Основными параметрами фактора, от которых зависят его тяговые показатели, являются: вес (сила тяжести), передаточные числа трансмиссии (скорости движения) и мощность двигателя. Эти параметры определяют при тяговом расчете трактора.

1. Определение тягового диапазона

Трактор должен быть рассчитан на выполнение всех работ, соответствующих его тяговому классу, и некоторой части работ, относящихся к тяговой зоне соседнего с ним предыдущего класса. Для определения минимальной силы тяги на высшей рабочей передаче (основного ряда передач) необходимо знать тяговый диапазон трактора _T, который можно определить но формуле

; (1)

где - номинальная сила тяги трактора предыдущего тягового класса;

- коэффициент расширения тяговой зоны, учитывающий степень перекрытия смежных тяговых зон.

Для тракторов тяговых классов с 40 кН и выше можно принять

=до 1,5, принимаем = 1,5:

Зная тяговый диапазон и номинальную силу тяги, определяют минимальную силу тяги

, кН; (2)

Подставляем значения в формулу (2):

кН.

2. Определение эксплуатационного веса трактора

Следует различать конструктивный (сухой) вес G_м и эксплуатационный (полный) вес G_э. Под конструктивным весом понимается вес трактора в не заправленном состоянии без тракториста, дополнительного оборудования и балласта. Эксплуатационный вес, т.е. вес трактора в работе всегда больше конструктивного веса. Для большинства тракторов G_э.min= (1,07... 1,10)G_м.

Эксплуатационный вес колесных тракторов часто специально увеличивают, чтобы улучшить их тягово-сцепные качества. Максимальное значение должно быть выбрано таким образом, чтобы при работе трактора в соответствующих условиях с установленной на него по типажу номинальной силой тяги на крюке буксование движителей не превышало допустимых в этом случае пределов .

, кН (3)

где - значение коэффициента использования сцепного веса, которого можно достичь в данных почвенных условиях при допускаемом буксовании ведущих колес;

_к и f - коэффициенты нагрузки ведущих колес и сопротивления качению, соответствующие принятым условиям работы.

Для тракторов с задними ведущими колесами 4x2 принимают _к = 0,75...0,80; для тракторов со всеми ведущими колесами 4x4 _к =1.

Для тракторов с пневматическими шинами расчетные значения коэффициента использования сцепного веса = 0,50...0,65 в зависимости от конструкции и размеров шин ведущих колес, принимаем = 0,65.

Определяем максимальный вес:

кН;

Иногда балласт, требуемый для повышения эксплуатационного веса до значения Gэ.max, полностью используют непосредственно для догрузки ведущих колес трактора, например при навешивании на колеса дополнительных грузов или заливке воды в шины.

3. Расчет буксования в зависимости от нагрузки на крюке трактора

Требуемая мощность тракторного двигателя определяется исходя из заданных номинальной силы тяги на крюке, соответствующей этому тяговому усилию рабочей скорости движения и установленными предыдущими расчетами веса трактора и буксования его движителей. При определении потребной мощности тракторного двигателя необходимо резервировать некоторую часть мощности для преодолевания систематически возникающих пиковых сопротивлений движению. Чем больше может быть перегрузка двигателя во время работы, тем больше должен быть резерв мощности.

При определении потребной мощности двигателя резерв учитывается введением коэффициента эксплуатационной нагрузки тракторного двигателя ч_э. трактор двигатель скорость тяговой

, кВт; (6)

где Р_кр.н и V , - заданные номинальное тяговое усилие в кН и рабочая скорость движения трактора при номинальной силе тяги в км/ч;

Разнообразие работ, выполняемых тракторами, вызывает необходимость иметь у них соответствующий набор различных передач. В задании представлены три группы передач:

а) основные передачи, на которых производятся большинство сельскохозяйственных операций;

б) транспортные передачи, применяемые для перевозки грузов и для

холостых переездов;

в) технологические передачи для работ, при производстве которых допускаемые скорости движения ограничиваются по условиям выполняемого технологического процесса.

