Динамический расчет КамАЗ+ прицеп ГКБ 8350

 

 

 

Содержание

ВВЕДЕНИЕ…………………………………………………………………..……4

1 Характеристика перевозимого  груза………………………………………..…5

2 Технические характеристики  ………………………………………………….5

2.1 Технические характеристики КамАЗ-5320…………………………………5

2.2 Технические характеристики прицепа ГКБ–8350…………………………..7

2.3 Тягово-динамический расчет КамАЗ-5320……………………….…….....7

2.2 Выбор типа погрузочно-разгрузочного  механизма ………………..……15

2.2.1 Часовая производительность автомобильного крана …………………..17

2.2.2 Часовая производительность козлового крана ………………………….18

2.3 Годовая производительность автомобиля ……………………………….19

2.4 Определение необходимого  количества постов погрузки груза.………...19

2.5 Тормозная динамичность автомобиля ……………………………….….....22

3 Динамический расчет КамАЗ+ прицеп ГКБ 8350………………….…..........24

3.1 Выбор типа погрузочно-разгрузочного механизма ……………..………..28

3.1.1 Часовая производительность автомобильного крана …………………..28

3.1.2 Часовая производительность козлового крана ……..…………………..29

3.2 Годовая производительность автомобиля ………………………………30

3.3 Определение необходимого количества постов погрузки груза ……...30

3.4 Тормозная динамичность автомобиля ….............................................…….33

ЗАКЛЮЧЕНИЕ …………………………………………………………………35

Список литературы………………………………………………………………36

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

ВВЕДЕНИЕ

Транспорт - одна из наиболее важных отраслей народного хозяйства России. Он обеспечивает производственные и непроизводственные потребности материального производства, непроизводственной среды, а также население во всех видах перевозок. Большое значение имеет транспорт для связи между отраслями народного хозяйства, между городом и селом, между отдельными районами страны. Транспорт способствует общественному территориальному разделению труда, является активным фактором формирования экономической специализации хозяйства отдельных районов, невозможной без обмена продукцией.

На этапе становления рыночных отношений в России наиболее динамично развивающийся вид транспорта – автомобильный транспорт.

Автомобильный транспорт часто называют транспортом XX в., т.к., зародившись в начале нашего века, он стал ведущим среди видов сухопутного транспорта. Протяженность его сети растет и достигла в настоящее время 24 млн. км, причем около 1/2 приходится на США, Индию, Россию, Японию, Китай. По уровню автомобилизации в мире лидируют США и ряд стран Западной Европы. Автомобильный транспорт лидирует по объему пассажирских перевозок — 80 % мирового объема.

Большая роль автомобильного транспорта на транспортном рынке страны обусловлена его специфическими особенностями и преимуществами перед другими видами транспорта, которые заключаются в следующем: высокая маневренность и подвижность, позволяющие быстро сосредоточить транспортные средства в необходимом количестве и в нужном месте; способность обеспечивать доставку от двери до двери' без дополнительных перевалок и пересадок в пути следования; высокая скорость доставки и обеспечение сохранности грузов, особенно при перевозках на короткие расстояния; широкая сфера применения по видам грузов, системам сообщения и расстояниям перевозки; необходимость меньших капиталовложений в строительство автодорог при малых потоках грузов и пассажиров.

Наиболее эффективной сферой использования автомобильного транспорта являются короткопробежные перевозки. Средняя дальность перевозки 1 т груза - 20—24 км. В этой связи доля автомобильного транспорта в суммарном грузообороте составляет около 6 %.

Большая мобильность, удобство перемещения и способность быстро реагировать на изменения спроса, позволяют автотранспорту часто быть вне конкуренции при перевозках.

 

 

 

 

 

 

1 Характеристика перевозимого груза.

