Добавил:
Upload Опубликованный материал нарушает ваши авторские права? Сообщите нам.
Вуз: Предмет: Файл:

Моб.энер. / варианты / расчетка по тракторам ЛТЗ-55 7 вар с

.doc
Скачиваний:
42
Добавлен:
15.03.2015
Размер:
99.33 Кб
Скачать

1. Тяговый расчет трактора

Исходные данные

Для расчета используем индивидуальные исходные параметры трактора:

  • класс тяги = 0,9;

  • коэффициент перегрузки по тяге χn = 1,12;

  • диапазон тяги δт = 1,6;

  • число основных передач т = 4;

  • колесная формула 4Х4;

Наиболее близок к исходным данным трактор ЛТЗ-55.

Недостающие для расчета данные определяем самостоятельно или возьмем в справочных пособиях исходя из технической характеристики принятого трактора-прототипа.

1.1 Определение тягового усилия на первой основной рабочей передаче

В основу построения типажа тракторов положен принцип тяговых классов. Каждому из тяговых классов соответствует номинальное тяговое усилие Ркр н в кН, которое должен развивать трактор на невзлущенной стерне нормальной влажности и средней твердости (на черноземе или суглинке), в диапазоне от максимального значения тягового КПД до значения буксования, не превышающего допустимые пределы.

Номинальное тяговое усилие трактор должен развивать на первой основной рабочей передаче. Однако, ввиду того, что в последние годы внутри классов увеличивались масса тракторов и мощность двигателей, тяговые усилия на первых рабочих передачах увеличились. В связи с этим перспективный типаж тракторов допускает увеличение тягового усилия на первой основной рабочей передаче от номинала в пределах на 25 — 30 % — для тракторов общего назначения и на 10 — 12 % — для универсально-пропашных тракторов.

Тяговое усилие на первой основной рабочей передаче определяют по формуле:

Ркр max = Ркр н * χn 1.1

Ркр max = 9000 * 1,12 = 10080Н = 10,08кН

где Ркр н — номинальное тяговое усилие (приведено в задании).

1.2 Минимальное тяговое усилие

Диапазон тяговых усилий на основных рабочих передачах охватывает всю сумму нагрузок на крюке в соответствии с агротехническими требованиями, предъявляемыми к базовому трактору данного тягового класса. Для характеристики диапазона тяговых усилий на основных рабочих передачах введен коэффициент δт значение которого для большинства сельскохозяйственных тракторов находится в пределах δт = 1,6...1,8

В соответствии с этим, тяговое усилие (минимальное), развиваемое трактором на высшей основной рабочей передаче, определяют по формуле:

1.2

1.3 Скорость движения на первой основной передаче

Действительную скорость движения трактора на первой основной передаче – V1, назначают в соответствии с агротехническими требованиями в, зависимости от типа трактора, его движителя и с учетом тенденций развития конструкций тракторов и сельскохозяйственных машин. Трактор – прототип имеет ходовую систему 4Х4 => рекомендованная скорость для данного трактора = 2,1м/с.

1.4 Эксплуатационный вес трактора

Эксплуатационный вес трактора определяют из соображений реализации номинального тягового усилия при допустимом буксовании на стерне нормальной влажности. В зависимости от типа движителя и колесной формулы эксплуатационный вес подсчитывают по одному из выражений. Формула 4К4а соответствует колесному трактору с двумя ведущими мостами, с управляемыми передними колесами меньшего размера.

для колесных тракторов 4Х4

1.3

где к — коэффициент использования сцепного веса.

для колесных тракторов 4Х4а к = 0,45—0,50;

Чем больше коэффициент перегрузки по тяге χn, тем больше значение к выбирают. Для нашего трактора-прототипа будем использовать

к = 0,45

ƒ — коэффициент сопротивления качению принимают для поля подготовленоого под посев в соответствии с типом движителя, в нашем случае ƒ = 0,09;

λк — коэффициент нагрузки задних ведущих колес (равен 0,65—0,70). Для нашего случая принимаем λк = 0,68 .

1.5 Номинальная мощность двигателя

Номинальную мощность двигателя рассчитывают из необходимости обеспечения заданных тягово-скоростных показателей трактора с учетом запаса мощности по формуле

1.4

где Рк max — максимальная касательная сила тяги на первой передаче, кН;

VТ1 — теоретическая скорость трактора на первой передаче, м/с;

тр — механический КПД трансмиссии трактора на первой передаче;

χэ — коэффициент эксплуатационной нагрузки тракторного двигателя, находится в пределах 0,85—0,90. Для гусеничных и колесных тракторов 4Х4 несколько выше, чем для колесных 4Х2. Для нашего трактора-прототипа принимаем χэ = 0,87

Максимальную касательную силу тяги определим по формуле

Рк max = Ркр max + Рƒ 1.5

Рк max = 10080 + 2520 = 12600Н = 12,6кН

где Рƒ — сила сопротивления качению (кН), определим по выражению

Рƒ = ƒ * Gтр 1.6

Рƒ = 0,09 * 28000 = 2520Н = 2,52кН

Теоретическую скорость на первой передаче определим по формуле:

1.7

где V1 — действительная скорость трактора на первой передаче, м/с;

δдоп — допустимый коэффициент буксования.

