЕМНО-ТРАНСПОРТНЫХ, СТРОИТЕЛЬНЫХ, ДОРОЖНЫХ СРЕДСТВ И ОБОРУДОВАНИЯ» (Б1.Б.44) Выполнил студент группы ПТМ-813 «З» Иванов А.А. Проверил Коровин С.К. Санкт-Петербург 2023 Практическая работа №2. «Определение тормозной динамичности автомобиля.» 1. Расчет тормозной динамичности автомобиля. Торможение - процесс создания и изменения искусственного сопротивления движению автомобиля с целью уменьшения его скорости или удержания неподвижным относительно дороги. Тормозные свойства - совокупность свойств, определяющих максимальное замедление автомобиля при его движении на различных дорогах в тормозном режиме, предельные значения внешних сил, при действии которых заторможенный автомобиль надежно удерживается на месте или имеет необходимые минимальные установившиеся скорости при движении под уклон. Тормозные свойства относятся к важнейшим из эксплуатационных свойств, определяющих активную безопасность автомобиля, под которой понимается совокупность специальных конструктивных мероприятий, обеспечивающих снижение вероятности возникновения ДТП. Оценочными показателями эффективности paбочей и запасной тормозных систем являются установившееся замедление  jуст соответствующее движению автомобиля при постоянном усилии воздействия на тормозную педаль в условиях, оговоренных ГОСТом, и минимальный тормозной путь Sт - расстояние, проходимое автомобилем от момента нажатия на педаль до остановки.Для рабочей тормозной системы новых автомобилей всех категорий нормативные значения ST и jуст устанавливаются соответственно двум типам испытаний. Испытания типа О, когда температура, измеренная вблизи поверхности трения тормозного барабана или диска менее 100°С (холодные тормоза) и испытания типа I - тормозные механизмы разогреты по гостированной методике (горячие тормоза).Для определения установившегося замедления jуст используем уравнение движения автомобиля при торможенииПользуясь рис. 1, можно записать mаjз=Rx1+Rx2+Pп+Pв+Pс. Откуда jз=(Rx1+Rx2+Pп+Pв+Pс) / mа где mа - масса автомобиля, кг.; jз – замедление при торможении, м/с2; Rx1 – реакция на колесах передней оси, Н; Rx2 – реакция на колесах задней оси, Н; Pп – сила сопротивления подъему, Н; Pв – сила сопротивления воздуха, Н; Pс – сила сопротивления прицепа, Н.  Рис. 1. Схема сил, действующих на автомобиль при торможении. Реакции Rx1 и Rx2 различны в различных случаях торможения. При экстренном торможении продольные реакции могут достигать значений Rxmaх. Будем называть такой случай торможением с полным использованием сил сцепления. Рассмотрим этот случай при следующих допущениях: реакции Rx достигают максимального значения одновременно на всех колесах; коэффициенты сцепления  х всех колес одинаковые и неизменны за весь процесс торможения.П  Рис. 2. Тормозная диаграмма ри таких допущениях процесс торможения может быть описан графиком зависимости jз = f(t), (рис. 2) называемым тормозной диаграммой. Начало координат соответствует моменту нажатия на тормозную педаль (начало торможения). На диаграмму для лучшей иллюстративности иногда наносят зависимость V=f(t). После начала торможения время  с, называемое временем запаздывания, затрачивается на перемещение элементов тормозного привода на величину зазоров, имеющихся между ними в нерабочем положении, нарастание давления жидкости или воздуха в трубопроводах и рабочих аппаратах гидравлического или пневматического привода до значения, необходимого для преодоления усилий возвратных пружин колодок и перемещения колодок до соприкосновения их фрикционных накладок с тормозными дисками или барабанами. Время запаздывания зависит от типа тормозного привода и тормозных механизмов, а также технического состояния тормозной системы. У технически исправной тормозной системы с гидроприводом и дисковыми тормозными механизмами с=0,05-0,07 с, с барабанными тормозными механизмами с=0,15-0,20 с, у системы с пневмоприводом с=0,2-0,4 с. Время с возрастает при увеличении зазоров в тормозных механизмах, попадании воздуха в гидропривод, падении давления в ресивере пневмопривода и др.С момента соприкосновения фрикционных элементов тормозных механизмов реакции Rx, а в результате этого и замедление увеличиваются от нуля до значения, соответствующего установившемуся значению сил, приводящих в действие тормозные механизмы. Время н затрачиваемое на этот процесс, называют временем нарастания замедления jз.