МІНІСТЕРСТВО ОСВІТИ І НАУКИ УКРАЇНИ

НАЦІОНАЛЬНИЙ УНІВЕРСИТЕТ ВОДНОГО ГОСПОДАРСТВА ТА ПРИРОДОКОРИСТУВАННЯ

Кафедра експлуатації і ремонту машин

РОЗРАХУНКОВО-ГРАФІЧНА РОБОТА

На тему:

Визначення тягово-енергетичної характеристики скрепера ДЗ-30А

Виконав: студент 5 курсу МЕФ

групи ПТ-51

Коблюк О.О.

Перевірив: Медвідь О.С.

Рівне-2006

ЗМІСТ

1. загальний опис трактора Т-74

2. опис скрепера ДЗ-30А

3. розрахунок і побудова характеристик двигуна

4. розрахунок і побудова тягової характеристики машини для заданих умов експлуатації

5. тягово-енергетична характеристика

6. література

1. Загальний опис трактора Т-74

Трактор Т-74 агрегатують з тими ж сільськогосподарськими машинами і знаряддями, що і трактори ДТ-54А, Т-75 і ДТ-75. Технічне обслуговування його дещо простіше, ніж трактори ДТ-54А.

Остовом трактора служить посилена швеллерная рама з поперечними брусами, на якій змонтовані всі основні і допоміжні механізми. На передній частині рами капотом на пружинно-гумових амортизаціях встановлений уніфікований дизельний двигун СМД-14А.

Трансмісія трактора складається з головної із зчеплення, карданного валу, коробки дач, головної передачі, механізму повороту і кінцевих передач. За бажанням споживи теля трактор комплектують ходоуменьшителем.

Основні вузли трансмісії розміщені на середній і задній частинах рами. Ззаду закріплені також механізми для навішування знарядь і основний силовий гідроциліндр.

Ходова частина складається з провідних коліс, сполучених з кінцевими передачами, гусеничних ланцюгів, направляючих коліс, укріплених на рамі, чотирьох балансирних кареток підвіски, на які спирається рама, і підтримуючих роликів

Трактор обладнаний закритою кабіною, що обігрівається. У ній розміщені два м'які сидіння, щиток з контрольними приладами, педалі і важелі управління трактором і силовими циліндрами навісної системи. Крім того, в кабіні є бачок для питної води, аптечка і ящик з інструментом. Ззаду на рамі встановлений основний паливний бак, а спереду на правому лонжероні рами -- масляний бак гідравлічної системи.

Для роботи в нічний час трактор забезпечений електричним освітленням. Зовні, на задній стінці кабіни, розміщені штепсельні розетки для підключення переносних ламп, встановлюваних на причіпних машинах, і двосторонньої сигналізації електричним звуковим сигналом. Перемикач вивідних ламп знаходиться усередині кабіни.

Пусковий двигун трактора приводиться в роботу електростартером. Для полегшення запуску дизеля при знижених температурах служить передпусковий підігрівач, встановлений на колекторі впускання. Трактор Т-74 за бажанням споживача поставляють з валом відбору потужності (залежним) або без нього в наступних модифікаціях (

T-74-C1 -- обладнаний агрегатами гідравлічної системи з основним і трьома виносними силовими циліндрами, а також механізмом для навішування знарядь;

Т-74-С2 -- з агрегатами гідравлічної системи, але без основного силового циліндра і без механізму -для навішування знарядь;

Т-74-Сз -- без агрегатів навісної гідравлічної системи;

Т-74-С4 -- з агрегатами гідравлічної системи, але без виносних циліндрів і шлангів;

T-74-C9 -- з агрегатами гідравлічної системи, але без основного і виносних силових циліндрів і без механізму для навішування знарядь.

Мал. 2. Схема розташування агрегатів гідравлічної навісної системи на тракторах різних модифікацій.

