Zadanie 1.3 Wyznaczenie wielkości jednorazowego ładunku zrywanego przez sprzężaj konny.

Dane:

G_k= 6,0

G_p= 1,0

f_z= 0,5

f= 0.12

f_t= 0.39

α= 13^o

k= 0.6

Wzór:

Dla zrywki wleczonej:

$$Q = \frac{\text{Pu}^{2} + {2G}_{k}\text{tgα}}{f_{z} - tg\alpha}$$

Gdzie:

Q - maksymalna wielkość ładunku w kN

P_u² - siła uciągu koni w kN

G_k - ciężar konia w kN

f_z - współczynnik oporów zrywki

Dla zrywki półpodwieszonej:

$$Q = \frac{\text{Pu}^{2} + \left( 2Gk + Gp \right)\text{tgαfGr}}{kf + \left( 1 - k \right)ft - tg\alpha}$$

Gdzie:

Q - maksymalna wielkość ładunku w kN

P_u² - siła uciągu koni w kN

G_k - ciężar konia w kN

f_z - współczynnik oporów zrywki

k- współczynnik rozkładu ciężaru dłużycy

f_{t -} współczynnik tarcia dłużycy o podłoże

Pu² = Puγ

Gdzie:

P_u² - siła uciągu koni w kN

Pu - siła uciągu koni wg tabeli 1.1 w kN

γ - współczynnik nierównomierności pracy = 1.96

Obliczenia:

Dla przeciętnej pracy Pu² = 0,75 * 1,96 = 1,47

Dla krótkich odległości Pu² = 1,5 * 1,96 = 2,94

Dla zrywu Pu² = 7,5 * 1,96 = 14,7

Zrywka wleczona:

Dla przeciętnej pracy:

$$Q\frac{1,47 + 2*6*0,2309}{0,5 - 0,2309} = 8,25\text{\ kN}$$

Dla krótkich odległości:

$$Q\frac{2,94 + 2*6*0,2309}{0,5 - 0,2309} = 6,85\text{\ kN}$$

Dla zrywu:

$$Q\frac{14,7 + 2*6*0,2309}{0,5 - 0,2309} = 64,92\text{\ kN}$$

Zrywka półpodwiszona:

Dla przeciętnej pracy:

$$Q = \frac{1,47 + \left( 2*6 + 1 \right)*0,2309 - 0,12*1}{0,6*0,12 + \left( 1*0,6 \right)*0,39 - 0,2309} = - 1500,58\text{\ kN}$$

Dla krótkich odległości:

$$Q = \frac{2,94 + \left( 2*6 + 1 \right)*0,2309 - 0,12*1}{0,6*0,12 + \left( 1*0,6 \right)*0,39 - 0,2309} = - 2007,48\text{\ kN}$$

Dla zrywu:

$$Q = \frac{14,7 + \left( 2*6 + 1 \right)*0,2309 - 0,12*1}{0,6*0,12 + \left( 1*0,6 \right)*0,39 - 0,2309} = - 6098,52\text{\ kN}$$

Wnioski:

1. Najlepszym sposobem zrywki jest zrywka półpodwiszona, gdyż wielkość jednorazowego ładunku jaką może ponieść jest większa od wielkości jednorazowego ładunku w zrywce wleczonej.

2. Jednakże zrywanie w dół stoku może być niebezpieczne, gdyż zbyt wysokie nachylenie stoku może spowodować stoczenie się ładunku.

Zadanie 1.5 Określenie mocy silnika wciągarki linowej

Dane:

Q=10,5

V=0,5

f_z=0,5

α=13^o

Wzór:

Ns = Q * V(fz*cosα+sinα)

Gdzie:

Ns - moc silnika w kW

Q - ciężar ładunku w kN

V - prędkość ruchu liny wciągarki w m/s

F_z - współczynnik oporów zrywki

α - kąt pochylenia terenu w stopniach

Obliczenia:

Ns = 10, 5 * 0, 5(0,5*0,9744+0,2249) = 3, 74 kW

Ns + 15%=4, 3 kW

Zadanie 1.6 Określenie wielkości jednorazowego ładunku zrywanego przez ciągnik rolniczy.

Dane:

N_s = 38

V_Ib = 1.7

G = 33

f_z = 0,5

f = 0,18

α = 13^o

η = 0,7

hz = 0,8

c = 0,7

L = 3,0

h = 0,8

rk = 0,815

φ = 0,7

a = 2,0

k = 0,5

ft = 0,39

b = 1

sin = 0,2249

cos = 0,9744

tg = 0,2309

Wzory:

Wielkość jednorazowego ładunku przy pełnym wykorzystaniu mocy silnika:

a) W przypadku zrywki wleczonej:

$$Q\begin{matrix} m \\ w \\ \end{matrix} = \frac{\frac{3,6N_{s}\eta}{V_{\text{ib}}} - G(fcos\alpha + sin\alpha)}{f_{z}cos\alpha + sin\alpha}$$

Gdzie:

N_s - moc silnika w kN

V_Ib - najmniejsza prędkość jazdy w km/h

G - ciężar ciągnika w kN

f_z - współczynnik oporów zrywki

f - współczynnik oporów przetaczania ciągnika

α - kąt wzniesienia terenu w stopniach

η - współczynnik sprawności układu napędowego

b) W przypadku zrywki półpodwieszonej bezpośrednio na ciągniku:

$$Q\begin{matrix} m \\ p \\ \end{matrix} = \frac{\frac{3,6N_{s}\eta}{V_{\text{ib}}} - G(fcos\alpha + sin\alpha)}{\lbrack kf + \left( 1k \right)f_{t}\rbrack cos\alpha + sin\alpha}$$

