Носов Н.А. - Расчёт и конструирование гусеничных машин, страница 104

Допустимые температуры не должны превышать 100 — 120' С. Если температура установившегося процесса тепловыделения и теплообмена в шине выше температуры, разрушающей резину, то разрушения произойдут раньше, чем процесс установится. Если указанная температура ниже критической, то может произойти только усталостное разрушение шины.

Расчет шин на прочность. Расчет может быть произведен решением задачи теории упругости о напряженном состоянии полуплоскости. Эпюры напряжений в резиновой шине опорного катка, полученные в результате этого решения, приведены на рис. Х 111.20, б. .Наиболее опасными являются напряжения растяжения оео и касательные напряжения т в сечении у = О. Они увеличиваются с уменьшением диаметра катка.

Напряжение аао увеличивается с уменьшением толщины шины О. При превышении допустимых пределов т разрушение происходит на некоторой глубине шины по концентрической окружности. При чрезмерных значениях аао разрушение начинается от обода в виде радиальных разрывов. Параметры ориентировочной оценки работоспособности резиновых шин опорных катков. Коэффициент диаметральной нагруженности катка К параметрам оценки относится также коэффициент напряженности работы ко. Расчетные значения указанных параметров для некоторых шнн, показавших удовлетворительную работоспособность, приведены в табл.

Х111.1. Расчет металлического обода катка. По формуле Герца — Беляева (для контакта цилиндра с плоскостью) (Х Ш.49) 2ЕтЕа где Е„в — — . Для стального термически необработанного литья !о„! = 2000 МПа. Расчет резиновых колец катка с внутренней амортизацией. Касательные напряжения в резиновом кольце, возникающие от р деформации сдвига под действием силы Р (рис. ХП!.21), определяются по формуле т= 4Р 1 и (1>е — Ке) ' (Х Ш.50) Здесь е' = е — Л вЂ” толщина кольца в сжатом состоянии; Л— его деформация под действием силы 5: где а — напряжение сжатия в резиновом кольце.

524 где Р, — радиальная нагрузка на одно кольцо. Напряжения смятня в местах контакта резины с буртами дисков где 5 — сила предварительного поджатия резины; )в — коэффициент трения резины по стали (и=0,15 —:0,3). Рис х111 21 Расе иав сх ыполненных констРУкциах квткасвиутреииейаиертивацией т=0,! —:0,2 МПа; о, = 0,2 —:1,2 МПа, Так как напряжения смятня обычно превышают касательные напряжения, более рационально выполнять диски без буртов, однако при этом необходимо обеспечивать прочное приклеивание резины к дискам специальными клеями. Деформация резиновых колец, характеризующая жесткость катка, подсчитывается по формуле Л= — = — ~~1 — — ). Р,е' ЗР,е Г Я Рпв РЕв ~ РЕв ) (ХП1.52) Тепловой расчет резиновых колец.

Кольца на нагрев рассчитываются аналогично шинам. Расчетная формула для температуры кольца в этом случае имеет вид 4Р (1 — — ) еУ У б ! ' ~е! (ХШ.53) Здесь рекомендуется принимать а 2 —:6 Вт/(м'. К). Чем больше сила предварительного сжатия 5, тем меньше рабочие деформации колец, больше жесткость, меньше температура резины. Чем больше толщина кольца е, тем больше деформации его, больше температура, меньше жесткость опорного катка. Глава Х!Ч ИСПЫТАНИЯ ГУСЕНИЧНЫХ МАШИН 6 К ВИДЫ ИСПЫТАНИЙ Испытания гусеничных машин, их механизмов, систем и аппаратов являются единственно возможным способом получения объективного фактического материала для оценки большей части эксплуатационно-технических показателей качества выполненной конструкции. При помощи испытаний имеется возможность выявить достоинства и недостатки машины и наметить пути ее усовершенствования.

Результаты испытаний являются основой для создания, методов расчета машин и опорной базой теоретических исследований. По своему н а з н а ч е н и ю испытания гусеничных машин могут быть разделены на контрольные, типовые и специальные. Контрольные испытания проводятся с целью оценки качества выпускаемых заводами новых и отремонтированных серийных машин и агрегатов. Во время контрольных испытаний определяются качество сборки изделия и его основные характеристики.

Испытаниям могут подвергаться не все изделия, а выборочно определенный процент из партии. Методика контрольных испытаний устанавливается по согласованию с заказчиком. Под методикой испытаний подразумевается совокупность способов и условий проведения испытаний. Сюда относятся режимы испытаний, порядок их проведения, перечень контрольно-измерительной аппаратуры и способы ее использования, способы и методика обработки результатов испытаний.

Типовые испытания проводятся для выявления основных характеристик и показателей вновь разработанных или модернизированных машин и агрегатов. Испытаниям подвергаются опытные образцы машин и механизмов; определяется их надежность, долговечность, эффективность и экономичность. По выявленным показателям определяется целесообразность внедрения в производство новой конструкции илн произведенной модернизации. Специальные испытания предназначены для решения самых разнообразных проблем исследовательского характера, связанных с совершенствованием и разработкой новых конструкций машин и агрегатов, уточнением и разработкой расчета машин и т. д. В зависимости от основных условий проведения различаются стендовые, ходовые и эксплуатационные испытания.

526 Стендовые испытания машин и агрегатов проводятся в лабораторных условиях на специальных стендах (установках). При этом имеется возможность устранить влияние факторов, не подлежащих изучению (напрнмер, влияние климатических и дорожных условий, неравномерность режима работы и т. п.), и исследовать интересующие явления с высокой степенью точности при помощи сложной и точной измерительной аппаратуры.