Технічна характеристика

Загальні дані

Номінальне тягове зусилля, т…………………………… 3

Габарити, мм:

ширина ……………………………………………..1845

висота ……………………………………………..2325

довжина:

з механізмом для навішування знарядь . . . ……………4225

без механізму для навішування знарядь . . . ……………3825

Подовжня база (відстань між осями крайніх опорних катків), мм…………………………………….............................………...…1622

Номінальна ширина колії(відстань між середина мі гусениць), мм ……………………………….………………435

Дорожній просвіт (по болту бугеля для кріплення короб ки передач), мм ……………………………………………………..280

Вага заправленого трактора без противаг, кг:

Т-74-С1 ..5770

Т-74-С2 5520

Т-74-Сз 5400

Т-74-С4 5720

Т-74-С9 5500

Вага заправленого трактора з противагами в модифікації

T-74-С1_, кг 5910

Середній питомий тиск на грунт (на проекцію опорної поверхні гусениці), кг/см2 * 0,42

Розрахункові швидкості при русі по стерні (без урахування буксування при номінальному числі оборотів двигуна), км/ч:

на першій передачі .... 4,49

» другий » .... 5,45

» третьої » .... 6,69

» четвертої » .... 7,69

» п'ятою » .... 9,35

» шостий » 11,47

при задньому ходу 5,78

на першій сповільненій ходоуменьшителя 2,47

на другій сповільненій ходоуменьшителя 3,05

на третій сповільненій ходоуменьшителя 3,70

Тягові зусилля на крюку при номінальній потужності двигуна під час роботи трактора на стерні, кг:

на першій передачі .... 3460

» другий » .... 2760

» третьої » .... 2160

» четвертої » .. 1820

» п'ятою » ....1410

» шостий » ... 1070

Потужність на крюку при роботі на стерні на робочих передачах (для планування),л. з 48

2. Опис скрепера ДЗ-30А

Конструкція скрепера

Скрепер з завантаженням рухомим зусиллям випускають декілька типорозмірів ковша ємкістю від 3 до 15 м³. Причіпні і самохідні виготовляють однотипно: з примусовим розвантаженням ковша, прямолінійним виштовхуванням по ходу його задньої стінки.

Скрепер Д3-30А

Дишло передньої осі; хобот тягової рами; заслінка; ківш; шарнір; задня стінка; заднє колесо; буфер.

Причіпний скрепер Д3--З0А працює в режимі завантаження зусиллям тягача, примусовою розгрузкою. Скрепер обладнаний гідросистемою для приводу робочих органів. Скрепер складається з передньої осі з буксирним дишлом, ковша з заслінкою і задньої стінки, тягової рами з хоботом, задніх коліс і несучої рами з буфером.

Передня вісь скрепера, дишло з'єднане з буксирною скобою трактора. Через дишло і передню вісь зусилля передається від трактора до тягової рами скрепера. Остання з'єднує ківш з передньою віссю і дишлом. Ківш піднімається і опускається відносно тяговою рами механізму керування.

Ківш має ножі, що зрізають шар грунту і служить ємкістю для розробленого ґрунту, крім того він являється основною несучою рамою машини. Ківш з'єднаний шарнірами з тяговою рамою.

Спереду ківш закривається підйомною заслінкою, а ззаду обмежений висувною розвантажувальною стінкою. В задній частині ківш спирається на металоконструкцію буфера і задні колеса. Несуча металоконструкція закінчується фактично буфером, через який ковшу надається додаткове штовхальне зусилля від штовхача.

Квш складається з двох бокових стінок і днища.

Ківш скрепера Д3-30А

Ліва і права бокові стінки; металоконструкція буфера; кронштейн підйомних циліндрів; буфер; банка колісних півосей; шарнір; боковий крайній і середній ніж; провушини підвіски і гідроциліндра; заслінки; передній зв'язок; днище.

В передній частині, бокові стінки з'єднані переднім зв'язком, на якому закріплені кронштейни підйомних гідроциліндрів ковша. Ззаду бокові стінки з'єднані металоконструкціями, що включають в себе верхню і нижню поперечні балки і просторову стержневу ферму. До ферми знизу закріплена балка, в яку з торців закріплені півосі задніх коліс.

Передня кромка днища оснащена підножовою плиткою, до якої зверху приєднані на болтах середні і крайні ножі. На передніх нижніх кромках бокових стінок приварені вертикальні фартухи із товстої листової сталі. До фартухів прикріплені на болтах бокові ножі, підрізаючі стружку, а також запобігають його висипанню на сторони в бокові валки.

На бокових стінках ззовні закріплені шарніри, провушини для підвіски передньої заслінки і її гідроциліндрів.

