Расчет и анализ показателей тягово-сцепных свойств и топливной экономичности трактора

1 Тяговый расчет и определение основных параметров трактора

1.1 Расчет тягового диапазона трактора

Тяговым диапазоном трактора называется отношение его номинальной силы тяги на крюке Ркр н к минимальной силе тяги Ркр min, с которой он может быть рационально использован. Величина тягового диапазона δт подсчитывается по формуле:

[pic 1],                                            (1.1)

где P′кр н – номинальная сила тяги, установленная для тракторов предыдущего тягового класса, Н.

Принимаем P′кр н =10000 Н (приложение А) [1];

ε – коэффициент расширения тяговой зоны трактора. Рекомендуется ε = 1,25…1,3 [1]. Принимаем ε = 1,25.

[pic 2]

[pic 3]

Расчетная минимальная сила тяги на крюке трактора при принятых условиях работы:

[pic 4].                                                    (1.2)

[pic 5]

1.2 Расчет массы трактора

С достаточной для учебных расчетов точностью можно принимать, что минимальная эксплуатационная масса трактора mmin (кг):

 mmin  =  (1,05…1,1)m0 .                                        (1.3)

где m0 – конструкционная масса, т. е. масса трактора в незаправленном состоянии, без тракториста, инструмента, дополнительного оборудования и балласта, кг. В качестве прототипа принимаем трактор «Беларус 82.1» с конструкционной массой m0=3520 кг (см. таблицу Б.1) [1]. Тогда минимальная эксплуатационная масса равняется:

mmin = 1,05∙3520=3696 кг.

Расчет максимальной эксплуатационной массы трактора mmax (кг) производится для колесного трактора 4х4а по формуле:

[pic 6],                                         (1.4)

где ϕк доп – допустимая величина коэффициента использования сцепного веса трактора. Для колесных тракторов ϕк доп  = 0,5…0,65 [3]. Принимаем ϕк доп = 0,6;

Кп – коэффициент возможной перегрузки трактора по тяге. Учитывает, что в процессе работы имеют место значительные колебания тягового сопротивления. Для большинства полевых операций Кп = 1,27…1,53 [6]. Чем выше тяговый класс трактора, тем ниже значение Кп. Принимаем Кп = 1,4;

λк – коэффициент нагрузки ведущих колес; для трактора с колесной формулой 4х4а к = 1 [1];

f – коэффициент сопротивления качению. Принимаем  f  = 0,12 [1];

g – ускорение свободного падения, м/с2 (  g= 9,81 м/с2).

[pic 7]

Т. к. максимальная эксплуатационная масса mmax больше минимальной mmin, рассчитываем необходимую массу балласта mб (кг):

mб = λк(mmax – mmin) .                                      (1.5)

mб = 1∙(4468 – 3696) = 772 кг.

Этот балласт используется для повышения сцепного веса трактора.

1.3 Выбор параметров шин и определение расчетного радиуса

Для рассчитываемого трактора согласно трактору-прототипу принимаем  для передних  колес  шины  размером  360/70 R24 ,  для  задних колес- 15,5 R38 (таблица Б.1) [1].

Рассчитаем нагрузку в статике на заднее колесо mк (кг) по формуле [1]:

[pic 8] (0,59…0,67) mmax ;                                   (1.6)

[pic 9]∙0,65∙4468 = 1452,1 кг.

При данной нагрузке (между 1420-1520 кг) согласно таблице В.2 [1] выбираем давление воздуха в шине задних колес равным 85 кПа.

Рассчитаем нагрузку в статике на переднее колесо mк (кг) по формуле: