на каком агрофоне сопротивление перекатыванию больше

Контрольная работа: Тяговый расчет трактора ДТ-75М

Тяговый расчет трактора

Тяговые показатели трактора и эффективность его использования в сельскохозяйственном производстве в соответствии с назначением и условиями эксплуатации зависят от правильного выбора основных параметров: веса (массы), мощности и типа регуляторной характеристики двигателя, передаточных чисел трансмиссии. При выполнении тягового расчета трактора производятся: расчет основных параметров трактора; расчет и построение регуляторной характеристики двигателя, потенциальной и теоретической тяговых характеристик трактора; анализ его основных эксплуатационных свойств. Все расчеты проводятся в Международной системе единиц измерения физических величин.

К основным исходным данным на проектируемый трактор относятся:

6. Агрофон поля : стерня зерновых, средне-суглинистый чернозем.

7. Максимальная транспортная скорость движения трактора

8. Номинальная частота вращения вала двигателя n_н =1780 об/мин.

9. Номинальный удельный расход топлива двигателем g_ен =245г/кВт*ч.

2. Вес и номинальная мощность двигателя

Балласт применяется для увеличения сцепного веса (нагрузки на ведущие колеса, движитель) G_сц тракторов с целью повышения их тягово-сцепных свойств (уменьшения коэффициента буксования d и увеличения силы сцепления Р_j ). При установке балласта на ведущих колесах его вес можно определить по формуле:

Конструктивный вес трактора G_о надо стремиться снижать до минимума с учетом технических возможностей и экономической целесообразности. С уменьшением конструктивного веса снижается металлоемкость, затраты мощности на передвижение трактора, особенно на транспортных работах. Однако с уменьшением конструктивного веса возрастает стоимость трактора в связи с применением более прочных материалов и совершенных технологий. Более или менее точно конструктивный вес может быть определен только при реальном проектировании. При выполнении курсовой работы величину его следует принимать, ориентируясь на тракторы того же класса и уровень их энергонасыщенности.

Решение выражения (4) относительно j_кр позволяет задавшись допустимой величиной коэффициента буксования d_доп определить соответствующее ему значение коэффициента использования сцепного веса j_кр.н трактора:

Для колесных с колесной формулой 4К4 и гусеничных тракторов сцепной вес равен эксплуатационному весу G_сц = G, поэтому получим:

После определения G_макс.р следует оценить значение конструктивного веса трактора G_о * :

Номинальная (максимальная) мощность двигателя находится из условия реализации заданной номинальной скорости движения V_н при номинальном тяговом усилии Р_н трактора по формуле:

При определении к.п.д. трансмиссии следует использовать эмпириоаналитическую формулу:

N_н = (30+ 3,5)·2,22/(0,88·0,97·0,95·0,92)=99,69 кВт=135,6 л.с.

Принимаем: N_н = 136 л.с.=100 кВт.

Далее оценивают удельную массу трактора по формуле:

m_уд * = 10 3 ·46/(100·9,81)= 46,9 кг/кВт.

Таблица 2. Удельная масса тракторов m_уд в зависимости от номинальной скорости движения, кг/кВт

Название: Тяговый расчет трактора ДТ-75М Раздел: Рефераты по транспорту Тип: контрольная работа Добавлен 03:23:14 18 декабря 2010 Похожие работы Просмотров: 1359 Комментариев: 11 Оценило: 2 человек Средний балл: 5 Оценка: неизвестно Скачать

Тип трактора	Номинальная скорость движения Vн м/с (км/ч)
гусеничный	120…135	82…110	55…95

Принимаем: m_уд * =90 кг/кВт,

После этого следует уточнить значения конструктивного G_о и минимального эксплуатационного веса (1).

Принимаемое в дальнейших расчетах значение эксплуатационного веса трактора для упрощения записей будем обозначать G.

3. Баланс мощности и потенциальная тяговая характеристика

При расчете баланса мощности принимают идеальные предпосылки в использовании трактора:

— автоматическое и бесступенчатое изменение передаточного числа трансмиссии, и, следовательно, тягового усилия и скорости движения;

— загрузка двигателя постоянна, не зависит от тягового усилия и соответствует номинальному режиму;

— к.п.д. трансмиссий и сила сопротивления перекатывания остаются постоянными и не зависят от нагрузочного и скоростного режима работы трактора;

— трактор движется равномерно по горизонтальному участку.