На скрапері Д3-30А заслінка і щит перекриває передній отвір ковша. Щит приварений до торця до двох бокових щок.

Через з'єднання щоки приварені до ричагів, на кінцях яких передбачені вуха. Вуха шарнірно з'єднані до провушинів закріплених ззовні на бокових стінках ковша.

Зверху на ричагах приварені стійки, до яких пальцями шарнірно з'єднані головки штоків гідроциліндрів керування. Їх корпуса підвішені шарнірно до провушин бокових стінок.

Щит заслонки з щоками розміщений між боковими стінками ковша, а завдяки обичайкам ричаги розміщені поза бокових стінок разом з гідроциліндрами керування.

3. Розрахунок і побудова характеристик двигуна

Для побудови тягово-енергетичної характеристики машини вибираємо систему координат. В лівому квадраті якої будуємо зовнішню характеристику основних параметрів двигуна в функції крутного моменту. Найбільш часто використовуються наступні залежності параметрів двигуна:

N=f(M_e); N=f(M_e); G_t =f(M_e); g_e=f(M_e)

Для розрахунку і побудови характеристик двигуна використовуються його дані за технічною характеристикою на номінальному режимі і наступні емпіричні залежності:

ѕ Для дизелів на колекторній вітці характеристики:

ѕ Для дизелів на регуляторній вітці характеристики:



де N, n -- відповідно потужність і частота обертання двигуна на номінальному режимі;

g_EN -- питома ефективна витрата палива на номінальному режимі;

N_max -- максимальна потужність двигуна і частота обертання, що відповідає максимальній потужності;

g_eN -- питома витрата палива на режимі максимальної потужності;

n_x -- розрахункові частоти обертання двигуна

a, b, c, a₁, b₁, c₁ -- коефіцієнт апроксимації;

G_mH, G_{m x.x} -- годинні витрати палива на номінальному і холостому ході.

Значення коефіцієнтів:

A=0.087 b=1.13 c=1.00 a₁=1.55 b₁=1.55 c₁=1.00

Годинна витрата палива визначається за формулою:

G_mx=g_ex*N_ex*10^-3, кг =246,96*79,12*10^-3=19,93

Крутний момент двигуна:

Годинну витрату палива на режимі максимального холостого ходу знаходимо за графіками залежності годинної витрати палива двигуна на максимальному холостому ході від номінальної потужності двигуна.

Регуляторну характеристику двигунів будують, враховуючи нахил регуляторної вітки. Згідно технічних умов на двигуни нахил регуляторної вітки знаходиться в межах 6 ...10 %, тому частоту обертання, що відповідає максимальному холостому ходу n_хх визначаємо з умови

n_х.х=1,1*n_н, об/хв. =1,1*1200=1320

Для режиму роботи двигуна на максимальному холостому ході

Для дизельних двигунів за даними залежностями проводимо розрахунки на коректорній вітці характеристики в інтервалі частот обертання через кожні 100...300 об/хв. До частот на 200...300 об/хв. по регуляторній характеристиці для частот обертання від n_Н до n_хх через кожні 20...30 об/хв. визначають аналогічно всі параметри, що заносимо в таблицю.

4. Розрахунок і побудова тягової характеристик машини для заданих умов експлуатації

Для всіх шкідливих режимів роботи на кожній передачі розрахункового ряду послідовно розраховують:

1)рушійну силу



де M_e -- крутний момент двигуна для даного швидкісного режиму, Н/м;

i_тр -- загальне передаточне число трансмісії на задній передачі;

_тр -- ККД трансмісії;

r_к -- радіус кочення колеса або зірочки, м;

2)теоретична швидкість руху

для визначення дійсної швидкості будуємо криву буксування в залежності від тягового зусилля за відносною силою тяги.

B_р -- відносна сила тяги, що визначається за формулою:

Де =0,9 -- коефіцієнт зчеплення;

=1 -- коефіцієнт навантаження ведучих частин;

P_кр=P_к-P_f -- зусилля на гаку машини;

G -- вага машини

Тоді дійсну швидкість машини визначаємо за залежністю:

V_д=(1-)V_m, м/с =(1-00369)*4,625=4,454338 м/с

3)тягова потужність:



4)питома витрата палива:

5)тяговий ККД:

розрахунки заносимо в таблицю.