Поскольку грузом является деревянный брус, то для него не требуется какая-либо тара. Брус упаковывается в пакеты и перевязывается плоской металлической лентой. Пакеты хранятся на открытых площадках (чаще всего контейнерных) в штабелях по несколько штук с использованием деревянных прокладок между каждым пакетом. Примем количество бруса по ширине 13 и по высоте равным 12. Габариты пакета будут составлять 1,95 х 1,8 х 4 м.

Количество бруса в одном пакете равно 150единиц. Объем одного бруса составляет 0,18*0,18*4=0,13 м3. Плотность древесины принимаем равной 0,6 т/м3.

Погрузка-разгрузка может осуществляться автомобильными или козловыми кранами по одному блоку зараз.

Рисунок 1 – Брус деревянный

 

2 Технические характеристики  КамАЗ-5320

2.1

Рисунок 2–КамАЗ-5320

 

 

 

 

Рисунок 3 – Размещение груза на автомобиле вид сверху

 

 

 

Рисунок 4 – Размещение груза  на автомобиле вид сзади

 

Технические характеристики КамАЗа –5320:

 Колёсная формула 6×4

Габаритные размеры: 

Длина, м 7,395

Ширина, м 2,500

Высота, м 2,830

База задней тележки, м 1,320

Колея передних колёс, м 2,010

Колея задних колёс, м 1,850

Наименьший дорожный просвет, см 38,5

Погрузочная высота, м 1,370

Весовые параметры и нагрузки, а/м:  

Снаряженная масса а/м, кг 7184

Грузоподъемность а/м, кг 8000

Максимальная масса буксируемого прицепа, кг 8000

Полная масса, кг 15305

Двигатель: 

Модель КамАЗ 740.10

Тип дизельный атмосферный

Мощность, л.с. 210 или 180

Расположение и число цилиндров V-образное, 8

Рабочий объём, л 10,85

Коробка передач: 

Тип механическая пятиступенчатая с двухступенчатым делителем (5*2)

Сцепление сухое двухдисковое

Кабина: 

Тип расположенная над двигателем

Исполнение без спального места

Колеса и шины: 

Тип колес бездисковые

Тип шин пневматические, камерные

Размер шин 9.00R20 (260R508)

Платформа: 

Тип бортовая, с металлическими откидными бортами

Внутренние размеры, мм 5200х2320

Общие характеристики: 

Максимальная скорость, км/ч 85

Средний расход топлива для автопоезда, л/100км 35

Запас топлива, л 170

Угол преодол. подъема, не менее, % 30

Внешний габаритный радиус поворота, м 9,3

Тормозной путь для автопоезда с полной нагрузкой со скорости 40 км/ч, м 

2.2 Технические характеристики прицепа ГКБ–8350:

Полезная нагрузка (кг)        8 000

Масса снаряжённого прицепа (кг)    3 500

Полная масса прицепа (кг)    11 100

Габаритные размеры (мм):

 Длинна        8 290

 Ширина        2 500

 Высота         1 810

Допустимая скорость движения (км/ч) 80

Число колёс         8 + 1

Шины, типоразмер        9,00 – 20

Рабочее давление (кг/кв.см)    4,5

 

5290

 

 

 

 

Рисунок 5 – Размещение груза на автомобиле вид сверху

 

2.3 Тягово-динамический расчет  КамАЗ-5320

Техническая скорость подвижного состава определяется  динамической характеристики транспортного средства.

Внешней характеристики двигателя

Nemax = 154,4 кВт

Для построения внешней характеристики при известной мощности Nemax и выбранных коэффициентах а, b, с, воспользуемся следующим выражением:

                         (1)

где     ne - текущее значение частоты вращения вала двигателя, принимаемое вдиапазоне от минимальной устойчивой nemin= 0,2· до. 

Рассчитаем значение мощности по 5 точкам:

ne/ nN= 0,2…0,4…0,6…0,8…1.

