Носов Н.А. - Расчёт и конструирование гусеничных машин

СЧЕТ И КОНСТРУИРОВАНИЕ ГУСЕНИЧНЫХ МАШИН Под редакцией профессора Н, А. НОСОВА Допущено Министерством весси»его и среднего специального образования СССР в качестве учебника для студентов выстих учебных заведений ИЗДАТЕЛЬСТВО чМАШИНОСТРОЕНИЕ» ЛЕНИНГРАД 1972 бт2.1 Р2« УДК 629.!.032.00! (075) Расчет и конструирование гусеничных машин. Н о с он Н. А., Галышев В.Д., Волков Ю, П., Харченко А. П. Л., «Машиностроение», !972 г. 560 стр.

Табл. 29. Илл. 292. Библ. 54 назв. В учебнике изложены основы конструирования и методы расчета основных агрегатов и систем различных типов быстроходных гусеничных машин транспортного и специального назначения, Рассмотрены выполненные и возможные схемы и конструкции агрегатов, а также методы стендовых и ходовых испытанирц Приведены основные эксплуатационно-технические показатели агрегатов, дано обоснование их выбора применительно к конкретным случаям использования. Учебник предназначен для студентов агузов, изучающих конструирование и расчет гусеничных машин, а также может быть использован инженерно-техническими работниками, занимающимися конструированием, расчетом и испытаниями агрегатов гусеничных и колесных машин.

з †!а в 222 — 22 А в т о р ы; Н. А. НОСОВ, В. Д. ГАЛМШЕВ, 7О. П. ВОЛКОВ, А. П. ХАРЧЕНКО Р е ц е н з е н ты: кафедра гусеничных машин Челябинского политехнического института и д-р техн, наук проф. Е. Н. Магибогич ПРЕДИСЛОВИЕ Задача освоения необъятных просторов нашей Родины, особенно малонаселенных ее районов, требует интенсивного развития транспортных связей. При слаборазвитой сети усовершенствованных дорог, экономической нецелесообразности и технических трудностях ее значительного расширения особое значение приобретает использование колесного и гусеничного транспорта высокой проходимости.

Транспортеры, тягачи, снегоходы и болотоходы, машины высокой проходимости для выполнения специальных задач — все зти типы гусеничных машин существенно отличаются от сельскохозяйственных и промышленных тракторов как по своему назначению и условиям использования, так и по конструктивным решениям основных узлов, и агрегатов. Это требует соответствующей дифференциации и специализации в подготовке инженерных кадров. Изложение курса предполагает, что студенты уже знакомы с конструкцией гусеничных машин и их элементов, изучили теорию быстроходных гусеничных машин, теорию, конструирование и расчет транспортных двигателей и основные дисциплины общеинженерного цикла.

В учебнике впервые (по сравнению с учебниками аналогичного профиля) введена глава <Моторные установки», в которой излагаются вопросы конструирования и расчета систем и агрегатов, обслуживающих двигатель в машине. Большое внимание уделено конструированию и расчету трансмиссионных агрегатов и механизмов управления трансмиссиями. Широко представлены расчеты фрикционных узлов, выбор схем планетарных коробок передач, анализ типов и схем механизмов поворота. Материал учебника основан на опыте и достижениях отечественной и зарубежной науки и техники, а также на опыте преподавания соответствующего курса в Ленинградском ордена Ленина политехническом институте им.

М. И. Калинина. Гл. 1, П и Х1Ч написаны Н. А. Носовым; гл. Ч, 1Х, ХП, ХП! и ~ 10 гл. 1Ч вЂ” В. Д. Галышевым; гл. П1 (кроме $ 2), Ч1, ЧП, ЧП1, Х, Х1 — Ю. П. Волковым; гл. ГЧ (кроме 5 10) и 5 2 гл. 1П вЂ” А. П. Харченко. В написании гл.

1, П, П1, Х1Ч принимали участие А. В. Бойков, Г. Г. Меркова, В. А. Селивановских. Авторы Глава ! МОТОРНЫЕ УСТАНОВКИ $ Е ОБЩИЕ СВЕДЕНИЯ Моторная установка, состоящая из двигателя и обслуживающих его агрегатов, предназначена для получения механической мощности, необходимой для преодоления внешних сил сопротивления движению машины. На гусеничных машинах применяют двигатели внутреннего сгорания, положительными чертами которых являются автономность, экономичность и высокая удельная мощность. Эти качества ДВС, несмотря на не вполне удачную скоростную характеристику, ставят их вне конкуренции по сравнению с двигателями других типов. Двигатель внутреннего сгорания преобразует тепловую энергию сгорающего топлива в механическую энергию вращения коленчатого вала.