5. Тягово-енергетична характеристика

Тягово-енергетична характеристика дозволяє розрахувати оптимальні режими роботи самохідних машин і агрегатів і визначити взаємозв'язок між тягово-швидкісними можливостями, показниками двигуна, опором робочих органів, паливною економічністю і продуктивністю машини.

За допомогою цих характеристик можна також провести оцінку на різних передачах таких показників як максимальна тягова потужність, оптимальна робоча швидкість, сила тяги при максимальній тяговій потужності, максимальна сила тяги на нижній передачі, швидкість холостого ходу, перепад між швидкостями поступального руху при максимальній тяговій потужності, буксування, здатність машини долати короткочасні перевантаження без переходу на нижчу передачу, характер зміни максимальних значень тягової потужності й інше.

Тягово-енергетичну характеристику будуємо на основі тягової характеристики, використовуючи два нижні квадранти.

В нижньому правому правому квадранті будуємо характеристику робочого середовища на постійному значенні питомого опору на робочому органі від сили тяги машини. При фіксованих значеннях питомого опору K, виходячи із залежності що:

для цього вниз по осі ординат наносимо шкалу значень параметра, а віссю абсцис служить шкала значень P з тягової характеристики. При фіксованому значенні питомого опору залежність має лінійний вигляд, що має початок ліній в точці перетину осей координат, тому додатково визначаємо значення параметра при одному значенні P_к і нанесемо знайденні значення графік , зєднавши одержанні точки з початком координат. Побудову променевої діаграми виконуємо задаючись різними значеннями питомого опору K з таким розрахунком, щоб охопити всі можливі умови роботи машини.

В лівому нижньому квадранті системи координат будуємо номограму для визначення технічної продуктивності машини при різних робочих швидкостях. Для побудови цієї номограми використовуємо по осі ординат шкалу параметра для правого нижнього квадранта, а по осі абсцис наносимо шкалу продуктивності вліво від початку координат.

Для побудови використовуємо залежність:

П_m=F*V_P=0.3*4454=1336.2 м³/год

Де V_р -- робоча швидкість.

Задаючись різними параметрами робочої швидкості з можливого діапазону будуємо номограму аналогічно попередній. Вона являє собою пучок прямих, що виходять з початку координат.

В тому ж квадранті вниз по осі ординат наносимо шкалу питомої витрати палива:

g_п=G_m/П_m

і в координатах П_m, g_п будуємо криві теоретичної втрати палива на одиницю продуктивності машини в залежності від годинної витрати палива G_m.

Для визначення експлуатаційної продуктивності яка визначається залежністю:

П_е=П_m*K_в

Де K_в -- коефіцієнт використання машини за часом, необхідно побудувати додаткову номограму в лівому нижньому квадранті в такий спосіб. Задаючись певними значеннями технічної продуктивності П_m відкладаємо дану точку на шкалі П_m.

Задаємося найбільш можливим значенням коефіцієнта використання машини за часом K_в, для даної машини і знаходимо для заданої технічної продуктивності експлуатаційну продуктивність при задану найменшому значенні K_в.

Одержане значення експлуатаційної продуктивності відкладаємо на шкалі продуктивності і через цю точку проводимо пряму вниз, пряму перпендикулярну осі абсцис. На цій прямій відкладаємо довільний відрізок, а тоді одержану точку з'єднуємо прямою з точкою, що відповідає технічній продуктивності на осі абсцис. Одержаний похилий відрізок розбиваємо рівномірною шкалою від K_в=1 до 0,7, що відповідає мінімальному вибраному значенню.

Після цього з'єднуємо точки шкали з новим початком координат і, нарешті, через поділки шкали продуктивності проводимо прямі паралельні похилому відрізку.