1. Ne= 154,4·(0,53·0,2+1,56·0,04-1,09·0,008) = 24,65кВт

2. Ne= 154,4·(0,53·0,4+1,56·0,16-1,09·0,064) = 60,5 кВт

3. Ne= 154,4·(0,53·0,6+1,56·0,36-1,09·0,216) = 99,46 кВт

4. Ne= 154,4·(0,53·0,8+1,56·0,64-1,09·0,512) = 133,45 кВт

5. Ne= 154,4·(0,53·1+1,56·1-1,09·1) = 154,4кВт

 

Рассчитаем  текущее значение частоты вращения по 5 точкам:

ne/ nN=0,2 ;           ne / 2600=0,2 ;      ne= 0,2∙2600 = 520 об/мин

ne/ nN=0,4 ;           ne / 2600=0,4 ;      ne= 0,4·2600 = 1040 об/мин

ne/ nN=0,6 ;           ne / 2600=0,6 ;      ne= 0,6·2600 = 1560 об/мин

ne/ nN=0,8 ;           ne / 2600=0,8;       ne= 0,8·2600 = 2080 об/мин

ne/ nN=1 ;              ne / 2600=1 ;         ne= 1·2600 = 2600 об/мин

 

Кривая зависимости  крутящего  момента  (Н·М)  двигателя от частоты вращения вала рассчитываем по формуле:

 

Me = 9550· Nе/nе                                            (2)

 

1. Me = 9550 · 24,65/520 = 452,79 H·M

2. Me = 9550 · 60,5/1040 =555,55 Н·M

3. Me = 9550 · 99,46/1560 = 608,86 Н·M

4. Me = 9550 · 133,45/2080 = 612,72H·M

5. Me = 9550 · 154,4/2600 = 567,12H·M

 

Результаты расчетов значений Ne и Ме сводятся  в  таблицу (см. Таблица 1)  и строится график внешней скоростной характеристики двигателя.

Таблица 1 – Расчетные данные для построения графических зависимостей

Ne=f(ne) и Ме=f(ne)

ne / nN	0,2	0,4	0,6	0,8	1
ne,мин-1	520	1040	1560	2080	2600
Ne,кВт	24,65	60,50	99,46	133,45	154,40
Me,Н•М	452,79	555,55	608,86	612,72	567,12

 

 

Рисунок 6 - Внешняя скоростная характеристика

Передаточные числа трансмиссии берутся из справочника:

 

Таблица 2- Передаточные числа

Передачи	Высшая	Низшая
Первая	6,38	7,82
Вторая	3,29	4,03
Третья	2,04	2,5
Четвертая	1,25	1,53
Пятая	0,81	1
Главная	7,22

 

 

Тяговый баланс автомобиля

 

Составляющие тягового баланса определяются формулами:

(3)

 

,                                                           (4)

При построении тягового баланса необходимо определить  скорость движения автомобиля для всех расчетных частей вращения коленчатого вала на различных передачах:

;                                                       (5)

Определим скорость движения автомобиля  на первой высшей передаче при вращении коленчатого вала ne = 520 об/мин.

 

V=

 

V= 0,56 м/с

Далее расчеты скорости движения автомобиля производим аналогичным образом. Результаты расчетов скорости движения представлены в таблице 3.

 

Определим тяговую силу на первой высшей  передаче при крутящем  моменте

 

Me = 452,79H·M.

 

Рт=

Рт=38559,5 Н

 

Далее определим тяговую силу на каждой передаче при разном крутящем моменте. Результаты расчетов тяговой силы представлены в таблице 3.