Далее эта энергия передается через трансмиссию на ведущие колеса и гусеничные движители машины. Так как на гусеничных машинах в силу ряда преимуществ получили почти исключительное распространение двигатели с воспламенением от сжатия (дизели), дальнейший материал относится именно к этому типу двигателей внутреннего сгорания. В настоящей книге положения теории, расчета и конструирования двигателя не рассматриваются. Рассмотрены только вопросы, касающиеся систем и агрегатов, обслуживающих двигатель. Обслуживающие двигатель агрегаты входят в системы, обеспечивающие питание топливом и воздухом, охлаждение, смазку, подогрев и запуск двигателя.

Эксплуатационно-технические ха.- рактеристики и качество этих систем определяют надежность, экономичность и эффективность работы двигателя при различных режимах и условиях эксплуатации гусеничной машины. В соответствии с этим обслуживающие двигатель системы и агрегаты в любых дорожных и климатических условиях должны обеспечиватгс получение от двигателя максимальной мощности; экономичность и приемистость двигателя; поддержание требуемого теплового режима работы; надежную и эффективную смазку; надежную и эффективную очистку воздуха, поступающего в двигатель; быстрый подогрев и запуск; удобство эксплуатации и технического обслуживания.

На рис. 1.1 представлен примерный вид общего энергетического баланса современного двигателя гусеничной машины, ра- 4 ботающего при полной подаче топлива. Из общего количества тепла Я, выделяемого при сгорании топлива, около двух третей отводится охлаждающей жидкостью (1~ ), маслом Я„), отработавшими газами Я) и рассеивается в окружающее пространство (Я) корпусом двигателя и другими агрегатами и деталями моторной установки. И только одна треть (Я,) превращается в эффективную механическую работу вращения коленчатого вала. При работе двигателя на частичных характеристиках относительная величина тепловых, а также механических и барботажных — 4 ям потерь в двигателе значительно возрастает.

Высокие динамические качества гусеничной машины (большие и ускорения при разгоне, возможность преодоления сложных препятствий, быстрый поворот с любым радиусом) обеспечиваются большой удельной мощностью д/ ~те мат (1 1) сд где Лг, ,„ — максимальная эффективная мощность двигателя в кВт; т — масса машины в т. В современных гусеничных машинах удельная мощность до- р ститает 15 кВт/т, что достаточно ~~ ~~ ~ л.'К 7о для получения приемлемых значе- рис )Л, Общ~й вид внергетиче- ний тяговых характеристик ма- ского баланса двигателя (лге тешины.

В отдельных случаях эта ве- кущая частота вращения двигателя личина бывает значительно выше. в об/мин; лм — частота яра~ценив Повышение мощности совре- нри максимальной мощности) менных двигателей внутреннего сгорания может быть достигнуто за счет наддува — увеличения весового заряда воздуха и топлива, поступающих в цилиндры двигателя. Наддув осуществляется нагнетателями с механическим, газотурбинным или комбинированным приводом от двигателя. Благодаря относительной простоте конструкции, автоматичности регулирования режима работы нагнетателя и высокому к. п. д.

наиболее широкое применение в настоящее время находит газотурбинный наддув, способный обеспечить повышение мощности двигателя на 25 — 30% при давлениях наддува 150— 200 кПа (1,5 — 2,0 кГ/гма). Дальнейшее повышение давления наддува нецелесообразно в связи со значительным ростом затрат мощности в нагнетателе и температуры воздуха (или смеси), поступающего в двигатель. Исключение составляют сложные системы наддува с комбинированным приводом н охладителями, применяющиеся на стационарных двигателях большой мощности. Экономичная работа двигателя гарантирует производительный расход топлива и обеспечивает гусеничной машине необходимый запас хода. Топливная экономичность двигателя оценивается величиной удельного расхода топлива, которая для дизелей составляет 220 — 300 г/(кВт ч) (150 — 220 г/л.

с. ч), для карбюраторных двигателей — 280 — 380 г/(кВт ч) (210 — 280 г/л. с. ч). Под запасом хода понимается наибольшее расстояние в км, которое можно пройти при одноразовой заправке топливом. Для большинства транспортных машин, в том числе и гусеничных, запас хода составляет 400 — 500 км. Удобство эксплуатации и технического обслуживания достигается автоматизацией моторной установки, снижением количества регулировок и точек смазки, обеспечением легкости доступа ко всем агрегатам, их разборки и монтажа.

Надежная работа двигателя, характеризуемая его способностью работать без сильного износа и поломок в течение гарантийного срока службы машины, оценивается максимальным пробегом машины в км до капитального ремонта двигателя. Гарантийный срок службы современных двигателей составляет 500— 500 ч, что соответствует 7 — 10 тыс. км пробега. Сложность создания надежной и совершенной моторной установки гусеничной машины обусловлена тем, что двигатель большой мощности (500 — 1000 кВт и выше) вместе с обслуживающими его вспомогательными системами должен быть размещен в ограниченных габаритах корпуса.