н. В зависимости от типа автомобиля, состояния дороги, дорожной ситуации, квалификации и состояния водителя, состояния тормозной системы н может изменяться в пределах 0,05-2 с.В расчетах можно принимать следующие значения н: 0,05-0,2 с - для легковых автомобилей; 0,05-0,4 с - для грузовых автомобилей с гидроприводом; 0,15-1,5 с - для грузовых автомобилей с пневмоприводом; 0,2-1,3 с - для автобусов.Переменное значение jз на участке уст условно заменяют средним и считают установившимся, взяв за начало отсчета (t=0) момент прекращения увеличения усилия на педали.Поэтому уст - называют временем установившегося замедления.Время р от начала отпускания тормозной педали до возникновения зазоров между фрикционными элементами называют временем растормаживания. При полном торможении в начале растормаживания jз =0. Найдем замедление на каждом из участков. За время н закон изменения jз может быть различным в зависимости от действия водителя и конструктивных особенностей тормозной системы. Принято считать его нарастание пропорциональным времени. Тогда текущее значение jз в момент времени tн от начала нарастания равноjзн= jустtн / нНа участке уст при торможении на дороге с достаточно большим коэффициентом сцепления и V0<30 м/с можно считать Рв=0.Подставив значение Rx1+Rx2 в уравнение движения и принимая во внимание, что Pп=Gаsin  =Gai, а для одиночного автомобиля Рс=0, получимjyст=( xcos +sin )g=( х+i)g;на горизонтальной дороге jyст= хgОбозначив пути, проходимые автомобилем за время с, н, и уст соответственно Sтc, Sтн, и Sт уст, можно записать Sт =Sтс + Sтн+ Sт.уст За время запаздывания путь пройденный автомобилем определяется формулой Sтc= V0 сПуть So, проходимый, автомобилем от момента, когда водителем была замечена опасность, до V =0 называют остановочным. Остановочный путь равен сумме тормозного пути и пути, проходимого за время реакции водителя,  =ФЕДЕРАЛЬНОЕ АГЕНТСТВО ЖЕЛЕЗНОДОРОЖНОГО ТРАНСПОРТА Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования «Петербургский государственный университет путей сообщения Императора Александра I» (ФГБОУ ВО ПГУПС) Кафедра «Наземные транспортно-технологические комплексы» Отчет по практической работе №3 дисциплины «ТЕОРИЯ ПОДЪЕМНО-ТРАНСПОРТНЫХ, СТРОИТЕЛЬНЫХ, ДОРОЖНЫХ СРЕДСТВ И ОБОРУДОВАНИЯ» (Б1.Б.44) Выполнил студент группы ПТМ-813 «З» Иванов А.А. Проверил Коровин С.К. Санкт-Петербург 2023 Практическая работа №3. Определение тягово-сцепных характеристик колесного и гусеничных движителей. 1.1. Критерии проходимости транспортных средств Возможность движения транспортного средства по проходимости определяется неравенством Рт>  ,(1.1)где Рт - сила тяги движителя транспортного средства; - сумма сил сопротивления движению транспортного средства.Потеря проходимости транспортного средства может быть как полной, так и частичной. При полной потере проходимости происходит прекращение движения или застревание. Частичная потеря проходимости связана со снижением скорости движения и увеличением расхода топлива в определённых условиях перевозок. Снижение скорости движения при частичной потере проходимости происходит из-за следующих факторов: недостаточной мощности двигателя или возможного буксования движителя при её избытке; профиля поверхности движения, вызывающего колебания, неприемлемые для экипажа, самого транспортного средства или перевозимого груза; субъективных действий водителя, выбравшего тот или иной маршрут движения. Этот фактор с трудом поддаётся формализации. Для того чтобы дать полную оценку проходимости транспортного средства, надо, во-первых, выявить возможность выполнения на заданном маршруте условия (1.1) и, во-вторых, оценить снижение скорости и повышение расхода топлива, оказывающих влияние на производительность и себестоимость перевозок. Комплексным критерием сравнительной эффективности по проходимости П для нескольких транспортных средств может служить выражение  (1.2) где Gep- полезная нагрузка; V- скорость;  - расход топлива.Для машин с каким-либо новым движителем достоверного обобщённого фактора П по совокупности эксплуатационных свойств может быть и не предложено. Поэтому критерием в данной ситуации остаётся экспериментальная оценка проходимости машины сравнительно эталонного образца (прототипа). В качестве показателей проходимости могут служить, например, показатели скорости Пv; грузоподъёмности Пгр или экономичности Пэ:    где соответственно VM,  и  - скорость, вес перевозимого груза и расход топлива созданной машины, а V,  и  - скорость, вес перевозимого груза и расход топлива эталонного образца.