Обычно в основу построения ряда основных передач трактора закладывается принцип геометрической прогрессии. Такой ряд передач называется геометрическим и имеет вид

; (20)

где V_H - номинальные или расчетные скорости, индексы при номинальных скоростях V_H обозначают порядковый номер передачи;

q - знаменатель геометрической прогрессии.

Номинальными или расчетными скоростями трактора V_H называются его теоретические скорости при номинальной частоте вращения коленчатого вала.

Аналогично можно записать геометрический ряд и для касательных сил тяги, имеющих прямо пропорциональную зависимость от передаточных чисел

; (21)

где Р_к и индексы при них указывают значения касательных сил тяги и порядковые номера передач.

Знаменатель геометрической прогрессии:

; (22)

где z - число передач основного ряда

; (23)

; (24)

Подставляем данные:

кН;

кН;

;

Определяем передаточные числа трактора на первой передаче:

; (25)

где r_k - теоретический радиус качения ведущих колес, м;

, м; (26)

где d - посадочный диаметр шины в дюймах;

b - ширина профиля шины в дюймах;

(0,80...0,85) - коэффициент деформации (усадки) шины ведущих колес.

Размеры шин подбираются (таблица 6, стр. 22 ) в зависимости от нагрузки на одно ведущее колесо трактора:

, кН; (27)

где N_k - количество ведущих колес:

кН;

Выбираем шины 15-20

Подставляем известные данные

м;

.

Остальные передаточные числа основного ряда передач подсчитываются по формуле:

, , .

;

;

.

, , .

, кН;

кН;

кН;

кН;

кН.

кН.

Номинальная расчетная скорость движения определяется но формуле:

, км/ч; (28)

где n_н - номинальная частота вращения коленчатого вала, об/мин:

км/ч;

С целью проверки правильности предыдущих расчетов целесообразно сравнить величины расчетных скоростей, полученных по формуле (28) и рассчитанных из выражения:

, км/ч (29)

где V - рабочая скорость движения на первой передаче при номинальной силе тяги на крюке:

км/ч;

Ошибка расчётов:

%, что меньше 1%.

Остальные расчетные (номинальные) скорости движения на передачах основного ряда определяются по формуле:

, км/ч; (30)

км/ч;

км/ч;

км/ч.

км/ч.

Высшая транспортная скорость принимается согласно заданию. При наличии двух транспортных скоростей (передач) по заданию, промежуточную транспортную скорость определяют как среднегеометрическую величину между высшей транспортной V_Tp.max = V_Tp.2 и высшей скоростью основного ряда V_Z по формуле

км/ч; (31)

км/ч.

Определяем передаточные числа и касательные силы тяги на транспортных передачах;

; (32)

, кН; (33)

кН;

кН.

Для расчета передаточного числа трансмиссии и касательной силы тяги на технологической (замедленной) передаче необходимо выбрать скорость движения.

Допустимая скорость движения при выполнении посадочных работ ограничивается, с одной стороны, агротехническими условиями возделывания данной культуры, диктующими величину шага посадки, а с другой - техническими возможностями, определяющими пропускную способность посадочной машины. На некоторых посадочных работах скорость движения должна быть меньше 0,28 м/с или 1 км/ч. В некоторых случаях применяют также диапазон скоростей 0,5... 1,0 м/с (1,8...3,6 км/ч).

; (34)

, кН; (35)

Расчётная частота вращения и момент равны

; (36)

об/мин;

, кНм; (37)

кНм;

Так как на технологической передаче используют ходоуменьшитель, то КПД трансмиссии на технологической передаче:

;

.

Подставляем данные в формулы (34), (35):

;

кН.

Результаты расчетов касательных сил тяги, передаточных чисел и теоретических скоростей движения заносят в сводную таблицу 3.

Таблица 3

Расчётные значения , и

7. Расчет и построение теоретической тяговой характеристики трактора

ВЫВОДЫ

По результатам выполненной работы можно сделать следующие выводы:

на залежи лучше всего работать на второй передаче, так как достигается наибольший тяговый КПД, при этом рабочая скорость равна 7,116643 км/ч, удельный тяговый расход топлива - 636,6814 г/кВтч.

Размещено на Allbest.ru