Inzynieria-przyklad

8/17/2019 Inzynieria-przyklad

1/26

ProjektTemat

Projekt układu napędowegojazdy pojazdu przemysłowego na

podwoziu gąsienicowym


2/26

ProjektZadania do wykonania

Analiza warunków pracy pojazduprzemysłowego

- Rodzaj wykonywanej pracy- Zakres(y) prędkości- Opory ruchu

- Skojarzenie oporów ruchu i warunkówpracy i przemieszczania się pojazduprzemysłowego


3/26


Obliczenia oporów ruchu pojazduprzemysłowego

- Opór toczenia- Opór wzniesienia- Opór skrętu

- Opór bezwładności- Praca użyteczna- Opór aerodynamiczny


4/26


Wyznaczenie zapotrzebowania na moc wukładzie napędowym jazdy

- Wybór rodzaju/struktury układunapędowego jazdy- Założenie podstawowych wielkości

geometrycznych pojazdu przemysłowego- Oszacowanie wstępne sprawności

całkowitej układu napędowego jazdy- Oszacowanie mocy źródła energii

pierwotnej (silnika)


5/26


Dobór komponentów układu napędowego jazdy („ścieżka” 1)

- Dobór silnika (spalinowego)- Określenie wymaganych przełożeńdynamicznych i kinematycznych

- Dobór przekładni obiegowej (zwolnicy)- Wyznaczenie najistotniejszych parametrów

przekładni hydrostatycznej- Dobór elementów przekładni

hydrostatycznej (pompa, silnik)


6/26

Projekt

Dane wejściowe

- Masa eksploatacyjna: 28 000 kg

- Prędkości jazdy: v1=1,8 km/h, v2=11 km/h- Kąt pochylenia wzniesienia: =5- Czasy rozruchu: t1=5 s, t2=10 s

- Rodzaj maszyny - Szerokość gąsienicy b=0.675 m- Długość styku g. z podłożem L=2.93 m- Rozstaw gąsienic B=2.16 m- Średnica koła napędowego Dn=0.85 m- Pojemność łyżki: 5 m3

- Gęstość u. materiału urabianego:1000 kg/m3

- masa urobku: m2=5000 kg


7/26

Projekt

ZałożeniaDane podłoża odkształcalnego Rubicon (Wong)- wsp. oporów toczenia f t=0.2

- wsp. przyczepności p=0.6- kohezja c=3700 Pa

- kąt tarcia wewnętrznego = 29.8°=0.520108117 rad- kc= 6900 N/m

(n+1)

- k=752000 N/m(n+2)

- n=0.66Dane podłoża sztywnego- wsp. oporów toczenia f t=0.05- wsp. przyczepności p=0.9


8/26

Projekt

Struktura układu napędowego / sprawność

z=0,9

p=0,8

SH=0,85 PH=0,85

PR =0,95

∙ ∙ ∙ ∙ 0.49


9/26

Projekt

Opór skrętu pojazdu gąsienicowegoZałożenia

- rodzaj podłoża odkształcalnego

- szerokość gąsienicy, b [m]- rozstaw gąsienic, B [m]- długość styku gąsienicy z podłożem, L[m]

- średnica koła napędowego, Dn[m]- …..


10/26

Projekt

Opór skrętu pojazdu gąsienicowegoOpór skrętu FsKorzystając z równości mocy:

dla

+

otrzymujemy

=

gdzie:

• Msc – moment skrętu całkowity, [Nm]• us – prędkość średnia na łuku, [m/s]• w, z – wewnętrzny i zewnętrzny promień skrętu, [m]


11/26

Projekt

Opór skrętu pojazdu gąsienicowegoMoment skrętu Ms

Moment oporu tarcia gąsienicy o podłoże:

gdzie:

• psr – średni nacisk między gąsienicą a podłożem, [Pa]• b – szerokość gąsienicy, [m]• L – długość styku gąsienicy z podłożem, [m]• sr – wartość uśredniona współczynnika stycznego

oddziaływania podłoża na gąsienicę


12/26

Projekt

Opór skrętu pojazdu gąsienicowegoWartość uśredniona współczynnika stycznegooddziaływania podłoża na gąsienicę:

,

gdzie:

• p – wartość maksymalna wsp. stycznego oddziaływaniapodłoża na gąsienicę – wsp. przyczepności, [-]

• B– rozstaw gąsienic, [m]• rsr – średni promień skrętu środków obu gąsienic, [m]

• L – długość styku gąsienicy z podłożem, [m]


13/26

Projekt

Opór skrętu pojazdu gąsienicowegoPrzyjmując:

otrzymujemy:

gdzie:

• R – reakcja normalna podłoża, [N]• psr – średni nacisk między gąsienicą a podłożem, [Pa]• b – szerokość gąsienicy, [m]• L – długość styku gąsienicy z podłożem, [m]•

sr– wartość uśredniona współczynnika stycznego

oddziaływania podłoża na gąsienicę


14/26

Projekt

Opór skrętu pojazdu gąsienicowegoMoment oporu ścinania gruntu krawędziamibocznymi gąsienicy:

