Министерство науки и высшего образования
Республики Казахстан
Карагандинский Государственный технический
Университет
Кафедра: СДМ
Курсовой проект
Тема: Расчет и построение тягово – динамической характери-
стикитягача с гидромеханической трансмиссией.
Выполнил: ст-т. гр МАС-97
Черепанов С.В.
Проверил: преподаватель
Глотов Б.Н.
Караганда 2000г.
Введение
В последнее время преимущественное распространение на тягачах промышленного назначения получили гидромеханические трансмиссии (ГМТ), которые по сравнению с механическими трансмиссиями (МТ) обладают следующими преимуществами:
-улучшаются эргономические показатели тягача в результате уменьшения числа переключений передач и повышения плавности движения;
-существенно повышается проходимость по слабым грунтам в результате устранения резких изменений усилий, действующих в контакте между опорными поверхностями движителя и грунтом;
-улучшается динамика тягача вследствие повышения параметров разгона, особенно при трогании с места;
-отсутствие жестких кинематических связей в гидротрансформаторе приводит к снижению динамических перегрузок, возникающих в результате резких изменений сопротивления и его циклических колебаний, что в свою очередь способствует увеличению срока эксплуатации тягача.
К основным недостаткам ГМТ по сравнению с обычной МТ относят: снижение КПД, усложнение конструкции, повышение массы и стоимости. Однако при выполнении бульдозерных и погрузочно – разгрузочных работ использование ГМТ, несмотря на более низкий КПД, позволяет повысить производительность и топливную экономичность тягача.
Содержание
1. Введение
2. Техническая характеристика
3. Исходные данные
4. Техническая характеристика трактора аналога
5. Определение массы проектируемого тягача
6. Определение мощности двигателя
7. Основные зависимости определяющие работу гидротрансформатора
8. Определение тягового фактора и передаточных чисел на всех передачах
9. Расчет и построение тягово – динамической характеристики
Исходные данные
1. Назначение – промышленный
2. Тип трансмиссии – гидромеханическая
3. Тяговый класс – 35
4. Режим работы – рабочий, транспортный
5. Количество передач переднего хода – 3.
6. Тип движителя – гусеничный
7. Дорожные условия.
А) коэффициент сопротивления качению f=0,05-0,08
Б) коэффициент сцепления jд=0,75-0,85
jмах=0,9-1,1
8. Трактор аналог Т-500
Характеристика трактора аналога.
Трактор аналог представляет собой бульдозер с рыхлителем ДЗ-141ХЛ который смонтирован на базе трактора Т-500 тягового класса 35. Предназначен для разработки мерзлых грунтов с температурой до – 200 С в промышленном, дорожном, нефтяном и гидротехническом строительстве, вскрышных работ в горнодобывающей промышленности и сельском хозяйстве.
Трактор Т-500 с передним расположением двигателя и задним расположением кабины имеет дизель с жидкостным охлаждением, газотурбинным наддувом, промежуточным охлаждением наддувочного воздуха и электорстартерной системой пуска из кабины водителя; трансмиссия гидромеханическая с использованием ряда узлов трактора Т-330. Коробка передач с разделением потока мощности по бортам, вальная, трехступенчатая, с шестернями постоянного зацепления. Модификация трактора Т-35.01 отличается планетарной коробкой передач. Максимальное тяговое усилие при стопроцентном буксовании 735 кН.
Так же имеется раздельно – агрегатная система управления навесным оборудованием с тремя шестеренными насосами НШ-250-3 НШ-100-3 и НШ10-3. Установлен односекционный четырехпозиционный распределитель с гидромеханическим сервоуправлением.
Таблица № 1. Технические характеристики трактора Т-330.
| Трактор | |
| ТипСкорости движения, км: вперед назадГабаритные размеры, мм: длина ширина высотаДорожный просвет, мм:Масса конструктивная, кгДавление на грунт, МПа(кгс/см2)Расчетная мощность на крюке, кВт (л.с.)Максимальное тяговое усилие, кН (кгс) | Гусеничный, промышленного назначения, тягового класса 25 т.0…130…10,8607531704265488382600,081 (0,81)147,1 (200)683 (68300) |
| Двигатель | |
| МаркаТипМощность эксплуатационная, кВт (л.с.)Рабочий объем, м3 (л)Удельный расход топлива г/(кВт*ч) (г/(л.с.*ч))Система пускаПредпусковой обогрев | 8ДВТ-330Четырехтактный, 8-цилиндровый, V-образный, воздушного охлаждения с газотурбинным наддувом и неразделенной камерой сгорания (камера в поршне)250 (340)0,022 (22,6)230 (170)ЭлектростартернаяГазовоздушный подогреватель |
Продолжение таблицы№ 1.