При принятых условиях уравнение баланса мощности имеет вид:

N_н = 12+ 4,4+ 8,38+ 72 = 99,88 ≈ 100 кВт.

Удельного тягового расхода топлива g_кр :

G_тн = (245· 100)/1000 = 24,5 кг/ч;

g_кр = 245/0,73 = 335,62 г/кВт*ч.

Остальные показатели рассчитываются по приведенным выше формулам. Из графика баланса мощности и потенциальной тяговой характеристики следует, что трактор может работать с высокой степенью использования мощности двигателя на крюке, с высокими значениями тягового к.п.д., низким удельным тяговым расходом топлива только в определенном интервале тяговых усилий. Чем больше отклонения от этого интервала, тем больше суммарные непроизводительные затраты мощности на механические потери в трансмиссии, перекатывание и буксование движителей трактора.

Таблица 3. Баланс мощности и потенциальная тяговая характеристика трактора ДТ-75М

4. Тяговый диапазон трактора

Оценку требуемого значения тягового диапазона принято определять по формуле:

В рабочем интервале тяговых усилий располагаются основные рабочие передачи трактора.

5. Передаточные числа трансмиссии

Диапазон передач должен охватывать скорости и тяговые усилия для всего разнообразия выполняемых трактором работ. Различают три группы передач.

1. Замедленные или вспомогательные передачи (технологические ), на которых скорости движения ограничиваются условиями выполнения работ. Эти передачи используются, как правило, с ограниченным тяговым усилием Р £ Р_н и низкой тяговой мощностью. К ним относятся и передачи заднего хода.

3. Транспортные передачи используются для выполнения транспортных работ, холостых переездов трактора и машинно-тракторных агрегатов.

5.1 Передаточные числа трансмиссии основного ряда передач

Их необходимо рассчитывать так, чтобы трактор развивал тяговые усилия от минимального Р_мин на высшей передаче до номинального Р_н на первой передаче с некоторым запасом силы тяги. Передаточное число трансмиссии на первой передаче i_тр.1 определяется по формуле:

М_н = 9,55·100/1780=0,5365 кНм;

Расчетный радиус ведущего колеса гусеничного трактора (радиус начальной окружности звездочки) определяется по формуле:

i_тр.1 = (30+ 6,7) · 0,355/(0,97·0,5365·0,88·0,97)=29,329.

Наиболее часто используется геометрический ряд передач. Тогда знаменатель ряда:

Значения передаточных чисел трансмиссии на других передачах определяют по формуле:

i_тр.2 = 29,329/1,139 2-1 =25,750,

i_тр.3 = 29,329/1,139 3-1 =22,607,

i_тр.4 = 29,329/1,139 4-1 =19,848,

5.2 Передаточные числа трансмиссии для транспортных передач

тогда знаменатель ряда транспортных передач

Значения передаточных чисел на остальных транспортных передачах:

5.3 Корректировка передаточных чисел трансмиссии

Требуемые расчетные значения передаточных чисел коробки передач определяют по формуле (расчет произвести только для основных передач):

Значения Z_ш и Z_к округляются до ближайшего целого числа.

Значение Z_S можно принять таким же, как и у трактора-прототипа, или близким к нему. Числа зубьев шестерен, уточненные значения передаточных чисел трансмиссии и номинальной скорости движения трактора (без учета буксования) заносятся в табл. 4. В расчетно-пояснительной записке приводится рисунок с кинематической схемой трансмиссии трактора.

Таблица 4. Уточненные значения передаточных чисел трансмиссии

Передачи1234Расчетное передаточное число трансмиссии i_тр 29,32925,75022,60719,848Передаточное число центральной и конечной передач i_о 24,84Числа зубьев шестерен коробки передач

6. Регуляторная характеристика двигателя

1. Холостой ход: М_к = 0.

При работе двигателя с недогрузкой графики изменения частоты вращения вала n = f₁ (М_к ) и часового расхода топлива G_т = f₂ (М_к ) с достаточной степенью точности можно аппроксимировать прямыми линиями:

— частота вращения вала двигателя

— эффективная мощность двигателя

— часовой расход топлива

— удельный расход топлива двигателем:

При работе двигателя с перегрузкой (корректорные ветви характеристики, М_н £ М_к £ М_макс ) может быть использована следующая аппроксимация:

Коэффициенты k_N и k_G можно рассчитать, если известны коэффициенты приспособляемости двигателя по крутящему моменту

и частоте вращения вала

а также удельный расход топлива двигателем при максимальном крутящем моменте g_{е o} =265 г/кВтч.

