Файл: расчетка по тракторам Т-130М.doc

В тяговом расчете определим основные параметры трактора, характеризующие его технико-экономические эксплуатационные качества: тягово-скоростные и мощностные показатели, топливную экономичность. Данными параметрами являются: эксплуатационный вес G_тр (эксплуатационная масса), эксплуатационная мощность двигателя М_ен, передаточные числа трансмиссии i_тр; скорость движения на первой основной передаче V₁; показатели топливной экономичности G_т,g_кр.

Для расчета используем индивидуальные исходные параметры трактора:

класс тяги 6,0 ;
коэффициент перегрузки по тяге χ_n= 1,15;
диапазон тяги δ_т = 2,0;
число основных передач т = 5;
колесная формула гусеничная;

Исходя из этих данных за трактор-прототип возьмем Т-130М.

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 Р_кр
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.

Увеличение тягового усилия на первой основной передаче учитывают введением коэффициента перегрузки по тяге χ_n(приведен в задании).

Исходя из вышеизложенного, тяговое усилие на первой основной рабочей передаче определяют по формуле:

Р_кр_max= Р_кр
н * χ_n 1.1

Р_кр_max= 60000*1,15 = 69000Н =69кН

где Р_кр
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 δ_т значение которого для большинства сельскохозяйственных тракторов находится в пределах δ_т = 1,7...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

Скорости движения трактора в значительной степени влияют на качество выполняемой технологической операции в поле, а также влияют на его производительность. Скорости движения, трактора подразделяют на три группы: особо низкие, основные и транспортные. Особо низкие скорости 0,2...0,3 м/с (0,7 — 1,2 км/ч) и транспортные скорости 4.4...11 м/с (16—40 км/ч) рассчитывают по специальной методике, назначают соответствии с агротехническими требованиями и другими факторами. В данной работе, их не определяют. Основные передачи соответствуют главным рабочим операциям и используются при агрегатировании трактора продолжительное время. Скорости движения тракторов на основных передачах составляют 1,4...4,2м/с (5—15 км/ч).

Действительную скорость движения трактора на первой основной передаче – V₁, назначают в соответствии с агротехническими требованиями в, зависимости от тина трактора, его движителя и с учетом тенденций развития конструкций тракторов и сельскохозяйственных машин. Эта скорость может быть рекомендована для тракторов:

Колесные:

с ходовой системой 4К2 2,2 – 2,4 м/с, с ходовой системой 4К4а 2,0 – 2,2 м/с, с ходовой системой 4К46 2,2—2,4 м/с;

Гусеничные 1,4—1,7 м/с.

Трактор – прототип имеет гусеничную ходовую систему => рекомендованная скорость в данной работе = 1,6 м/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. Колесная формула 4К2 соответствует колесному трактору с задним ведущим мостом, с управляемыми передними колесами меньшего размера. Формула 4К4а соответствует колесному трактору с двумя ведущими мостами, с управляемыми передними колесами меньшего размера. Формула 4К46 соответствует колесному трактору с. двумя ведущими мостами, с колесами равного размера.

Для гусеничных и колесных тракторов 4К4а, 4К4б

1.3

где _к— коэффициент использования сцепного веса.

Для колесных тракторов 4К2 _к = 0,75—0,80;

для колесных тракторов 4К4а _к= 0,45—0,50;

для колесных тракторов 4К46 _к= 0,55—0,60;

для гусеничных тракторов _к = 0,65—0,70.

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

_к= 0,85

ƒ — коэффициент сопротивления качению принимают для стерни в соответствии с типом движителя, в нашем случае ƒ = 0,07 ;

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 Р_к_max— максимальная касательная сила тяги на первой передаче, кН;

V_Т1— теоретическая скорость трактора на первой передаче, м/с;

_тр— механический КПД трансмиссии трактора на первой передаче;

χ_э — коэффициент эксплуатационной нагрузки тракторного двигателя, находится в пределах 0,85—0,90. Для гусеничных и колесных тракторов 4К4 несколько выше, чем для колесных 4К2. Для нашего трактора-прототипа принимаем χ_э =

Максимальную касательную силу тяги определим по формуле

Р_к_max= Р_к_max+ Р_ƒ 1.5

Р_к_max= 69000 + 6192,3 = 75192Н =75,19кН

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

Р_ƒ= ƒ * Gтр 1.6

Р_ƒ= 0,07 * 88462 = 6192,3Н = 6,19кН

Теоретическую скорость на первой передаче определим по формуле:

1.7

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

δ_доп — 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

Буксование, неизбежное для трактора, в значительной степени влияет на его тягово-экономические показатели. Буксование зависит от многих факторов, в частности от типа и состояния почвы (почвенного фона), ее твердости, плотности, влажности, значения касательной силы тяги, вертикальной нагрузки (сцепного веса) на ведущие колеса или гусеницы, типа движителя, числа ведущих колес, типа и состояния протектора, давления воздуха в шинах и др. Работа тракторов с буксованием выше допустимого значения δ_доп не является рациональной и не рекомендуется в эксплуатации. Для нашего случая δ_доп = 0,04

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 гидронаве,сной системы, компрессора тормозной системы.

Механический КПД определяют по формуле

1.9

_тр = 0,967 * 0,978*(1 – 0,05)* 0,95 * 0,98 = 0,8434

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;

n_ц, n_кон — соответственно число пар цилиндрических и конических шестерен, находящихся в зацеплении при включенной первой основной рабочей передаче (определяют по кинематической схеме трактора-прототипа)

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.

Подставляя все значения в формулу 1.4, получаем: