Теоретические положения к задаче 2
Расчет тягового усилия при транспортировании оборудования и выбор
Транспортных средств
В практике грузы и конструкции часто перевозятся к месту установки по шоссейным и грунтовым дорогам. Для перевозки крупногабаритного и тяжеловесного оборудования применяются прицепы различной грузоподъемности, которые буксируются тракторами или специальными колесными тягачами. Если габариты и масса перевозимого оборудования превышают паспортные характеристики прицепов по грузоподъемности и размеры платформ, то оно перевозится на двух и более прицепах.
Учитывая массу и габариты оборудования или конструкций, состояние и характеристику дороги (подъемы, уклоны и радиусы закруглений), выбирают прицепы и тип тягачей, устанавливают их количество.
В некоторых случаях можно идти от обратного, т. е. зная технические данные прицепов и тягачей, а также дорожные условия, определять максимально допустимые массы и габариты транспортируемого оборудования.
Расчёт и выбор транспортного средства рекомендуется проводить в следующем порядке:
1. Для буксировки прицепа с грузом предварительно принимаем по табл. 3, 4 и 5 тягач и прицеп, записываются их массовые мощностные и скоростные характеристики. Затем определяют суммарное сопротивление (кН) движению всего транспорта:
где Gт — масса тягача с грузом, т (подбирается предварительно по табл. 3, или из паспорта тягача и справочника); fт — удельное сопротивление движению тягача (принимается по табл. 4); Gп — собственная масса выбранного для транспортирования прицепа, т (принимается по табл. 5 или паспорту прицепа и справочнику); G0 — масса транспортируемого груза прицепом, т; fп— удельное сопротивление движению прицепа (принимается по табл. 6); fу — сопротивление движению от уклона дороги, равное показателю уклона, соответствующему 0,01 на каждый процент уклона (это сопротивление принимается с плюсом при подъеме дороги и с минусом — при спуске).
G0= G – Gгр.авт.
где Gгр.авт. = G – Gт.с масса груза транспортируемая тягачом; Gт.с–собственная масса тягача
Выбирают прицеп и определяют собственную массу прицепа Gп (табл.5)
2. Рассчитывают необходимое тяговое усилие (кН) для страгивания автопоезда с места с учетом увеличения тяговой нагрузки примерно на 50 %:
3.По Fт подбирают тягач по табл. 3 и 4 или из справочника.
4.Определяют силу тяги подобранного тягача по мощности двигателя на ведущих колесах автомобиля (кН):
где N — мощность двигателя, кВт (табл. 3 или 4); — КПД двигателя и силовой передачи (для автомашин = 0,85; для тракторов = 0,8); — скорость движения, км/ч (величиной задаются в пределах, указанных в табл. 3, 4, 5).
5. Подсчитывают силу тяги тягача по сцеплению с поверхностью дороги (кН):
где G0 — сцепная масса тягача, обеспечивающая надежное сцепление его с поверхностью дороги, т (для автомобилей Gc = 0,6÷0,7 их массы, для тракторов G0 равна их полной массе); — коэффициент сцепления колес тягача с покрытием дороги или гусениц тягача (табл. 7).
Таблица 3.
Характеристика автомобильных тягачей
| № п/п | Масса без груза, т | Масса с грузом, т | Допускаемая масса прицепа, т | Наибольшая скорость, км/ч | Мощность двигателя, кВт | Расход топлива в л на 100 км |
| 1. | ГАЗ-52-03 (4х2) | |||||
| 2,5 | 5,46 | 2,5 | 55,2 | 21 при 40 км/ч | ||
| 2. | ГАЗ-53А (4х2) | |||||
| 3,2 | 7,4 | 84,6 | 24 при 40 км/ч | |||
| 3. | ЗИЛ-130-76 (4х2) | |||||
| 4,3 | 10,52 | 110,3 | 29 при 50 км/ч | |||
| 4. | ЗИЛ-133Г2 (4х2) | |||||
| 6,87 | 17,17 | 110,3 | 29 при 50 км/ч | |||
| 5. | УРАЛ-377Н (6х4) | |||||
| 7,22 | 14,9 | 10 (5 по грунту) | 132,4 | 45 при 40 км/ч | ||
| 6. | КамАЗ-5320 (6х4) | |||||
| 7,08 | 15,3 | 11,5 | 154,4 | 35 при 60 км/ч | ||
| 7. | КамАЗ-53212 (6х4) | |||||
| 8,2 | 18,42 | 154,4 | 35 при 60 км/ч | |||
| 8. | МАЗ-53352 (4х2) | |||||
| 6,72 | 132,4 | 28 при 40 км/ч | ||||
| 9. | КрАЗ-257Б1 (6х4) | |||||
| 10,27 | 22,5 | 176,5 | 38 при 50 км/ч | |||
| 10. | ЗИЛ-ММЗ-554М (4х2) самосвал | |||||
| 5,12 | 10,85 | – | – |
Таблица 4.