Расчет выполняется по формулам:

Значениями k, k_o и g_{е o} можно задаться или принять такими же как и у двигателя трактора-прототипа.

Кроме номинального режима и режима максимального крутящего момента на корректорной ветви характеристики следует определить значения показателей работы двигателя для одного, двух промежуточных уровней загрузки.

— задавшись значениями коэффициента загрузки двигателя по моменту 1 £k_з = M_к /M_н £k, определить крутящий момент двигателя по формуле

Проанализировать полученные данные, указав коэффициенты приспособляемости двигателя по крутящему моменту и частоте вращения вала, сравнив основные параметры характеристики с двигателем трактора-прототипа.

7. Тяговая характеристика трактора

Последовательность расчета тяговой характеристики трактора.

Значения указанных в табл. 5 показателей следует вычислять по формулам:

— касательная сила тяги

— нагрузка на крюке (тяговое усилие) трактора

— сцепной вес трактора G_сц для гусеничных тракторов и колесных тракторов с колесной формулой 4К4 равен эксплуатационному весу трактора G. Для колесных тракторов с колесной формулой 4К2:

— теоретическая скорость движения

— рабочая (действительная) скорость движения

— тяговая мощность трактора

— удельный тяговый расход топлива

— тяговый к.п.д. трактора

Показатели двигателя при холостом ходе трактора рассчитываются по формулам:

— крутящий момент двигателя

— частота вращения вала двигателя

— часовой расход топлива

8. Лучевой график загрузки двигателя

Лучевой график загрузки двигателя показывает, как изменяется загрузка двигателя в зависимости от величины касательной силы тяги Р_к или тягового усилия Р_кр трактора и номера передачи – Рисунок 3б. При геометрическом ряде передач рациональный диапазон загрузки двигателя по крутящему моменту (на рисунке выделен жирной линией и точками) остается постоянным и не зависит от номера передачи:

При построения графика использовать приведенные в таблице 5 данные. График лучевой диаграммы загрузки двигателя следует строить, учитывая, что величина касательной силы тяги изменяется прямо пропорционально величина крутящего момента двигателя. При анализе лучевой диаграммы загрузки, двигателя следует определить: рациональную степень загрузки двигателя k по крутящему моменту М; рабочий диапазон силы тяги трактора Ркр, соответствие его диапазону, определенному в разделе 2.1, и потенциальной тяговой характеристике трактора (рисунок 2). Сделать соответствующие выводы.

Таблица 5. Регуляторная характеристика двигателя А-41 и тяговая характеристика трактора ДТ-75М

Тяговая характеристика трактора ДТ-75М

9. Анализ технико-экономических показателей трактора

9.1 Анализ потенциальной тяговой характеристики

Анализируя потенциальную тяговую характеристику трактора мы видим, что рабочие передачи попадают в диапазон тягового усилия на крюке: P_кр =15,75…30 кН. При минимальном значении тягового усилия на крюке остальные составляющие характеристики будут иметь следующие значения:

-рабочая скорость движения: V=2,85 м/с=10,25км/ч;

-удельный тяговый расход топлива: g_кр =436,9г/кВтч;

-коэффициент буксования: d=0,84 %;

-мощность развиваемая трактором на крюке (тяговая мощность): N_кр =45,91 кВт

При номинальном значении тягового усилия:

-рабочая скорость движения: V=2,78 м/с=10,00 км/ч;

-удельный тяговый расход топлива: g_кр =371,6 г/кВтч;

-коэффициент буксования: d=1,20 %;

-мощность развиваемая трактором на крюке (тяговая мощность): N_кр =65,94 кВт.

9.2 Анализ тяговой характеристики

Анализ тяговой характеристики трактора показывает:

1) Номинальное тяговое усилие на первой рабочей передаче: P_н1 =32,7 кН, номинальное тяговое усилие трактора прототипа: P_н =30 кН, в результате мы получаем запас по тяговому усилию на крюке: P_н =2,7 кН.

2) Номинальное тяговое усилие на четвертой рабочей передаче:

Тяговые усилие на рабочих передачах попадают в диапазон от 15,75 кН до 30 кН.