Буксование определяют по потере скорости, вызванной смещением несущего основания (почвы) или контактной части колеса (гусеницы) под действием крутящего момента на ведущих колесах в сторону противоположную движению трактора. Коэффициент буксования:

1.8

Работа тракторов с буксованием выше допустимого значения δдоп не является рациональной и не рекомендуется в эксплуатации. Для нашего случая δдоп = 0,18

Механический коэффициент полезного действия оценивает потери энергии в трансмиссии трактора. Они возникают вследствие трения в зацеплении шестерен, подшипниках, сальниках, перебалтывания масла, а также учитывают затраты энергии на привод масляных насосов рулевого управления и переключения режимов в коробках с переключением режимов в коробках с переключением без разрыва потока энергии на привод насоса гидронавесной системы, компрессора тормозной системы.

Механический КПД определяют по формуле

1.9

тр = 0,975 * 0,98 (1-0,05)0,95 = 0,858

где ц, кон — соответственно КПД цилиндрической (0,985—0,99) и конической (0,975—0,98) пар шестерен. Принимаем для нашего расчета: ц = 0,99, кон = 0,98;

nц, nкон — соответственно число пар цилиндрических и конических шестерен, находящихся в зацеплении при включенной первой основной рабочей передаче (определяют по кинематической схеме трактора-прототипа) nц, = 3; nкон = 1.

ξ — коэффициент, учитывающий потери от вращения валов и шестерен. Для прогретой трансмиссии и при действии крутящего момента, близкого к номинальному, он равен 0,03—0,05, будем считать ξ = 0,04

гс — КПД, учитывающий затраты энергии на привод насосов гидронавесной системы управления и привод компрессора, гс = 0,93—0,95, в нашем подсчете будем считать гс = 0,94

Механический КПД гусеничного трактора дополнительно учитывает потери энергии на трение в ведущем участке гусеничной цепи г = 0,97—0,98. Меньшее значение имеют тракторы с эластичной подвеской. В нашем подсчете его учитывать не надо.

Подставляя все значения в формулу 1.4, получаем:

1.6 Определение крутящего момента двигателя

Крутящий момент, развиваемый двигателем на номинальном режиме, определяют по формуле

1.10

где н — номинальная угловая скорость вала двигателя, ее подсчитывают по формуле:

где nн — номинальная частота вращения вала двигателя, мин-1 (для нашего трактора прототипа nн = 1800об/мин).

Следовательно:

1.7 Определение часового расхода топлива двигателем

Часовой расход топлива двигателем на номинальном режиме эксплуатационной мощности подсчитывают то формуле

1.11

Где gен — удельный эффективный расход топлива на номинальном режиме мощности двигателя, г/кВтч. Значение gен для современных тракторных дизелей с неразделенными камерами сгорания находится в пределах 235—250 г/кВт-ч. Для нашего расчета примем gен = 240 г/кВтч

1.8 Определение передаточных чисел в трансмиссии трактора

В данном тяговом расчете передаточные числа трансмиссии трактора определяют из условия, что они составляют ряд геометрической прогрессии, знаменатель которой определяют по выражению

1.12

где m — число основных рабочих передач;

Pк min – касательная сила тяги на высшей основной рабочей передаче при номинальном моменте двигателя, которую определяют по формуле:

Pк min = Pк min + P ƒ 1.13

Pк min = 6300 + 2520 = 8820Н = 8,82кН

1.9 Передаточное число трансмиссии на первой основной рабочей передаче

Передаточное число трансмиссии на первой передаче определяют из условия реализации номинальной касательной силы тяги

1.14

где rк — динамический радиус ведущих колес (звездочки), м.

1.10 Размеры ведущих колес

Динамический радиус колес выбранных шин определяют по формуле

rк = 0.025 * (0.5*d + (0.85 – 0.90) * B) 1.15

где d, В — соответственно диаметр посадочного обода и ширина профиля шины в дюймах, или

rк = 10-3 * (0.5*d + λт*B) 1.16

если d и В даны в миллиметрах,

λт — коэффициент деформации шин под действием вертикальной и тангенциальной нагрузок, λт = 0,85—0,88.

Для нашего расчета будем использовать формулу 1.15

rк = (0,5*965 + 0,86*330)/1000 = 0,766

подставляя значение rк в формулу 1.14 получаем:

1.11 Передаточные числа трансмиссии и скорости движения

трактора на основных рабочих передачах Передаточные числа на основных рабочих передачах, находят так:

i1 = 49,72

i2 = 44,15

i3 = 39,2

i4 = 34,8

следовательно, скорости движения на передачах:

V1 = 2,1 м/с

V2 = 2,365 м/с

V3 = 2,664 м/с

V4 = 3 м/с