Удельное сопротивление движению тягача
| Тип и состояние дороги | Значения fт |
| для автомашин | |
| Цементобетонное, асфальтобетонное покрытие | 0,01-0,02 |
| Гравийное шоссе | 0,02-0,025 |
| Снежная укатанная дорога | 0,02-0,03 |
| Булыжная мостовая | 0,03-0,05 |
| Грунтовая дорога ровная сухая | 0,04-0,05 |
| Грунтовая дорога неровная и грязная | 0,07-0,10 |
| Рыхлый грунт, песок, снежная целина | 0,15-0,20 |
| Заболоченная местность | – |
Таблица 5.
Характеристика пневмоколесных прицепов
| № п/п | Масса прицепа без груза, т | Масса прицепа с грузом, т | Габариты прицепа, м | Длина без дышла, м | Максимальная скорость, км/ч |
| 1. | Прицеп ГПБ-817 | ||||
| 2,54 | 8,04 | 6,69х2,5х1,94 | 4,93 | ||
| 2. | Прицеп ГПБ-8352 | ||||
| 3,7 | 13,7 | 8,29х2,5х1,8 | 6,3 | ||
| 3. | Прицеп МАЗ-8926 | ||||
| 3,8 | 7,71х2,5х2,12 | – | |||
| 4. | Прицеп-самосвал ГКБ-8527 | ||||
| 4,5 | 11,5 | 6,43х2,5х1,99 | 5,65 |
Таблица 6.
Удельное сопротивление движению прицепов fп
| Тип и состояние дороги | Прицепы на колесном ходу, fп | Прицепы на гусеничном ходу, fп | ||
| со сплошными металлическими или резиновыми шинами | с пневматическими шинами | |||
| высокого давления | низкого давления | |||
| Дорога грунтовая: твердая профилированная среднего качества плохого качества Дорога песчаная Дорога снежно-ледяная, укатанная Бездорожье (луг, пашня) Талый рыхлый снег Глубокая грязь Сыпучий песок | 0,04—0,06 0,065— 0,08 0,07—0,11 0,09—0,12 0,065—0,08 0,20—0,30 0,10—0,15 0,25—0,35 0,20—0,3 | 0,025—0,035 0,035— 0,047 0,05—0,06 0,08—0,10 0,025—0,035 0,15—0,24 0,08—0,10 0,15—0,25 0,11—0,18 | 0,02—0,03 0,03—0,04 0,04—0,05 0,06—0,065 0,02—0,03 0,05—0,06 0,05—0,06 0,1—0,12 0,09—0,10 | 0,07—0,08 0,08—0,09 0,09—0,10 0,09—0,12 0,05—0,06 0,10—0,12 0,06—0,07 0,12—0,15 0,12—0,15 |
Таблица 7.
Коэффициент сцепления тракторов с покрытием дороги ф
| Тип и состояние дороги | Коэффициент | |
| для гусеничных тракторов | для колесных тягачей | |
| Сухая грунтовая дорога: на глинистом грунте на песчаном грунте на черноземе Укатанная снежная дорога Асфальт: летом покрытый мокрым укатанным снегом Обледенелый грунт со снежным покровом толщиной 50—100 мм Луг: скошенный влажный некошенный Песок: влажный сухой Болото | 0,85 0,90 0,87 0,65 0,85 0,45 0,46 1,05 0,60 0,60 0,50 0,70 | 0,70 0,75 0,70 0,30 0,75 0,30 0,25 0,70 0,40 0,40 0,30 0,50 |
Следует иметь в виду, что сила тяги по мощности двигателя Fд не должна превышать силы тяги по сцеплению с поверхностью дороги Fc, что обеспечит отсутствие буксования ведущих колес автомобильного тягача или гусениц трактора.
Устанавливают вероятность пробуксовки приводных колёс тягача (при отсутствии Fд < Fc), убеждаемся в правильности выбора тягача.
При необходимости увеличения силы тяги тягача по сцеплению можно повысить массу тягача Gт, загружая его балластом.
Из двух значений сил тяги Рд и Fс принимается во внимание наименьшая, которая в свою очередь должна превышать необходимое расчетное тяговое усилие Fт.
В случае необходимости решения обратной задачи транспортные расчеты ведутся в другом порядке: начиная с расчета Fд и Fс для имеющегося тягача, затем по наименьшему из них определяют расчетное тяговое усилие Fт и наконец находят максимально возможную массу транспортируемого груза, используя формулу для расчета суммарного сопротивления движению всего транспорта F при известных массах прицепа Gп и тягача Gт, а также уклона дороги.