, об/хв	N, кВт	gex	Gmн, кг/год	Me, Н/м	PK, кН	Vm, км/год	Vд, км/год	Nm, кВт	gm, г/кВт*год	тяг	Pкр
Перша передача
1200	79,120	246,96	19,938	629,933	53,599	4,625	4,454	66,325	300,61	0,597	50266,88	0,036
1400	90,986	240,66	22,928	620,919	52,832	5,396	5,200	76,316	300,44	0,687	49499,89	0,036
1600	100,69	234,4	25,376	601,300	51,162	6,167	5,950	84,570	300,05	0,761	47830,56	0,035
1800	107,59	243,18	27,113	571,076	48,591	6,938	6,707	90,537	299,47	0,815	45258,88	0,033
2000	111	252	27,972	530,247	45,117	7,709	7,472	93,651	298,68	0,843	41784,87	0,030
2050	83,25	-	22,479	387,985	33,012	7,902	7,729	70,883	317,12	0,638	29680,29	0,021
2100	55,5	-	16,986	252,498	21,484	8,095	7,986	47,665	356,36	0,429	18152,11	0,013
2150	27,75	-	11,493	123,313	10,492	8,287	8,244	24,027	478,32	0,216	7160,132	0,003
2200	0	-	6	0	0	8,480	8,480	0			0	0
Друга передача
1200	79,120	246,96	19,938	629,933	47,516	5,217	5,048	66,633	299,22	0,600	14183,9	0,032
1400	90,986	240,66	22,928	620,919	46,836	6,087	5,892	76,666	299,07	0,690	43503,95	0,031
1600	100,69	234,4	25,376	601,300	45,356	6,957	6,7422	84,945	298,73	0,765	42024,08	0,030
1800	107,59	243,18	27,113	571,076	43,076	7,826	7,598	90,916	298,22	0,819	39744,26	0,029
2000	111	252	27,972	530,247	39,996	8,696	8,462	94,015	297,52	0,846	36664,51	0,026
2050	83,25	-	22,479	387,985	29,256	8,913	8,743	71,083	316,23	0,640	25933,68	0,019
2100	55,5	-	16,986	252,498	19,046	9,131	9,025	47,751	355,71	0,430	15713,85	0,011
2150	27,75	-	11,493	123,313	93,01	9,348	9,307	24,048	477,90	0,216	5969,35	0,004
2200	0	-	6	0	0	9,566	9,566	0	29,37		0	0
Третя передача
1200	79,120	246,96	19,938	629,933	42,136	5,884	5,716	66,905	298,00	0,602	38803,9	0,028
1400	90,986	240,66	22,928	620,919	41,533	6,864	6,672	76,974	297,87	0,693	38200,95	0,028
1600	100,69	234,4	25,376	601,300	40,220	7,845	7,632	85,276	297,57	0,768	36888,63	0,027
1800	107,59	243,18	27,113	571,076	38,199	8,826	8,599	91,252	297,12	0,822	34866,94	0,025
2000	111	252	27,972	530,247	35,468	9,806	9,575	84,336	296,51	0,849	32136,9	0,023
2050	83,25	-	22,479	387,985	25,952	10,052	9,884	71,259	315,45	0,641	22620,06	0,016
2100	55,5	-	16,986	252,498	16,889	10,297	10,194	47,828	355,14	0,430	13557,36	0,009
2150	27,75	-	11,493	123,313	8,248	10,542	10,504	24,067	477,59	0,216	4916,18	0,003
2200	0	-	6	0	0	10,787	10,787	0	26,89		0	0
Четверта передача
1200	79,120	246,96	19,938	629,933	38,578	6,426	6,260	67,085	297,26	0,604	35245,93	0,025
1400	90,986	240,66	22,928	620,919	38,026	7,497	7,307	77,179	297,08	0,695	34693,89	0,025
1600	100,69	234,4	25,376	601,300	36,824	8,569	8,358	85,495	296,81	0,770	33492,38	0,024
1800	107,59	243,18	27,113	571,076	34,973	9,640	9,415	91,474	296,40	0,824	31641,41	0,023
2000	111	252	27,972	530,247	32,473	10,711	10,481	94,549	295,84	0,851	29140,98	0,021
2050	83,25	-	22,479	387,985	23,760	10,979	10,814	71,376	314,93	0,643	20428,66	0,015
2100	55,5	-	16,986	252,498	15,463	11,246	11,146	47,876	354,76	0,431	12131,21	0,008
2150	27,75	-	11,493	123,313	7,551	11,514	11,478	24,080	477,28	0,216	4219,69	0,003
2200	0	-	6	0	0	11,782	11,782	0			0	0