Таблица 3 - Расчетные данные для построения графических зависимостей P=f(V)

1 высшая передача	V1в	0,56	1,13	1,69	2,26	2,82
	Рт1в	38559,50	19884,13	12329,37	7554,76	4895,49
1 низшая передача	V1н	0,46	0,92	1,38	1,84	2,30
	Рт1н	47262,59	24356,55	15109,52	9247,03	6043,81
2 высшая передача	V2в	1,09	2,19	3,28	4,38	5,47
	Рт2в	47310,73	24396,91	15127,57	9269,34	6006,54
2 низшая передача	V2н	0,89	1,79	2,68	3,57	4,47
	Рт2н	57989,02	29884,37	18538,69	11345,68	7415,48
3 высшая передача	V3в	1,76	3,53	5,29	7,06	8,82
	Рт3в	51850,56	26737,98	16579,17	10158,81	6582,91
3 низшая передача	V3н	1,44	2,88	4,32	5,76	7,20
	Рт3н	63553,50	32752,00	20317,62	12434,38	8127,05
4 высшая передача	V4в	2,88	5,76	8,64	11,52	14,40
	Рт4в	7297,2	8953,3	9812,5	9874,6	9139,8
4 низшая передача	V4н	2,35	4,71	7,06	9,41	11,76
	Рт4н	63956,04	32959,44	20446,30	12513,14	8178,52
5 высшая передача	V5в	4,44	8,89	13,33	17,78	22,22
	Рт5в	48295,97	24904,98	15442,60	9462,38	6131,62
5 низшая передача	V5н	3,60	7,20	10,80	14,40	18,00
	Рт5н	59196,63	30506,70	18924,75	11581,95	7569,90

Для построения графика Рf+Рв, Pв берем значения из таблицы 4. Сила сопротивления качению Pf=4092,7 Н.

Таблица 4 - Расчетные данные для построения графической зависимости Pf+Pв

	Рв, Н
1 в передача	1,33	5,31	11,95	21,25	33,21
1 н передача	0,88	3,54	7,96	14,15	22,10
2 в передача	4,99	19,98	44,95	79,92	124,87
2 н передача	3,33	13,32	29,96	53,26	83,22
3 в передача	12,99	51,96	116,92	207,86	324,78
3 н передача	8,65	34,60	77,85	138,40	216,26
4 в передача	34,60	138,40	311,41	553,61	865,02
4 н передача	23,10	92,38	207,86	369,52	577,38
5 в передача	82,40	329,61	741,62	1318,43	2060,04
5 н передача	54,06	216,26	486,57	865,02	1351,60

 

На основе результатов расчетов строим тяговую характеристику автомобиля для всех ступеней  в  коробке  передач (см. Рисунок 7).

 

Рисунок 7 - Силовой баланс автомобиля

 

Динамический паспорт автомобиля

 

Динамический паспорт автомобиля представляет собой совокупность динамической характеристики с номограммой нагрузок. Динамическая характеристика определяется выражением:

(6)

Тяговая сила на первой высшей передаче при крутящем  моменте  Me = H·M составляет PT = 42745,81H, а сила сопротивления  воздуха при этом будет составлять PB=0,72H.

Определим динамическую характеристику:

Динамическую характеристику строят для автомобиля  с  полной нагрузкой. С изменением веса от Gа до Go ,D изменяется и ее можно определить по формуле:

(7)

Вес порожнего автотранспортного средства:

Gо = m·g                                                    (8)

Gо =70809,8=69454,8

Gо = 69454,8 Н.

 

Результаты расчетов  представлены в таблице 5.

Масштаб для шкалы Dо  определяем по формуле:

(9)

где     а - масштаб шкалы D для автомобиля с полной нагрузкой;

Gо-  собственный вес автомобиля,  включая вес двигателя, H.