3) Значение коэффициента буксования при номинальных тяговых усилиях на рабочих передачах имеет следующие значения:

— на первой передаче: d₁ =1,73 %;

— на второй передаче: d₂ =1,38 %;

— на третьей передаче: d₃ =1,20 %;

— на четвертой передаче: d₄ =0,99 %.

В результате получается, что коэффициент буксования лежит в пределах от 1,73 % до 0,99 %. Максимальный коэффициент буксования на первой передачи: d₁ =2,32%.

4) Рабочая скорость движения на первой передачи: V_р1 =5,4…8,47 км/ч, на четвертой передаче: V_р4 =8,25…12,78 км/ч, получаем диапазон изменения скоростей на рабочих передачах от 5,4 км/ч до 12,78 км/ч.

5) Удельный тяговый расход топлива при номинальном значении тягового усилия на крюке увеличивается с увеличением номера включенной передачи: g_кр1 =350,0 г/кВтч, g_кр1 =389,4 г/кВтч.

Тяговая мощность, в отличии от удельного тягового расхода топлива, уменьшается с увеличение номера включенной передачи: N_кр1 =70,8 кВт, N_кр4 =62,92 кВт.

Источник

Контрольная работа: Расчет машинно-тракторного агрегата Трактор Т-4А

Федеральное агентство по образованию РФ

“Тюменская государственная сельскохозяйственная академия”

Кафедра ремонта машин

Самостоятельная работа №2

Расчет машинно-тракторного агрегата

Трактор Т-4А, вариант №5

Выполнил: Куминов С.В.

1 Расчет пахотного агрегата

Выбираем 5,6 и 7 передачи.

Название: Расчет машинно-тракторного агрегата Трактор Т-4А Раздел: Рефераты по транспорту Тип: контрольная работа Добавлен 13:01:08 12 июня 2011 Похожие работы Просмотров: 569 Комментариев: 16 Оценило: 2 человек Средний балл: 5 Оценка: неизвестно Скачать

передача	Вт, кг/ч	Fкр, кН	Vр, км/ч
5	22,1	38,4	6,43
6	22,4	31,3	7,29
7	21,8	26,5	8,46

1) Если на выбранных передачах рабочая скорость больше 5 км/ч, то следует провести перерасчет удельного сопротивления плуга с учетом поправки на увеличение удельного сопротивления от скорости:

, кН/м 2

— темп нарастания удельного сопротивления плуга при увеличении скорости на 1 км/ч.

Т.к Кпл=50, то =5%.

Для 5 ой передачи кН/м 2

Для 6 ой передачи кН/м 2

Для 7 ой передачи: кН/м 2

2) Ширина захвата плуга на каждой передаче при движении по горизонтальной местности определяется по выражению:

м

Для 5 ой передачи м

Для 6 ой передачи м

Для 7 ой передачи: м

3) Определяется число корпусов плуга: ,

Результат округляется в меньшую сторону до целого числа:

Для 5 ой передачи , n=8

Для 6 ой передачи n=6

Для 7 ой передачи: , n=5

Записывается марка плуга

4 ) Уточняется рабочая ширина захвата агрегата на каждой

Для 5 ой передачи

Для 6 ой передачи

Для 7 ой передачи:

5) Определяется тяговое сопротивление плуга:

кН

Для 5 ой передачи

Для 6 ой передачи

Для 7 ой передачи:

6) Рассчитывается фактический коэффициент использо­вания силы тяги на крюке трактора:

передача	Fкр
5	38,4
6	27,6
7	26,5

Fкр принимается при Pкр = Pкр мах

Для 5 ой передачи

Для 6 ой передачи

Для 7 ой передачи:

7) Производительность агрегата по передачам:

, га/ч

где τ- коэффициент использования времени смены.( τ=0,81)Vp принимается по η факт

Для 5 ой передачи

Для 6 ой передачи

Для 7 ой передачи:

Максимальная производительность на 5 ой передаче, что получилось за счёт наибольшей силы на крюке. Для 5 ой передачи: Т-4А+ПН-8-35

8) Для оптимальной передачи определяется расход ди­зельного топлива на гектар вспашки: ( Вт принимается по ηфакт)

9) Рассчитывается максимально возможный угол подъе­ма агрегата:

где Gт и Gпл- соответственно вес трактора и вес плуга, кН (табл. 6)

(Gт=80,8кН Gпл=22кН) Fкр принимается при Ркр=Ркр мах

10) Результаты расчёта: Т-4А+ПН-8-35 передача 5.

