1. Определение основных параметров автогрейдера

Берем за основу автогрейдер ДЗ-122.

Техническая характеристика автогрейдера ДЗ-122:

Тип автогрейдера………….средний

Мощность двигателя, кВт……………………………….99

Размеры отвала, м:

длина...............................................................3,72

высота.....................................................0,62

Угол наклона отвала, град......................................40...90 (50)

Угол резания, град..............................................30...70 (40)

Угол поворота отвала, град.............................................360°

Вынос отвала в сторону, м............................................0,81

Высота подъема отвала, м...................................0,4

Колесная формула..............................................1x2x3

Давление в гидроприводе, МПа...............................10

Колея колес, м:

передних.....................................................2,0

задних....................................2,0

База, м...........................................................................5,83

Радиус поворота, м.......................................14

Тип трансмиссии............................гидромеханическая

Дорожный просвет, м...............................................0,4

Скорости передвижения, км/ч:

вперед...............................................7,4…43

назад.................................................7,7;25,2

Габаритные размеры, мм:

длина.................................................................9450

ширина.............................................................2500

высота............................................................................3500

Эксплуатационная масса, т……………………………14,7

К основным параметрам и размерам автогрейдера (грейдера) относятся: масса, длина L_отв и высота Н отвала, боковой вынос отвала l, дорожный просвет С и заглубление отвала h, угол резания ножа б, углы захвата ц и наклона х отвала, колесная база L_б, колея передних и задних колес В_П и В_З, колесная формула АхВхД. Определим оптимальную силу тяжести автогрейдера можно по заданным площади поперечного сечения S кювета автодороги и необходимому для создания земляного полотна числу проходов:

где т - коэффициент, учитывающий неравномерность сечений стружки при последовательных проходах, принимают т=1,35;

S - площадь сечения треугольного кювета, S = 2,25 h_К² =2,25*0,6² =0,81 м² (здесь h_к - глубина кювета, h_к= 0,6 м);

k - удельное сопротивление грунта резанию, k=130 кПа;

ш - коэффициент, учитывающий колесную формулу автогрейдера, ш=0,75, при формуле 1x2x3;

ц_сц - коэффициент сцепления при буксовании колес 18 ... 22 %, ц_сц=0,45;

п - число проходов при устройстве земляного полотна в нулевых отметках, для грунтов II категории п = 4.

Сила тяжести автогрейдера (в кН), приходящаяся на его задний мост,

G₂ = (0,7 ...0,75)*G =0,7*105,3 =73,7 кН,

где G - вес автогрейдера, G = 105,3 кН.

Сила тяжести автогрейдера (в кН), приходящаяся на его передний мост,

G₁ = G-G₂=105,3-73,7 = 31,6 кН.

Сцепной вес автогрейдера (вес, приходящийся на ведущие колеса, кН):

G_сц= ш₁G = 0,75*105,3 =79 кН,

где ш₁ - коэффициент, определяемый колесной схемой автогрейдера, для схемы 1x2x3, ш₁=0,7 ... 0,75.

Необходимая при рабочем режиме мощность двигателя

N_р.р.=(N_пол+ N_дв + N_букс)/k₁з= (52,7 + 10,5 + 10,5) / 1*0,76 =97 кВт,

где N_пол - полезная мощность, кВт:

(V_ф - фактическая скорость

перемещения машины, V_ф=4 км/ч; ц_сц - коэффициент сцепления, ц_сц = 0,6);

N_дв - мощность, затрачиваемая на перекатывание:

(f - коэффициент сопротивления качению, f= 0,09);

N_букс - мощность, затрачиваемая на пробуксовку:

(-коэффициент буксования, 0,18);

k₁ - коэффициент, учитывающий уменьшение мощности двигателя в условиях неустановившейся нагрузки, для гидромеханической трансмиссии k₁=1;

з - КПД трансмиссии, для гидродинамической трансмиссии з=0,76. Мощность двигателя, определяемая для транспортного режима:

где f - коэффициент сопротивления качению, для случая движения автогрейдера по твердому пути f = 0,04;

- максимальная скорость движения автогрейдера, принимают равной 40 км/ч.

Из найденных двух значений мощности выбираем максимальную и далее используем ее в расчетах. Найденная максимальная мощность совпадает с номинальной мощностью рассчитываемого автогрейдера.

Длину отвала рассчитывают по формуле

L_отв =(0,7 ... 0,76) + 1,2 = 0,76+ 1,2=3,7 м,

где т_а - масса автогрейдера, т_а = G/g = 105,3 / 9,81 = 10,7 т.

Высота отвала

H_отв= 0,2 L_отв- 0,12 = 0,2*3,7-0,12 = 0,62 м.

Радиус кривизны отвала

К =H_отв/ (соsш + соsш) = 0,62 / (соs65° + соs50°) = 0,58 м.

В поперечном сечении профиль отвала обычно очерчивается по дуге окружности (рис. 1). При таком профиле стружка вырезаемого грунта, перемещаясь по отвалу вверх, поворачивается на нем в направлении его движения и, дойдя до верхней кромки отвала, рассыпается или опрокидывается перед ним, образуя призму грунта. Чтобы исключить пересыпание грунта за отвал, угол опрокидывания ш принимают равным 65 ... 70°. При установке углов должно быть обеспечено равенство

б + щ + ш= р,

т.е. щ = р-б-ш =180°-50°-65°= 65°.

Рис 1. Поперечный профиль отвала

База автогрейдера выбирается из условия возможности разворота отвала (рис. 2):

L = L₁ + 0,5D + 0,5Д = 4,45 + 0,5*1,2 + 0,5*0,6 = 5,35 м,

где L - база трехосного автогрейдера;

Рис.2. Ходовое устройство автогрейдера

Размеры b и L_отв и cвязанного с ними радиуса поворота R автогрейдера (см.рис.2) выбирают такими, чтобы машина имела наименьшие размеры. Однако назначение наименьших величин этих параметров обусловливается следующим. Устойчивость движения автогрейдера при вырезании стружки с наибольшей шириной захвата обеспечивается, если колеса автогрейдера идут по краям забоя. Размеры b и L_отв берут из технической характеристики рассчитываемого автогрейдера.

Все данные определяют по чертежу или берут из технической характеристики стандартного автогрейдера.