Inzynieria-przyklad
-
Upload
robson2015 -
Category
Documents
-
view
216 -
download
0
Transcript of Inzynieria-przyklad
-
8/17/2019 Inzynieria-przyklad
1/26
ProjektTemat
Projekt układu napędowegojazdy pojazdu przemysłowego na
podwoziu gąsienicowym
-
8/17/2019 Inzynieria-przyklad
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
-
8/17/2019 Inzynieria-przyklad
3/26
ProjektZadania do wykonania
Obliczenia oporów ruchu pojazduprzemysłowego
- Opór toczenia- Opór wzniesienia- Opór skrętu
- Opór bezwładności- Praca użyteczna- Opór aerodynamiczny
-
8/17/2019 Inzynieria-przyklad
4/26
ProjektZadania do wykonania
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)
-
8/17/2019 Inzynieria-przyklad
5/26
ProjektZadania do wykonania
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)
-
8/17/2019 Inzynieria-przyklad
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
-
8/17/2019 Inzynieria-przyklad
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
-
8/17/2019 Inzynieria-przyklad
8/26
Projekt
Struktura układu napędowego / sprawność
z=0,9
p=0,8
SH=0,85 PH=0,85
PR =0,95
∙ ∙ ∙ ∙ 0.49
-
8/17/2019 Inzynieria-przyklad
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]- …..
-
8/17/2019 Inzynieria-przyklad
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]
-
8/17/2019 Inzynieria-przyklad
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
-
8/17/2019 Inzynieria-przyklad
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]
-
8/17/2019 Inzynieria-przyklad
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
-
8/17/2019 Inzynieria-przyklad
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]
-
8/17/2019 Inzynieria-przyklad
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]
-
8/17/2019 Inzynieria-przyklad
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:
≈
-
8/17/2019 Inzynieria-przyklad
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
-
8/17/2019 Inzynieria-przyklad
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
-
8/17/2019 Inzynieria-przyklad
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
-
8/17/2019 Inzynieria-przyklad
20/26
Projekt
Dobór źródłaenergii (silnikaspalinowego)
www.deutz.pl
ns=1300 obr/min
Ms=1875 Nm
Ns=250 kW
-
8/17/2019 Inzynieria-przyklad
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
-
8/17/2019 Inzynieria-przyklad
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/
-
8/17/2019 Inzynieria-przyklad
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
-
8/17/2019 Inzynieria-przyklad
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/
-
8/17/2019 Inzynieria-przyklad
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
-
8/17/2019 Inzynieria-przyklad
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