 

Таблица 5 Расчетные данные для построения графических зависимостей D=f(V)

1 высшая передача	D	0,23	0,28	0,31	0,31	0,29
	D0	0,50	0,62	0,68	0,68	0,63
1 низшая передача	D	0,28	0,35	0,38	0,39	0,36
	D0	0,62	0,76	0,83	0,83	0,77
2 высшая передача	D	0,12	0,15	0,16	0,16	0,15
	D0	0,26	0,32	0,35	0,35	0,32
2 низшая передача	D	0,15	0,18	0,20	0,20	0,18
	D0	0,32	0,39	0,43	0,43	0,40
3 высшая передача	D	0,07	0,09	0,10	0,10	0,09
	D0	0,20	0,24	0,26	0,26	0,24
3 низшая передача	D	0,09	0,11	0,12	0,12	0,11
	D0	0,16	0,20	0,21	0,21	0,20
4 высшая передача	D	0,05	0,06	0,06	0,06	0,05
	D0	0,12	0,15	0,16	0,16	0,14
4 низшая передача	D	0,06	0,07	0,07	0,07	0,07
	D0	0,10	0,12	0,13	0,13	0,11
5 высшая передача	D	0,03	0,03	0,04	0,03	0,03
	D0	0,08	0,09	0,10	0,10	0,08
5 низшая передача	D	0,04	0,04	0,05	0,04	0,04
	D0	0,06	0,07	0,08	0,07	0,06

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Рисунок 8 – Динамический паспорт автомобиля

 

Рисунок 9 - Продольный профиль дороги

Таблица 6 - Максимальная скорость на участках

№ участка	1	2	3	4	5	6	7	8	9	10
Длина участка, lкм	5,3	2,6	4,7	5,9	4,4	3,4	6,5	4,5	3,4	5,3
Уклон дороги, i %	0,018	-0,03	0	0,034	-0,02	0	0,051	0	0,06	0,042
Суммарный коэф. Сопротивления дороги, Ψ	0,038	-0,01	0,02	0,054	0	0,02	0,071	0,02	0,08	0,062
Максимальная скорость на участке, V км/ч(м/с)	64,8 (18)	70,00 (19,44)	79,2 (22)	50,4 (14)	70,00 (19,44)	79,2 (22)	36 (10)	79,2 (22)	21,6 (6)	28,8 (8)

Максимальная скорость на маршруте определяется по формуле:

(10)

Где l длина участка

n количество участков

 

 

 

 

Техническая скорость подвижного состава Vт определяется формулой:

Vт= 0,8·Vmax,                                            (11)

Vт= 0,8·84=67

Vт=67 км/ч

 

2.2 Выбор типа погрузочно-разгрузочного механизма

Выбор ПРМ зависит от вида перерабатываемого груза, условий работы и производительности погрузочно-разгрузочных средств. Произведем выбор рационального вида погрузочно-разгрузочного механизма. Погрузка-разгрузка деревянного бруса может производиться козловым краном и автокранами.

Поскольку масса одного пакета равна 2,5 т., то следует сравнивать автомобильный кран КС-1571грузоподъемностью 4 т. и козловой кран КК-5 грузоподъемностью 6т. Сравнение механизмов производится по их часовой производительности:

                                               (15)

где  3600 – перевод часов в секунды;

 время цикла, с.

Часовая производительность автомобильного крана

Время цикла рассчитывается по следующей формуле:

                                         (16)

где время зацепки-отцепки груза, с. ;

 время поворота стрелы  крана, с.;

 время подъема-опускания  груза, с.

 

Время поворота стрелы крана зависит от скорости вращения стрелы крана и угла поворота.

Скорость поворота стрелы крана 3,5 об/мин., то есть один оборот он делает за 0,28 мин. или 17 с.

Время подъема-опускания груза зависит от высоты подъема и скорости подъема-опускания. Максимальная высота подъема груза у крана КС-1571 равна 3 м.

 

20,5 с.

 

 

 с.

2.2.1 Часовая производительность для автомобильного крана определяется по формуле[15]:

 

т/ч.

 

 

Часовая производительность  козлового крана:

                                       (17)

где время зацепки-отцепки груза, с. ;

 время подъема-опускания  груза, с.;

 время перемещения  тележки крана, с.;

 время перемещения  самого крана, с.

 

 

Время перемещения тележки при перегрузке на площадку складывается из вылета консоли и перемещения тележки над площадкой, которое принимаем равным 8 м. Тогда: