Колесный трелевочный трактор

Принимаем значения А=0,781; В=1,219;

 g_ен=220 г/кВт.

Значения необходимые  для построения скоростной характеристики вычислены с помочью ЭВМ и приведены в таблице 1.2

 

 

Таблица 2.2

n	Ne	Me	ge	Gт
900	21,09925	223,8865	225,5	4,757881
1050	24,8598032	226,1058	216,9444444	5,393196
1200	28,3474815	225,5987	211,4444444	5,993917
1350	31,4338125	222,3651	209	6,569667
1500	33,9903241	216,4051	209,6111111	7,12475
1650	35,888544	207,7185	213,2777778	7,654229
1800	37	196,3056	220	8,14

 

 
3. ВЫБОР ОЗНОВНЫХ УЗЛОВ МАШИН

В лесной промышленности для трелевки древесины используются колесные и гусеничные трактора повышенной проходимости. В настоящее время все большее распространение получают колесные трактора, что связано с меньшим повреждением плодородного слоя земли лесосек и, соответственно, лучшим сохранением подроста и улучшим условиями возобновления лесного массива.

При трелевке используются колесные трактора с колесной формулой 4×4, 6×6, 8×8 и др.

Поскольку рейсовая нагрузка проектируемого трактора небольшая, то спроектирую колесный трелевочный трактор с колесной формулой 4×4, создаваемого на базе трелевочного трактора МТЗ-82Л.

3.1. Силовые передачи

Преобладающее количество трелевочных тракторов имеют механическую силовую передачу, обладающую целым рядом преимуществ׃ высокой надежностью, высоким КПД, простотой и низкой стоимостью изготовления и ремонта.

В проектируемом трелевочном тракторе силовая передача включает в себя следующие узлы.

Сцепление. Сухое однодисковое сцепления постоянно замкнутого типа.

Коробка передач. Предназначены  для возможности изменения передаточного числа трансмиссии, длительного разделения двигателя и ведущих колес, обеспечение реверсивного движения.

Тракторные коробки  передач, имеющие значительно меньшее  передаточное число по сравнению с автомобильными, выполняются двухвальными с прямозубыми шестернями и каретками. Для уменьшения торцевого износа зубьев шестерен тракторные коробки передач всегда снабжаются блокировочным устройством и тормозком для остановки ведущего вала.

 

 

 

 

В нашем случае принимаем  пятиступенчатую двухвальную коробку   передач с переключением передач с остановкой трактора.

Раздаточная коробка. Раздаточные  коробки устанавливаются на полноприводных лесных машинах с двумя и более ведущими мостами, что дает возможность распределения крутящего момента между мостами. В раздаточной коробке устанавливаем межосевой дифференциал, обеспечивающий нежесткий привод ведущих мостов. Наличие в трансмиссии межосевого дифференциала резко повышает склонность трактора к буксованию. Для устранения этого недостатка межосевой дифференциал снабжают блокировочным устройством.

Карданная передача. Служат для компенсации изменения расстояния между задним и передним мостами и возможности сборки карданные передачи всегда имеют шлицевое сочленение.

 Главная передача  – наиболее ответственный и  сильно нагруженный узел трансмиссии. У тракторов шестерни главной передачи выполняются с зерольными и реже прямыми и спиральными зубьями.

Бортовая передача. Бортовые передачи тракторов, выполненные в виде цилиндрических редукторов, позволяют реализовать большое передаточное число трансмиссии. Размещение бортовой передачи, в нашем случае, непосредственно у приводных колес позволяет увеличить силу тяги на ведущих колесах и увеличить клиренс, что повышает проходимость. Бортовая передача: сдвоенная и состоит из цилиндрической и планетарной ступеней.

3.2. Ходовая система

Специфика условий эксплуатации трелевочных тракторов предъявляет к ходовым системам следующие требования:

Высокая проходимость;

Повышенная прочность  при больших динамических нагрузках;

Надежность и долговечность;

Простота ухода и возможность быстрой смены деталей.

 

3.3. Механизм управления

Рулевое управление на трелевочных  тракторах должно обеспечивать легкость и удобство управления, предотвращать передачу толчков от ударов управляемых колес о неровности дороги на рулевое колесо.

В связи с этим на проектируемом трелевочном тракторе рулевое управление будет осуществляться за счет складывания полурам при помощи гидроцилиндров.

3.4. Тормоза

На трелевочном тракторе установим независимо действующие  друг от друга ножной и ручной тормоза.

На проектируемом тракторе будут использоваться дисковые тормоза с механическим приводам.

3.5. Технологическое оборудование

Трелевочное оборудование проектируемого трактора состоит из׃ однобарабанной лебедки, собирающего каната, защитно-опорного щита, чокеров и гидросистемы, бульдозерного отвала.

Защитно-опорный щит – не откидной, предназначен для поднятия передней части пачки и транспортированию ее в полуподвешенном состоянии.

Чокеры служат для  зацепки деревьев, а собирающий канат – для сбора зачокерованных деревьев и подтаскиванию их к трактору.

Собирающий канат имеет  длину 50-65 м и диаметр 12 мм. Одним концом он крепится к барабану лебедки, а второй конец снабжен стопорным разрезным кольцом.

 
4. ВЫБОР ПЕРЕДАТОЧНЫХ ЧИСЕЛ СИЛОВОЙ ПЕРЕДАЧИ

4.1. Общие положения

Основной частью гусеничной и колесной машины является трансмиссия, которая осуществляет передачу и  изменение крутящего момента  двигателя, передаваемого к ведущим органам машины.

Во время работы транспортных машин в различных дорожных условиях требуется маневрировать тяговыми усилиями и скоростями движения для получения большей эффективности. В связи с этим большое значение имеет правильный выбор интервалов между соседними скоростями и тяговыми усилиями, а также число ступеней и состав трансмиссии.

Основные требования к трансмиссии лесотранспортных машин׃

1. Плавное изменение крутящего момента в интервале рабочих скоростей.
2. Простота конструкции агрегатов и надежность в эксплуатации.
3. Дешевизна изготовления, малый вес и небольшие габаритные размеры.
4. Легкость и удобство управления.
5. Экономичность работы двигателя в широком интервале изменения оборотов.

Из-за специфики условий  работы методы выбора передаточных чисел  трансмиссии колесных и гусеничных машин имеют некоторые особенности.

4.2. Колесный трелевочный трактор

Для определения передаточных чисел необходимо знать максимальную потребную касательную силу тяги на первой передаче (Р_к.max), номинальный крутящий момент двигателя (М_ен) и наибольшую скорость движения порожнего трактора (v_max).

 

 

 

Общее передаточное число  трансмиссии на первой передаче ( ) должно обеспечить движение машины в самых трудных условиях (f_max, i_p) с грузом. Значения определяется их условия преодоления наибольшего дорожного сопротивления по зависимости׃

где R_к – радиус ведущего колеса, м.

Для нахождения динамического радиуса  колеса определим нагрузку на одно колесо трактора в кН:

,

где n_к- число колес машины.

 Н

По нагрузке на колесо из методического пособия [1] подбирается шина соответствующего размера. Принимаем шины 16,00-20 с максимальной допустимой нагрузкой 17.5 кН. Вычисляем динамический радиус колеса (м) по формуле:

 

,

где R_ст- статический радиус колеса, м

Δ- радиальная деформация колеса, м

R_к=490-47,5=442,5мм

Общее передаточное число  трансмиссии на 1-й передаче из условия  сцепления колес с дорожным покрытием определяется по формуле׃

где φ – коэффициент  сцепления с почвой (φ=0,4).

Окончательный выбор  передаточного числа трансмиссии  на первой передаче производится из условия׃

Примем величину к₁=42.

Передаточное число  на высшей передаче определяется из условия обеспечения движения порожней машины с максимальной скоростью׃

Также выбирают передаточное число на высшей передаче из условия  движения трактора по дороге с f₁=0,15-0,2. Тогда передаточное число будет равно׃

Поскольку к′_выс> к″_выс, то расчеты ведем по к″_выс уточняя максимальную скорость׃

,

.

Минимальное число ступеней в коробке передач m определяем из следующей зависимости׃

,

Проанализировав полученный результат вычисления и существующие аналоговые модели трелевочных тракторов( МЛ-127 и МЛ-127С) примем m=5, т.к. более целесообразно принимать большее число ступеней, что позволяет лучше использовать мощность двигателя.

Значение передаточных чисел трансмиссии на промежуточных  передачах распределяются по закону геометрической прогрессии, что обеспечивает постоянство скорости движения машины в момент перехода на смежную передачу и дает одинаковую степень изменения нагрузки двигателя.

При распределении передаточных чисел по геометрической прогрессии справедлива зависимость׃

к₁, …,к_m – передаточные числа трансмиссии на соответствующих передачах;

q – знаменатель прогрессии.

Тогда׃

 

Определим передаточные числа на 2, 3, 4, 5 передачах׃

,

,

,

.

Зная передаточные числа  трансмиссии, переходим к определению передаточных чисел других агрегатов׃ главной передачи i_o, конечной передачи i_б. Их значения обычно принимаются по аналогии с выполненными моделями. Чтобы значения передаточных чисел в коробке передач получились в допустимых пределах, следует i_o, i_б выбирать в соответствии со следующими данными׃ главная передача– io=2,5…5,5; двойная бортовая передача– i_б ≥7,5.

Принимаем i_o=3,41; i_б=8,89.

Передаточные числа в коробке  передач вычисляются по следующим  формулам׃

,

,

,

,

.

Правильность вычисления передаточных чисел коробки передач  проверяется по зависимости׃

Вычисленные передаточные числа коробки передач были определены исходя из условия, что на проектируемом трелевочном тракторе главную и бортовую передачи установим от трелевочного трактора МЛ-127.

 В связи с полученными  результатами можно сделать вывод о том, что на проектируемом тракторе установим трансмиссию от трелевочного трактора МЛ-127, кроме коробки передач, которую можно разработать по аналогичной компоновочной схеме. 

 

5. ТЯГОВАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА МАШИНЫ И ИХ АНАЛИЗ

5.1. Построение характеристик

Тяговая характеристика представляет собой зависимость на различных передачах Р_а=f(v_a) и является основным документом, характеризующим тягово-динамические качества машины.

Расчет тяговой характеристики производится в следующем порядке. В таблицу вносим все значения крутящего момента М_е и частоты вращения вала двигателя n, найденные при построении внешней характеристики. Для построения кривых Р_а=f(v_a) необходимо определить на каждой передаче скорость движения и свободную силу тяги при соответствующей частоте вращения вала двигателя.