316971 (Колесный трактор для лесохозяйственных работ), страница 4

По данным таблицы строятся тяговые характеристики в координатах:

по оси абсцисс -

по оси ординат - ; ,

3.2 Расчет устойчивости

3.2.1 Определение координат центра тяжести

Определение координат центра тяжести машины является важнейшей ступенью при ее проектировании. Его положение определяет равномерность или неравномерность расположения агрегатов, установленных на основе машины. От положения центра тяжести зависит и распределение нагрузки по осям, а равномерное распределение нагрузки в свою очередь будет влиять на проходимость машины. Так же положение центра тяжести будет определять устойчивость машины.

Для определения центра тяжести машины необходимо знать ряд весовых и линейных параметров, а так же определиться с общей компоновкой машины.

Центр тяжести машины определяется по трем осям X,Y,Z. По оси Y положение центра тяжести можно определить примерно, так как особой роли в данном случае этот параметр не играет.

Из схемы общей компоновки видно, что основные агрегаты расположены на продольной оси трактора, следовательно, исходя из этого, видно, что центр тяжести машины будет находиться на продольной оси машины с незначительным отклонением в ту или иную сторону, по оси X и Z определяем расчетным путем.

При определении центра тяжести за базу отсчета линейных размеров по оси X принимаем ось заднего ведущего моста, и по оси Z опорную поверхность.

Весовые и линейные параметры сведем в таблицу 3.2.

Центр тяжести по оси X определяем по следующей формуле:

; Н

где: - сумма произведений от -х масс трактора.

Таблица 3.2. Весовые и линейные параметры узлов трактора.

Сначала определяем положение центра тяжести порожнего трактора

=

м

Далее определяем положение центра тяжести трактора с трелюемой пачкой:

=

0,52 м

Из расчетов видно, что положение центра тяжести по оси X будет варьироваться в районе межосевого расстояния, т.е. нагрузка распределена по осям относительно равномерно.

Центр тяжести по оси Z определяем по аналогичной формуле:

где: - сумма произведений -х масс трактора на соответствующие расстояния до опорной поверхности.

- сумма -х масс трактора.

Сначала определяем координату центра тяжести порожнего трактора:

А затем определяем координату центра тяжести для груженого трактора:

Определяем центр тяжести трактора без навесного оборудования (захват и толкатель)

=

3.2.2 Определение устойчивости

Устойчивость машины определяет ее способность противостоять действию сил, вызывающих опрокидывание и сползание. Она является одни из основных качеств машины, определяющее совершенство ее конструкции, безопасность, а в ряде случаев и производительность машины.

Принято различать динамическую и статическую устойчивость; каждая, в свою очередь, подразделяется на продольную и поперечную.

Устойчивость машины под действием сил собственного веса определяет ее собственную устойчивость. Устойчивость машины с учетом ее веса груза определяет его грузовую или рабочую устойчивость.

В расчете предлагается определить грузовую устойчивость. Сначала будем определять коэффициент устойчивости при отрыве захваченной пачки от земли. Далее будем определять коэффициент устойчивости при трелевке деревьев при коэффициенте распределения пачки, равном 0,5 и угле наклона пути 10⁰.

Опрокидывание машины происходит относительно воображаемых неподвижных осей, которые принято называть осями ее продольного и поперечного опрокидывания. Замкнутый контур, образованный осями опрокидывании, называется опорным контуром машины. Конфигурация опорных контуров зависит от кинематических и конструктивных особенностей их ходовых систем.

Принято различать машины с постоянной и переменной структурой опорного контура.

Следует отметить, что из-за деформации колес, упругих элементов подвески и т.п. Машин, машин с постоянной структурой опорного контура практически нет. Однако, с достаточной степенью точности, а в ряде случаев, и для большей надежности расчетов, к этой группе можно отнести колесные машины с жесткой рамой и подрессоренным креплением несбалансированных мостов. У машин этой группы опорный контур образуется осями продольного и поперечного опрокидывании, проходящих у колесных машин через центр площадок контакта передних и задних колес.

В практике отечественного машиностроения для оценки устойчивости машин широко используются коэффициенты устойчивости, величина которых определяется различными соотношениями между восстанавливающим и опрокидывающим моментами.

По уравнению определяется коэффициент устойчивости многих видов машин.

Обычно принимают =1,15 1,7

3.2.3 Определение коэффициента устойчивости

А) При отрыве пачки от грунта в статике, исходные данные сведены в таблицу 3.3.

Таблица 3.3. Параметры для расчета устойчивости.

Исходя из расположения сил на расчетной схеме 2, составим уравнение моментов относительно т. А.

Определяем коэффициент устойчивости

Условие устойчивости выполнено.

Б) При движении машины на подъем с углом 10⁰ с пачкой деревьев в полунагруженном состоянии (схема 3).

Исходные данные сведены в таблицу 3.4.

Таблица 3.4. Данные для расчета устойчивости.

В соответствии со схемой 3 составляем уравнение моментов.