А. Л. Панов
Методические указания по выполнению практической работы
Тюмень 2018
1 Общие указания по выполнению практической работы
Работа выполняется на отдельных листах формата А4. Первый лист работы является титульный, на нем указывается название работы и фамилии и инициалы тех студентов кто выполнял работу. На следующий лист заносятся исходные данные и техническая характеристика машины. Далее выполняются расчеты по методике описанной ниже.
При выполнении расчетов необходимо делать заголовки, в которых указывается что определяется и в каких единицах измерения. Под заголовком записывается формула, и нумеруется. Под формулой описывается значение букв применяемых в формуле и единицы измерения этих значений. Если значение букв уже применялось в формулах ранее или было описано под предыдущими формулами, то второй раз эти буквы не описываются. Под значениями букв делается расчет. Дополнительные пояснения и таблицы с рекомендуемыми значениями заносить в работу не надо.
При наличии записи в методике расчетов «Полученное значение количество ходовых машин Мх, округляется до целого числа», под расчетом необходимо будет сделать запись «Принимаем Мх = 10 единиц», где 10 округленное значение по математическому принципу.
2 Методика расчетов
1 Определение возможности движения тягача при полной нагрузке.
1.1 Определяем касательную силу тяги по крутящему моменту Рк, кгс, по формуле
Рк = Мэ × Iк × Iрк × Io/ τ × ηm, (1)
где Мэ – крутящийся момент на маховике двигателя, кгс-м;
Iк – передаточное число коробки передач;
Iрк – передаточное число раздаточной коробки;
Iо – передаточное число главной передачи;
ηм – КПД трансмиссии;
τ – динамический радиус колеса, м.
Передаточное число коробки передач Iк, вначале принимают на высшей передаче, и если соблюдается неравенство Рк < Рсц, которое можно проанализировать после выполнения расчетов 1 и 2 формул, расчеты продолжают дальше. Если неравенство не соблюдается, значит, данная машина не может эксплуатироваться по выбранному типу дороги и необходимо заменить машину или использовать ее по другому типу дорог.
Значение «передаточное число раздаточной коробки Iрк» заносится в формулу только при расчете для полноприводных автомобилей, а для заднеприводных автомобилей это значение убирается из формулы. Если значение Iрк используется в формуле, то значение передаточного числа выбирается на повышенной передаче.
КПД механической трансмиссии ηм составляет 0,85.
Динамический радиус колеса τ, м, определяется по формуле τ = Д / 2 × 0,9, где Д – внешний диаметр шины, м. Этот расчет делается на черновике и в оформление работы не заносится.
1.2 Определяем касательную силу тяги по сцеплению Рсц, кгс, по формуле
Рсц = Gсц × cos α × φ, (2)
где Gсц – сцепной вес автомобиля, т;
α – угол наклона дороги, град;
φ – удельная сила сцепления движителя с полотном пути, кг/т.
Сцепной вес автомобиля Gсц, т, у полно-приводных машин равен полной массе груженой машины, а у не полно-приводных – массе, приходящейся только на ведущие колеса, примерно 2/3 от полной массы машины.
Угол наклона дороги α, град, определяется по формуле α = arcsin (i / 1000), где i – руководящий подъем, при руководящем подъеме не более 110 ‰, cos α можно принять 1, при этом погрешность не будет превышать 2 %, такой погрешностью в этих расчетах можно пренебречь.
Значения удельной силы сцепления движителя с полотном пути φ приведены в таблице 1, это значение для расчета выбирают по типу дороги предложенной в исходных данных, для мокрой поверхности и минимальное.
Таблица 1 – Удельная сила сцепления движителя
| Тип дороги | Удельная сила сцепления, кг/т | ||
| Сухая поверхность | Мокрая поверхность | Гусеничный движитель | |
| Асфальт Гравийная Лежневая (деревянная) Грунтовая супесчаная Грунтовая суглинистая Песчаная Целина суглинистая Снежная Снег рыхлый глубиной 400 мм | 700 – 800 400 – 500 450 – 500 400 – 500 400 – 500 300 – 400 400 – 500 300 – 400 280 - 380 | 300 – 400 300 – 400 300 – 400 300 – 400 200 – 300 400 – 500 300 – 400 200 – 250 - | - - 800 – 1000 800 – 1000 400 – 500 400 - 500 |
После выполнения расчетов 1 и 2 формул необходимо записать вывод - «Движение машины по выбранному типу дороге с заданным уклоном возможно, так как Рк < Рсц». Если при расчетах видно, что неравенство не соблюдается, и было принято решение заменить машину, то вывод будет иметь следующий вид - «При использовании заднеприводного автомобиля КамАЗ-5320 по грунтовой дороге, движение машины не возможно, так как Рк больше Рсц и это будет приводить к пробуксовыванию ведущих колес. Поэтому заменяем заднеприводный автомобиль КамАЗ-5320 на полноприводный КамАЗ-4310 и проводим новые расчеты по формулам 1 и 2».
После повторных расчетов делается снова вывод и если снова неравенство не соблюдается, тогда меняют условия эксплуатации автомобиля, а если это не приемлемо, то рекомендуется подобрать специальную машину с повышенной проходимостью или на гусеничном ходу.
Если при расчетах неравенство не соблюдалось и были приняты ограничения по условиям эксплуатации машины, то вывод будет иметь следующий вид - «При использовании заднеприводного автомобиля КамАЗ-5320 по грунтовой дороге, движение машины не возможно, так как Рк больше Рсц и это будет приводить к пробуксовыванию ведущих колес. Поэтому эксплуатировать заднеприводный автомобиль КамАЗ-5320 рекомендуется только по дорогам с твердым покрытием или по грунтовым, но сухим дорогам».