2. Расчёт непахотного агрегата.

Боронование дисковыми боронами (стерня)

передача	Вт, кг/ч	Fкр, кН	Vр, км/ч
6	20,7	27,6	7,35
7	20	23,5	8,51
8	20	20	9,64

1) Если на выбранных передачах рабочая скорость больше 5 км/ч, то следует провести перерасчет удельного сопротивления сельхозмашины с учетом поправки на увеличение удельного сопротивления от скорости:

, кН/м 2

— темп нарастания удельного сопротивления сельхозмашины при увеличении скорости на 1 км/ч.

Т.к Км=1,6-2,2, то =5%.

Для 6 ой передачи: кН/м 2

Для 7 ой передачи кН/м 2

Для 8 ой передачи кН/м 2

2) Ширина захвата агрегата на каждой передаче при движении по горизонтальной местности определяется по выражению:

м

Для 6 ой передачи: м

Для 7 ой передачи м

Для 8 ой передачи м

Записывается формула агрегата:

Для 6 ой передачи: Т-4А+БД-10

Для 7 ой передачи Т-4А+БД-10

Для 8 ой передачи Т-4А+БДН-7

3) Определяется тяговое сопротивление плуга:

,кН

Для 6 ой передачи:

Для 7 ой передачи

Для 8 ой передачи

4) Рассчитывается фактический коэффициент использо­вания силы тяги на крюке трактора:

передача	Fкр	Vр, км/ч
6	30	7,6
7	23,5	8,51
8	19,1	9,75

Fкр принимается при Pкр = Pкр мах

Для 6 ой передачи:

Для 7 ой передачи

Для 8 ой передачи

5) Производительность агрегата по передачам:

, га/ч

где τ- коэффициент использования времени смены.( τ=0,81)Vp принимается по ηфакт

Для 6 ой передачи:

Для 7 ой передачи

Для 8 ой передачи

Максимальная производительность на 7 ой передаче,что получилось за счёт наибольшей силы на крюке. Для 7 ой передачи: Т-4А+БД-10

6)Погектарный расход топлива на оптимальной передаче:

( Вт принимается по ηфакт)

7) Рассчитывается максимально возможный угол подъе­ма агрегата:

где Gм- вес сельскохозяйственной машины, кН

(Gм=37кН, n=1) Fкр принимается при Ркр=Ркр мах

8) Результаты расчёта: 7 ая передача Т-4А+БД-10

3.Расчёт транспортного агрегата.(кирпич)

1.Выбираем 2 передачи:

Сила тяги трактора по двигателю:

Механический кпд трансмиссии определяется по формуле:

— соответственно механические кпд цилиндрических и конических зубчатых передач;

— число пар передач данного вида, находящиеся в зацеплении (коробка передач, главная и конечная передача заднего моста, раздаточная коробка, передний ведущий мост)

для гусеничных тракторов rk равен радиусу начальной окружности ведущей звездочки, для колесных тракторов:

Для 7 передачи(i тр =27,9)

Для 8 передачи(i тр =25)

передача	7	8
Fт(д) н	35,4	31,76

2) Определяется максимальная сила тяги трактора по сцеплению движителей с почвой:

где φ- коэффициент сцепления движителей с почвой (φ=0,9-1,0)

Сцепной вес гусеничного трактора и колесного трактора со семи ведущими колесами следует принять равным эксплуатационному весу трактора.

Расчёт будем вести по силе тяги на двигателе.

4) Определяется сила сопротивления перекатыванию трактора при движении на подъём :

5) Определяется сила сопротивления на преодоления подъёма:

6) Определяется сила тяги на крюке:

7 передача:

8 передача

7) Сопротивления прицепов:

8) отсюда:

9) Вес одного груженого прицепа:

где: G_п.пр – вес порожнего прицепа.

Необходимо определить число поддонов кирпичей:

Размер среднего поддона: ш*д*в (мм): 750*1200*650. в поддоне 150 кирпичей,

Количество поддонов в прицепе определяется по двум условиям:

т.е. число поддонов в прицепе определяем по грузоподъемности: п=25

Определим число поддонов во втором прицепе:

11) Результат расчёта: Агрегат выгоднее использовать на 7 ой передаче, т.к. он возьмёт два прицепа с большим количеством поддонов, а скорость движения отличается незначительно. Т-4А+ 2ПСТ-Ф-60. Vср=8,5 км/ч.

Источник