| Трансмиссия | |
| ТипГидротрансформаторКоробка передачРеверсивный механизмВал отбора мощностиТормозаКарданные передачиГлавная передачаБортовые передачи | Гидромеханическая, с разделением крутящего момента на бортовые передачи.Одноступенчатый, комплексный, трехколесный, с центростремительной турбиной.Механическая ступенчатая, двухвальная с продольными валами, косозубыми зубчатыми колесами постоянного зацепления, персональными гидроподжимными муфтами переключения передач, обеспечивающая по три скорости переднего и заднего хода.Ступенчатый, соосный, планетарный, автономный на каждый борт, с блокировкой на переднем ходу ведущего элемента с ведомым; смонтирован в одном картере с коробкой передач.Независимый (отбор мощности от коленчатого вала дизеля назад).Ленточные, плавающего типа с гидроуправлением и механическим приводом на стоянке.Открытого типа, с игольчатыми подшипникамиДва одноступенчатых редуктора с коническими зубчатыми колесамиДва двухступенчатых редуктора с цилиндрическими зубчатыми колесами |
Продолжение таблицы № 1.
| Ходовая система | |
| Тип | Эластичная трехточечная, включающая две гусеничные тележки, имеющие по 5 опорных катков с торсионной подвеской, натяжное колесо, два поддерживающих катка, механизм натяжения и сдавания, и балансирную балку, шарнирную соединенную с рамой трактора. |
| Кабина | |
| Тип | Двухместная, металлическая с теплоизоляцией, обогревом и приточной вентиляцией. |
| Управление | |
| ТракторомНавесным оборудованием | ГидравлическоеЭлектрогидравлическое |
Определение массы проектируемого тягача.
Эксплуатационную массу промышленного тягача m3, (кг) определяют по номинальному тяговому усилию Ркр.н, с использованием зависимостей:
для гусеничного mэ=Ркр.н/9,8 = 51020 кг.
Ркр.н=50*104=50000 Н.
Массу базового трактора получаем отняв от полной массы трактора вес навесного оборудования mb=45785 (Т-500)
Определение мощности двигателя.
Ne=Ne.уд*mэ=8,4*54=429 кВт.
где Ne.уд= Ne.уд.а(Fб.р.*mб.р/mэ+Fб*mб/mэ+Fc)=7*1*61350/51020=
=8,4 кВт.
где Ne.уд.а - рациональная энергонасыщенность агрегата,
Ne.уд.а=6,5…7,5 кВт;
Fб.р, Fб, Fc – вероятность агрегатирования тягача соответственно с бульдозерно – рыхлительным, бульдозерным оборудованием в скрепером, значения которых приведены в табл. П.1.
Для расчета двигателя принимаем двигатель со следующими параметрами:
-максимальной мощностью Nemax=430 кВт
-минимальным числом оборотов Nmin=700 об/мин
-максимальным числом оборотов Nmax=1800 об/мин
Далее производится расчет параметров внешней скоростной характеристики. По полученным значениям строится внешняя скоростная характеристика с регуляторной ветвью.
Определяем параметры внешней скоростной характеристики.
Мощность двигателя
Nex=Nemax*n1(C1+C2*nx/nN-(nx/nN)2)/nN;
где nN, nx – соответственно номинальное и текущая частота вращения коленчатого вала об/мин.
С1, С2 – коэффициенты зависящие от типа камеры сгорания двигателя С1=1, С2=1,5
Значения эффективного крутящего момента двигателя определяются:
М=3*104*Nex/pnx;
Для нахождения контрольных точек выпишем значения мощности и крутящего момента двигателя при различных числах оборотов в минуту в пределах от 700 до 1800.
Таблица № 2.
| n об/мин | 700 | 1000 | 1200 | 1400 | 1600 | 1800 | 1880 | ||
| Ne, кВт | 176,9 | 266,02 | 319 | 366 | 402 | 430 | 0 | ||
| Me, н/м | 2414 | 2541 | 2539 | 2497 | 2400 | 2282 | 0 | ||
Основные зависимости, определяющие работу гидротрансформатора.
Работа гидротрансформатора характеризуется следующими показателями:
КПД гидротрансформатора: hгт=NT/Nh=Mт*wт/Мн*wн=Кгт*iгт
где NT – мощность турбины, Вт;
Мт – крутящий момент турбины, Н*м;
wт- угловая скорость турбины, об/с;
Nн- мощность насосного колеса, Вт;
Мн – крутящий момент насосного колеса, Вт;
wн – угловая скорость насосного колеса, об/с.
Коэффициент трансформации момента кгт, характеризующий преобразующие свойства ГТ
Кгт=Мт/Мн=2,60
Наибольшее значение Кгт имеет на режиме трогания, когда угловая скорость турбины и кинематическое передаточное отношение равны нулю. Это значение принято обозначить Кгт.0
Передаточное отношение ГТ
iгт=nт/nн=wт/wн, 0£iгт£1
Крутящий момент, развиваемый насосным колесом и турбиной:
Мн=lн*r*wн2*Da2, Мн=lт*r*wн2*Da2