Недостатком стендовых испытаний является невозможность воспроизвести в лаборатории все эксплуатационные условия работы механизма или машины. Поэтому на стенде можно получить лишь относительные результаты, позволяющие оценивать качество машины по сравнению с другими машинами, испытанными в аналогичных условиях. Весьма целесообразным экономически является моделирование процессов или машин, которое также выполняется в лабораторных условиях. Ходовые испытания проводятся в условиях, соответствующих интересующим испытателя условиями эксплуатации.

Во время ходовых испытаний производятся измерения и запись основных показателей работы машины, однако здесь имеются существенные ограничения, связанные со сложностью использования контрольноизмерительной аппаратуры во время движения машины. Трудности обусловлены как сложностью размещения приборов в машине„ так н особыми условиями их работы (тряска, вибрация, колебания температуры, неустойчивость режимов работы машины и т. д.) Эксплуатационные испытания машин н агрегатов сводятся„ как правило, к наблюдению за основными показателями и характеристиками машин во время их эксплуатации, при этом применяются относительно несложные приборы и приспособления Здесь большое значение имеет статистика.

Чем больше количество машин и время обследования, тем достовернее результаты. Всесторонняя оценка качества машин и механизмов, получение наиболее объективных данных возможны лишь в результате стендовых, ходовых и эксплуатационных испытаний в комплексе. По р е ж и м а м испытания делятся на станционарные (при установившихся оборотах, нагрузке, скорости движения, температуре) и динамические (при неустановившихся режимных показателях). Несколько особо стоят испытания, связанные с исследованием быстропеременных процессов — крутильных и линейных колебаний, явлений„ связанных с рабочим процессом двигателя, и др й 2. СТЕНДЫ ДЛЯ ИСПЫТАНИЙ АГРЕГАТОВ ГУСЕНИЧНЫХ МАШИН Для испытания силовых передач применяются стенды двух типов: разомкнутые и' замкнутые.

В свою очередь, разомкнутые стенды могут быть тормозными, инерционными и универсальными, т. е. сочетающими в себе качества тормозного и инерционного стендов одновременно. Замкнутые и тормозные стенды используются для испытаний агрегатов в установившемся режиме. Онн не имеют устройств, имитирующих инерционные нагрузки. Динамические испытания в режимах разгона, торможения и переключения передач производятся на инерционных и универсальных стендах. Тормозные, инерционные и универсальные стенды могут быть использованы для испытаний моторно-трансмнссионной установки, гусеничного механизма и машины в целом.

Тормозные стенды Схема тормозного стенда представлена на рис. Х[тг.[. Стенд приводится во вращение двигателем 1, который должен создавать мощность, необходимую для загрузки испытуемого объекта 3. На выходе из объекта избыточная мощность поглощается тормозом 5. Иногда дня согласог — т вания двигателя с испытуемыми объектом и тормозом в схему включаются Рнс. Х122.1.

Схема тормозного стенда редукторы 2 и 4. Определим к. п. д. такого стенда ч,. Под полезной мощностью будем понимать мощность 11[„, рассеиваемую испытуемым объектом. Тогда 61л [1 Чи. 2) 6Гд )у и 1 Ч"''' где Уд — мощность, развиваемая двигателем стенда; Ч„.,— к. п. д. испытуемого объекта. Обычно к. п. д, силовых передач достаточно велик и составляет 90 — 95%. Следовательно, к. п.

д. тормозного стенда оказывается равным всего 5 — 10%. Низкий к. п. д. стенда свидетельствует о нерациональном использовании мощности двигателя. Погрешности измерений. Для определения потерь мощности ЛГ„ в испытуемом объекте измеряют угловую скорость и крутящий момент на его входном и выходном валах. Тогда У„= М гог — Мзаз„ (Х [Ч.2) где М„ о21 — момент и угловая скорость входного вала; М„ озз — момент и угловая скорость выходного вала. Положим, что моменты измеряются с относительной погрешностью б [М), а угловые скорости — с погрешностью б (оз). Тогда погрешность определения ггг„можно найти следующим образом: Мгм [6 [М) + 6 [о2)]+М2222 [6 [М) +6[а)] М1и21 М2222 [1+ чи.

о) 16 [м) + 6 [21Н 1 — Чи. и 828 Для измерения крутящих моментов на вращающихся валах применяют тензодатчики или специальные измерительные муфты, преобразующие момент в электрическую величину. Погрешность этих приборов, как правило, 3 †5о4 . Измерение угловой скорости можно выполнить с помощью более точных приборов, погрешность которых составляет 0,5— 1,0о/е. Положим, что ч„, = 0,94; 6 (М) = 0,05; 6 (со) = 0,01, тогда 6 (лГ„) = 2.

Таким образом, погрешность определения потерь мощности в испытуемом объекте на тормозном стенде в рассмотренном примере составляет 200о4. Применением более точных методов измерения момента и угловой скорости можно снизить эту погрешность до 50 — 60%, однако и в этом случае точностьэксвг, ир иа ~ ~7 перимента нельзя признать удо- 1 влетворительной. С целью устранения указанного-недостатка два одинаковых испытуемых объекта ИО соединяют выходными нли входными валами и зак епляют оба аг Рис. Хвв.~. Установка агРегатов сило- вой передачи на балансирной раме гата на балансирной раме (рис. Х1Ъ'.2). Равенство передаточных чисел в испытуемых объектах приводит к равенству угловых скоростей: га, = гов = га. Поэтому потери мощности 1т'„= са (М, — М,) = соМ„, (Х 1Ч.4) где ̄— момент, измеренный на балансирной раме.