Когда в первом приближении требуется оценить проходимость машины на типичных грунтах, то можно воспользоваться предложенным американскими специалистами эмпирическим показателем проходимости, названным ММР (MeanMaximumPressure). Для колёсного движителя ММР (обозначение соответствует оригиналу) определяется по следующим формулам. Грунт – глина  = кПа где Gа- вес автомобиля, кН; m - число осей; Вк - ширина профиля шины, м; Dк - диаметр колеса, м; hz/Ht- относительный прогиб шин на твёрдой поверхности при нагрузке Ga, %; k- опытный коэффициент, определяемый по табл. 1.1. Таблица 1.1 Значения коэффициента kв формуле расчёта ММР для колёсных машин
Грунт - сухой песок  где S= 0,6; T=1,0 - для гладкого протектора; 1,4 - для протектора с дорожным рисунком; 2,8 - для протектора с универсальным рисунком; 3,3 - для протектора с рисунком высокой проходимости. На основании данных, полученных при испытаниях внедорожных машин, включая бронетехнику, Роланд (Rowland) вывел следующую эмпирическую зависимость для определения ММР гусеничных движителей различного конструктивного исполнения: трак и цепь гусеницы с жёсткими опорными катками:  = кПагде G - вес машины, кН;  - число опорных катков на одной гусенице; АТР - площадь жёсткой части трака как часть шага гусеницы, умноженнаянаширину опорного катка;b- ширина трака или пневмошины, м; tГ - шаг гусеницы, м; D- наружный диаметр опор ного катка или пневматической шины, м. Кроме обобщённых критериев проходимости используются также частные параметры проходимости, определяющие способность транспортного средства преодолеть препятствия того или иного вида. Обычно применяются следующие критерии: коэффициент свободной тяги; максимальный угол подъёма, преодолеваемый как одиночной машиной, так и поездом; максимальная высота преодолеваемого порогового препятствия; максимальная ширина преодолеваемого рва; максимальная глубина преодолеваемого брода; максимальная глубина снежного покрова, преодолеваемого по целине. Зная силу тяги на крюке Ркр и вес машины Gа,определяют коэффициент свободной силы тяги кт= Ркр/Gа, который принято находить по сцеплению  и по удельной силе тяги по двигателю fд. Коэффициент свободной силы тяги по сцеплению равен где ктф = Ркр/Gсц- коэффициент сцепного веса Gсц. Общее сопротивление движению полноприводной колёсной или гусеничной машины обычно оценивают с помощью коэффициента по такой формуле: где f- коэффициент сопротивления качению;  - угол подъёма (или спуска). Если принять, что где Рд - сила тяги, развиваемая двигателем и определяемая в зоне контакта движителя с грунтом, то удельная свободная силы тяги подвигателю fТД, которую способно реализовать транспортное средство (с силой тяги движителя по сцеплению фД и сопротивлением движению ф), равна   Рис. 1.6. Характеристика проходимости автомобиля на i-ой передаче На рис. 1.6. показана зависимость проходимости автомобиля от соотношения моментов на его колёсах: подводимого от двигателя Мк, предельного по сцеплению Мф и сопротивления движению Mf. Удельная свободная силы тяги оценивает возможности транспортного средства по преодолению препятствий, для чего необходим повышенный запас силы тяги. Она зависит как от конструктивных особенностей транспортного средства и его движителя, так и дорожных условий, определяемых коэффициентами ф и у. ФЕДЕРАЛЬНОЕ АГЕНТСТВО ЖЕЛЕЗНОДОРОЖНОГО ТРАНСПОРТА Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования «Петербургский государственный университет путей сообщения Императора Александра I» (ФГБОУ ВО ПГУПС) Кафедра «Наземные транспортно-технологические комплексы» Отчет по практической работе №4 дисциплины «ТЕОРИЯ ПОДЪЕМНО-ТРАНСПОРТНЫХ, СТРОИТЕЛЬНЫХ, ДОРОЖНЫХ СРЕДСТВ И ОБОРУДОВАНИЯ» (Б1.Б.44) Выполнил студент группы ПТМ-813 «З» Иванов А.А Проверил Коровин С.К. Санкт-Петербург 2023 Практическая работа №4. «Мощностной баланс и коэффициент полезного действия колесного тягача». Задание 1. Оценить тяговый КПД колесного тягача 4К2 класса 1,4 с эксплуатационной массой mтяг =3 т, работающего в номинальном тяговом режиме на пересеченной местности, если известно, что мощность от двигателя поступает на ведущие колеса тягача через цилиндрический ряд шестерен с тремя полюсами зацепления и одну коническую пару шестерен.  