Gdzie:

f_t - współczynnik tarcia dłużycy o grunt

k - współczynnik rozkładu ciężaru dłużycy

Wielkość jednorazowego ładunku przy pełnym wykorzystaniu przyczepności tylnych kół napędzających silnik:

a) W przypadku zrywki wleczonej:

$$Q\begin{matrix} p \\ w \\ \end{matrix} = G*\left\lbrack \frac{\varphi a - f\left( L - \varphi r_{k} \right) - \left( L - \varphi h \right)\text{tgα}}{(f_{z} + tg\alpha)(L - \varphi h_{z})} \right\rbrack$$

Gdzie:

φ - współczynnik przyczepności kół do podłoża

L - rozstaw osi ciągnika w m

a - odległość środka ciężkości ciągnika od osi przedniej w m

h - odległość środka ciężkości ciągnika od podłoża w m

h_z - odległość punktu zaczepiania ładunku od podłoża w m

r_k - promień kół tylnych w m

G - ciężar ciągnika

b) W przypadku zrywki półpodwieszonej bezpośrednio na ciągniku:

$$Q\begin{matrix} p \\ p \\ \end{matrix} = G*\left\{ \frac{\varphi\left( a + \text{fr}_{k} + htg\alpha \right) - L(f + tg\alpha)}{\left\lbrack \left( l - k \right)f_{t} + tg\alpha \right\rbrack\left( L - \varphi h_{z} \right) - k\lbrack\varphi\left( L + c + \text{fr}_{k} \right) - fL\rbrack} \right\}$$

Gdzie:

c - odległość punktu zaczepienia ładunku do osi tylnych kół ciągnika w m

Wielkość jednorazowego ładunku ze względu na kierowalność ciągnika

a) W przypadku zrywki wleczonej:

$$Q\begin{matrix} k \\ w \\ \end{matrix} = \frac{G\lbrack\left( b - \text{fr}_{k})cos\alpha - hsi\text{nα} \right\rbrack - Z_{\text{p\ min\ }}L}{(f_{z}cos\alpha + sin\alpha)h_{z}}$$

Gdzie:

b - odległość środka ciężkości od osi kół tylnych, przy czym b = L - a

Z_pmin- najmniejsza wartość pionowej reakcji podłoża działającej na przednie koła ciągnika

b) W przypadku zrywki półpodwieszonej bezpośrednio na ciągniku:

$$Q\begin{matrix} k \\ p \\ \end{matrix} = \frac{G\lbrack\left( b - \text{fr}_{k})cos\alpha - hsin\alpha \right\rbrack - Z_{\text{p\ min\ }}L}{k\left( c + \text{fr}_{k} \right)cos\alpha + \lbrack(l - k)f_{t}cos\alpha + sin\alpha\rbrack h_{z}}$$

Obliczenia:

$$Q\begin{matrix} m \\ w \\ \end{matrix} = \frac{\frac{3,6*38*0,7}{1,7} - 33(0,18*0,9744 + 0,2249)}{0,5*0,9744 + 0,2249} = \mathbf{60,55\ kN}$$

$$Q\begin{matrix} m \\ p \\ \end{matrix} = \frac{\frac{3,6*38*0,7}{1,7} - 33(0,18*0,9744 + 0,2249)}{\lbrack 0,5*0,18 + \left( 1 - 0,5 \right)*0,39\rbrack*0,9744 + 0,2249}\mathbf{86,24\ kN}$$

$$Q\begin{matrix} p \\ w \\ \end{matrix} = 33*\left\lbrack \frac{0,7*2 - 0,18\left( 3 - 0,7*0,815 \right) - \left( 3 - 0,7*0,8 \right)*0,2309}{\left( 0,5 + 0,2307 \right)\left( 3 - 0,7*0,8 \right)} \right\rbrack = \mathbf{7,39\ kN}$$

$$Q\begin{matrix} p \\ p \\ \end{matrix} = 33*\left\{ \frac{0,7\left( 2 + 0,18*0,815 + 0,8 \right) - 3\left( 0,18 + 0,2309 \right)}{\left\lbrack \left( 1 - 0,5 \right)0,39 + 0,2309 \right\rbrack\left( 3 - 0,7*0,8 \right) - 0,5\left\lbrack 0,7\left( 3 + 0,7 + 0,18*0,815 \right) - 0,18*3 \right\rbrack} \right\} =$$

=-352,38 kN

$$Q\begin{matrix} k \\ w \\ \end{matrix} = \frac{33\lbrack\left( 1 - 0,18*0,815)0,9744 - 0,8*0,2249 \right\rbrack - 2*3}{\left( 0,5*0,9744 + 0,2249 \right)0,8} = \mathbf{27,09\ kN}$$

$$Q\begin{matrix} k \\ p \\ \end{matrix} = \frac{33\lbrack\left( 1 - 0,18*0,815)0,9744 - 0,8*0,2249 \right\rbrack - 2*3}{0,5\left( 0,7*0,18*0,815 \right)*0,9744 + \left\lbrack \left( 1 - 0,5 \right),39*0,9744 + 0,2249 \right\rbrack 0,8} = \mathbf{20,82\ kN}$$

Wnioski:

Zrywka	Wielkość ładunku zdeterminowana przez
	Moc
wleczona	60,55
półpodwieszona	86,24

1. Warunkiem ograniczającym przy zrywce wleczonej jest przyczepność, natomiast przy zrywce półpodwieszonej warunkiem ograniczającym jest kierowalność.

2. Lepszą techniką zrywki jest zrywka połpodwieszona, gdyż warunek ograniczający jakim jest kierowalność jest korzystniejszy niż w przypadku zrywki wleczonej jeżeli chodzi o przyczepność.