+

• g – powierzchniowy opór ścinania gruntu, [Pa]• hc – głębokość koleiny, [m]• L – długość styku gąsienicy z podłożem, [m]• ex – odległość środka tarcia od środka geometrycznego

powierzchni styku gąsienicy z podłożem (x-kierunek osipodłużnej pojazdu, tutaj: wzdłuż gąsienicy), dla gąsienicyskręcanej w miejscu przyjmujemy :ex=0, [m]

• - kąt pochylenia płaszczyzny poślizgu przy ścinaniu, [rad]


15/26

Projekt

Opór skrętu pojazdu gąsienicowegoPowierzchniowy opór ścinania gruntu:

≈

gdzie:

• c – spójność (kohezja) gruntu, [Pa]• – kąt tarcia wewnętrznego gruntu, [rad]•

n– naprężenie normalne w płaszczyźnie ścinania, [Pa]

−

• 0 – gęstość objętościowa gruntu, [kg/m3]


16/26

Projekt

Opór skrętu pojazdu gąsienicowegoGłębokość koleiny:

gdzie:• hc – głębokość koleiny, [m]• kc – wsp. zależny od spoistości gruntu, [N/(mn+1)]• b – szerokość gąsienicy, [m]• k – wsp. zależny od kąta tarcia wewnętrznego gruntu, [N/(mn+2)]

• n – wsp. zależny od rodzaju i struktury gruntu, [-]

Kąt pochylenia płaszczyzny poślizgu przy ścinaniu:

≈


17/26

Projekt

Obliczenia oporów ruchu / wyniki1) jazda transportowa po wzniesieniu

Opór toczenia 13682 N

Opór wzniesienia 23940 NOpór bezwładności 8556 N

Suma oporów 46177 NMoment napędowy 24532 Nm (uwzględniono sprawność podwozia)

Moc napędowa netto 82 kWMoc brutto 166 kW


18/26

Projekt

Obliczenia oporów ruchu / wyniki2) jazda z urobkiem po podłożu odkształcalnym

Opór toczenia 64746 NOpór wzniesienia 0 NOpór bezwładności 3300 NOpór skrętu 66160 N

Suma oporów 134206 NMoment napędowy 71297 Nm (uwzględniono sprawność podwozia)Moc napędowa netto 67 kWMoc brutto 136 kW


19/26

Projekt

Obliczenia oporów ruchu / wyniki3) urabianie na podłożu odkształcalnym - po wzniesieniu

ó ó

ó łś

ó (. )

ł ą ∙

Siła napędowa/uciągu 193499 NMoment napędowy 102796NmMoc napędowa netto 97 kWMoc brutto 196 kW


20/26

Projekt

Dobór źródłaenergii (silnikaspalinowego)

www.deutz.pl

ns=1300 obr/min

Ms=1875 Nm

Ns=250 kW


21/26

Projekt

Przełożenia

iz=???iH=???

iPR =1

∙ ∙ 116 (19)

∙ ∙ 55

Mk=51,4 kNm

nk=11,2 obr/min

nk=68,7 obr/min

Ms=1,875 kNm

ns=1300 obr/min


22/26

Projekt

Dobór przekładni redukcyjnej

www.boschrexroth.com

Dobieram przekładnięGFT 50 T3 9000 SL

Mn=50000 Nm

i=73,9Mh=800 Nm

Proponowane silniki hydrauliczne:

A6VE 80 / A2FE 80

http://www.boschrexroth.com/http://www.boschrexroth.com/


23/26

Projekt

Przełożenia

iz=73,9iH=???

iPR =1

∙ ∙ 116 (19)

∙ ∙ 55

Mk=51,4 kNm

nk=11,2 obr/min

nk=68,7 obr/min

Ms=1,875 kNm

ns=1300 obr/min

MSH=695,5 Nm

nSHmin=830 obr/minnSHmax=5074 obr/min

nPH=1300 obr/min


24/26

Projekt

Dobór silnika hydraulicznego www.boschrexroth.com

Dobieram silnik o zmiennej chłonności

A6VE/71 115Mmax=828 Nm (przy p=45 MPa)

Vgmax=115.6 cm3/obr (Vg=69 cm

3/obr)

nmax=6150 obr/min (n=3550 obr/min, dla Vgmax)

Q SH=410 l/min (przy n=3550 obr/min i Vgmax)Q SHmin=nSHmin*Vgmax=830 obr/min*115.6 cm3/obr=96 l/min

Q SHmax=nSHmax*Vgmin=5074 obr/min*69 cm3/obr=350 l/min

http://www.boschrexroth.com/http://www.boschrexroth.com/


25/26

Projekt

Obliczenia przekładni hydrostatycznej

(dzielimy układ napędowy)

Dane wejściowe:• Maksymalny moment na wyjściu z

przekładni h.: Mmaxh•

Maksymalna prędkość na wyjściu zprzekładni nmaxh• Prędkość wejściowa przekładni: ns• Moc wejściowa przekładni: N

s/2


26/26

Projekt

Obliczenia przekładni hydrostatycznej

(dzielimy układ napędowy)

Obliczenia:• Moc pozorna: N’=Mmaxhnmaxh• Rozpiętość przełożeń ir=N’/(Ns/2)

•Wymagana wydajność pompyQ pmax=N’/pmax (założyć zgodnie z danymi katalogowymi)

• Objętość robocza pompy Vgp=60*Q pmax/ns

Documents

Inzynieria-przyklad