Рис. 1 1. По формуле определяем механический КПД силовой цепи тягача  2. Принимая f = 0,12, определяем силу сопротивления качения тягача при движении его по пересеченной местности Pf = f *Gтяг = f*g*mтяг = кН. 3. По формуле определяем КПД сопротивления качению тягача  = 1 - P f / Pk =где для колесного тягача 4К2 в номинальном тяговом режиме принято значение Рк = Тк *9,81 = кН. 4. Определяем КПД буксования тягача по формуле  = V / Vx = 1 – δ = 5. Определяем по формуле искомый тяговый КПД тягача  =  =Задание 2. Оценить тяговый КПД колесного тягача 4К4а класса Тк = с эксплуатационной массой тэ = т, работающего в номинальном тяговом режиме на пересеченной местности, если известно, что мощность от двигателя поступает на ведущие колеса трактора через приводы трансмиссии к передним и задним колесам, имеющими соответственно механические КПД  = и  = .1. Определяем параметры, необходимые для расчета нормальных реакций Y1 и Y2 по формулам: • эксплуатационный вес тягача Gтяг = g*mтяг = 9,81 * = кН; • статические коэффициенты нагрузки колес    • конструктивные параметры принимаем равными hкр = м и L = м (см. рис. 1). 2. По формулам рассчитываем коэффициенты динамической нагрузки колес в рассматриваемом режиме движения  = =3. По формулам рассчитываем нормальные нагрузки, действующие на передние и задние колеса Y1 =  Y2 =  4. По формуле определяем коэффициент соотношения нормальных нагрузок по мостам тягача β = Y1 /Y2 = 5. Определяем частные силы сопротивления качению колес Pf1 = f*Y1 = кН; Pf2 = f*Y2 = кН. 6. Определяем общую касательную силу тяги тягача Pk = Pf + Pkp = (Pf1 + Pf2) + Pkp = кН. 7. По формулам определяем частные касательные силы тяги тягача Pk1 = β * Pk / (1 + β ) = кН. Pk2 = Pk /(1 + β ) = кН; 8. По формулам определяем частные КПД сопротивления качению колес тягача  = 1 - Pf1 / Pk1 =  = 1 - Pf2 / Pk2 = 9. При коэффициенте буксования задних колес δ2 = 0,16 и коэффициенте кинематического несоответствия передних и задних колес кн = 1,05 определяем коэффициент буксования передних колес δ1 = 1 - кн (1 - δ2) = 10. Определяем КПД буксования передних и задних колес  = 1 – δ1 = = 1 – δ2 = 11. По формуле находим коэффициент γ γ =  12. По формулам определяем коэффициенты s1 и s2 s1= γ / (1 + γ) = s2 = 1/ (1 + γ) = 13. По формулам определяем частные тяговые КПД  =  = =  =14. По формуле определяем искомое значение тягового КПД тягача  =  =ФЕДЕРАЛЬНОЕ АГЕНТСТВО ЖЕЛЕЗНОДОРОЖНОГО ТРАНСПОРТА Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования «Петербургский государственный университет путей сообщения Императора Александра I» (ФГБОУ ВО ПГУПС) Кафедра «Наземные транспортно-технологические комплексы» Отчет по практической работе №5 дисциплины «ТЕОРИЯ ПОДЪЕМНО-ТРАНСПОРТНЫХ, СТРОИТЕЛЬНЫХ, ДОРОЖНЫХ СРЕДСТВ И ОБОРУДОВАНИЯ» (Б1.Б.44) Выполнил студент группы ПТМ-813 «З» Иванов А.А Проверил Коровин С.К. Санкт-Петербург 2023 Практическая работа №5. «Расчет движущей силы и жесткости землеройно транспортной машины. Динамика работы.». Расчет движущей силы и жесткости землеройно-транспортной машины. Определение жесткости дополнительного элемента металлоконструкции.  Рис.1 Эквивалентная схема землеройно-транспортной машины как двухмассной системы с упругими элементами. mт= 5400 кг; mр.о =920 кг; Vн =1,02 м/сек скорость соответствующая максимальной мощности на первой передаче; f=0,1 коэффициент сопротивления качению; φ= 0,9 коэффициент сцепления; А= 95 кН/м интенсивность возрастания сопротивления копанию; С=6200 кН/м жесткость рабочего оборудования; ТН = 28500 Н сила тяги. Нагрузка на рабочий орган  Нагрузка на детали крепления рабочего органа к раме трактора  2. Максимальный коэффициент динамичности при копании в однородных грунтах   3. Нагрузки возникающие при встрече с абсолютно жестким препятствием Ап =С.     4.Нагрузки возникающие при встрече рабочего органа с препятствием имеющим жесткость А=130000 кН/м   5. Определим жесткость упругого элемента Су.э введение которого обеспечило бы повышение нагрузок не более чем в 2 раза.   
Формирование рейтинговой оценки по дисциплине
| |||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||