2 Определяем вес автомобиля по условию преодоления наиболее тяжёлого участка пути G, т, по формуле
G = Рк / (f ± i), (3)
где f – удельное сопротивление качению, кг/т;
i – руководящий подъём, ‰.
Значения удельного сопротивления качению f приведены в таблице 2, чтобы эмитировать наиболее сложные условия эксплуатации необходимо выбирать большее значение для типа дороги, который был рассмотрен выше, а шины рассматривать низкого давления, так как они наиболее часто применяются для грузовых автомобилей.
Таблица 2 – Удельное сопротивление качению
| Тип дороги | Удельное сопротивление качению пневматических шин, кг/т | Гусеничный ход, кг/т | |
| низкого давления | сверх низкого давления | ||
| Асфальт Гравийная Лежневая Грунтовая сухая укатанная Грунтовая сухая слабоукатанная Грунтовая после дождя Песок сухой сыпучий Песок влажный Снежная укатанная Снег рыхлый глубиной 400 мм | 15 – 20 25 – 35 20 – 30 30 – 45 45 – 60 50 – 150 120 -300 100 – 150 30 – 50 200 - 300 | 18 – 22 25 - 35 20 – 30 30 – 45 40 – 50 45 – 80 80 – 120 70 – 90 30 – 40 100 - 120 | - |
Вес машины, полученный по расчётам (который может иметь машина с принятой нагрузкой на рейс на самом тяжелом участке пути) должен быть больше или равен полной массе машины. В этом случае движение машины возможно на подъем на выбранной передаче, передаточное число которой использовалось в формуле 1.
Если вес машины, полученный при расчетах меньше массы машины с грузом то тогда движение машины на подъем на выбранной передаче не возможно. В этом случае необходимо провести расчеты, используя более низкую передачу, или уменьшить нагрузку на рейс что снизит массу машины. Значительное уменьшение этих значений будет приводить к снижению сменной производительности машины, что негативно скажется на организации перевозок. Поэтому необходимо найти баланс между снижением передачи и массы машины и возможностью движения на самом тяжелом участке пути по возможности с более высокой скоростью и с максимальной загрузкой машины.
3 Определяем количество рейсов за смену, Пр, рейс, по формуле
Пр = (480 - tпз) 
Кир / (l t1 + T2 + T3), (4)
где 480 – продолжительность рабочей смены в минутах, мин;
tпз – подготовительно - заключительные работы, мин;
Кир – коэффициент использования рабочего времени;
l – расстояние перевозок, км;
t1 – время пробега одного километра пути в обоих направлениях,
мин.;
T2 – время погрузки, мин;
Т3 – время выгрузки, мин.
Подготовительно - заключительные работы tпз, мин, составляют примерно 20 минут в смену.
Коэффициент использования рабочего времени Кир, составляет 0,85.
Время пробега одного километра пути в обоих направлениях t1, мин определяем по формуле t1 = 60 / 
× 2, где - средняя рабочая скорость машины, км/ч. Для грузовых автомобилей средняя скорость составляет 40 км/ч. Этот расчет выполняется на черновике и при оформлении работы не отражается
Время погрузки T2, мин, составляет примерно 30 минут, а время разгрузки Т3, мин, зависимости от вида машины, для самосвалов она составляет 15 минут, а для остальных машин 30 минут.
Полученное значение количество рейсов Пр, округляется до целого числа, но для более точного расчета с целью проведения анализа здесь округлять количество рейсов до целого числа не надо.
4 Определяем сменную производительность Псм, т/см, по формуле
Псм = Qнт Пр, (5)
где Qнт – нагрузка на рейс (грузоподъемность автомобиля), т.
5 Определяем количество ходовых машин Мх, ед, по формуле
Мх = Qг / (Дрг Псм Nсм ), (6)
где Qг – годовой объём перевозок, т;
Дрг – количество рабочих дней в году (найти в интернете за 2018
год), дн;
Nсм – количество смен.
Полученное значение количество ходовых машин Мх, округляется до целого числа, но для более точного расчета здесь округлять количество ходовых машин до целого числа не надо.
6 Определяем количество списочных машин Мс, ед, по формуле
Мс = Мх / Ктг, (7)
где Ктг – коэффициент технической готовности.
Полученное значение количество списочных машин Мс, округляется до целого числа.
При хорошей работе служб технической эксплуатации коэффициент технической готовности Ктг, может составлять 0,75 – 0,8, а в тех случая, когда автомобили новые и их наработка между очередными ТО достаточно большая, значение может достигать 0,85 - 0,9. Коэффициент технической готовности оказывает влияние на проектирование производственной базы для ТО и ремонта. Если принять Ктг низки то производственная база будет большая и запросто будет справляться с обслуживание и ремонтом всех машин, но будут большие затраты на содержание базы. Если принять Ктг большой то производственная база будет не большой, затраты на ее содержание тоже будут не большими, но она может не справится со всем объемом ТО и ремонтов и некоторые машины будут простаивать или придется обслуживать их на стороне, а это может привести к дополнительным затратам и снижению качества обслуживания.
Кроме того Ктг оказывает влияние на списочное количество машин, а это значит что чем больше Ктг тем меньше нужно будет иметь машин на предприятии. Это экономически выгодно, но требует хорошей организации ТО и ремонта. В дальнейших расчетах по проектированию цеха Ктг рассчитывается более точно с учетом всех принятых организационных решений.