Расчёт лесотранспортного автомобиля

  В целях упрощения расчётов рассмотрен лишь случай установившегося движения машины с малой скоростью, когда  и .

  Разрабатывая  в курсовом проекте вопросы общей  динамики колесных лесотранспортных машин, требуется определить:

  1. Статические нагрузки на оси  и шины порожней и груженой  машины на горизонтальном участке  пути.

  2. Углы продольной и поперечной  статической устойчивости, угол  сползания для машины с грузом.

  3. Нагрузки на оси и шины автомобиля  при движении на руководящем  подъеме с заданной нагрузкой.

  4. Проанализировать устойчивость  машины и распределение нагрузок  по осям и шинам.

  

  Рисунок 3 – Расчётная схема по общей динамике трехосных автомобилей

  Геометрические  параметры, необходимые для расчётов колесных трехосных машин сведены  в таблицу 3.1                                                                                                                                           

Таблица 3.1 – Геометрические параметры колёсных машин

 

  Для нахождения статических нагрузок на переднюю и заднюю оси машины используем зависимости /2, с. 28/:

  – для порожней машины

  

  

  – для гружёной машины

  

  

  Для оценки распределения нагрузок по колесам  автомобиля необходимо вычислить нагрузку на одну шину переднего и заднего  колеса груженой машины в статике. Изменяя  плечи  и , следует добиться равномерной загрузки шин. Потеря продольной устойчивости наступит тогда, когда нагрузка на переднюю ось будет равна нулю.

  Тогда предельные углы продольной статической  устойчивости будут равны:

  – для порожней машины

  

  – для груженой машины

  

  При движении автомобиля за счёт действия сил сопротивления движению, крюковой силы тяги, окружного усилия на ведущих  колесах и реактивного момента  на балках мостов происходит перераспределение  нагрузок на оси.

  Для того, чтобы при движении машины не происходило перераспределения нагрузок на оси балансирной тележки (разгрузка средней оси и перегрузка задней), в её конструкцию вводят реактивные штанги, а ось тележки располагают примерно на уровне осей колёс:   поэтому , а произведение .

  Составив  уравнение моментов всех сил, действующих на машину относительно точки А, и учитывая вышеизложенное замечание, получим формулу для расчёта нагрузки на переднюю ось /2, с. 31/:

  

  где

  А нормальная нагрузка на ось балансирной  тележки составит:

  

  Нагрузка  на задний и средний мосты:

  

  Для оценки распределения нагрузок по колесам  необходимо вычислить нагрузку на одну шину переднего и заднего колеса груженой машины в движении и сравнить с допускаемой. Кроме того, необходимо вычислить коэффициент неравномерности  действия нагрузок на шины: 

  

  где и - максимальная и минимальная нагрузки на шины груженой машины.

  Определим нагрузку на шину заднего колеса:

  

  Определим нагрузку на шину переднего колеса:

  

  

  Статические углы поперечной устойчивости по опрокидыванию  и боковому сползанию определяются по зависимостям /2, с. 30/:

  

  Рисунок 4 – Расчётная схема по определению углов поперечной устойчивости

  Предел  поперечной устойчивости наступит тогда, когда  ,  или

  

  Откуда  следует:

  

  где колея машины,

  Условие бокового сползания машины определяется следующим соотношением:

  

  Откуда  следует:

  

,

  3.2 Расчет  производительности машины 

  Под производительностью лесовозных машин  понимается количество кубических метров вывезенной древесины за смену или  в целом за год. В соответствии с этим, её подразделяют на сменную  и годовую.

  Сменная производительность определяется по зависимости /2, с. 35/:

  

  где продолжительность смены ( );

        время на подготовительно-заключительную работу,

         время цикла,

         рейсовая нагрузка,  

  Время на подготовительно-заключительную работу складывается из нормируемого времени, равного  с добавлением времени нулевого пробега. Для автомобилей принимаем

  Время цикла определяется по формуле:

  

  где среднее расстояние вывозки,

          время пробега одного километра в обоих направлениях,

          время на погрузочно-разгрузочные работы,  

  Определим время пробега одного километра  в обоих направлениях:

  

  где и скорости движения машины соответственно порожнем состоянии и с грузом,

  Определим время на погрузочно-разгрузочную работу:

  

  где время на установку автомобиля под погрузку и разгрузку;

         время пребывания машины на верхнем складе  под разгрузкой;

         время ожидания погрузки на верхнем складе;

         время, затрачиваемое челюстным погрузчиком на погрузку ;

         рейсовая нагрузка,  

  Приведенный расчет производительности лесовозных автомобилей пригоден для грунтовых, ледяных и лежневых дорог. Для других типов лесовозных дорог (гравийных, железобетонных, колейных) он будет носить приближенный характер.

  Годовая производительность лесотранспортных машин может быть определена по зависимости,

  

  где  коэффициент сменности на снежных дорогах;

         коэффициент технической готовности;

         коэффициент переполнения норм;

         коэффициент использования исправных машин.