Диссертация (1024753), страница 17
Текст из файла (страница 17)
На долю гусеничных машин приходится 25%,машин с роторно-винтовым движителем – 1,5%, машин с шагающимдвижителем – 0,5%, машин с комбинированным движителем – 2% и наостальные типы движителей – 1%.Шагающийдвижитель - 0,5%Роторно-виновойдвижитель - 1,5%Комбинированныедвижители - 2%Прочие типыдвижителей - 1%Гусеничныйдвижител - 25%Колесныйдвижитель - 70%Рисунок 4.1.Распределение в процентах типов движителей применяемых на транспортнотехнологических машинах149Длятогочтобывыбратьмашинусконкурентоспособнымихарактеристиками необходимо провести анализ существующих конструкциивездеходных транспортных средств (ТС) и их основных параметров. Проведеманализ для машин с наиболее распространенными типами движителей.
[165168]4.1. Статистическая модель расчета геометрических, массовых, мощностных искоростныххарактеристикмногоосныхколесныхтранспортно-технологических машинКолесо было изобретено в середине IV тыс. до н. э. К тому временичеловеческая цивилизация находилась в эпохе «бронзового века». Эволюцияколеса прошла длинный путь от простых деревянных катков до безвоздушныхэластичных и гранулонаполненных колес (Рисунок 4.2).
При этом техникотехнологическая эволюция колес затронула не только само колесо, но иколесный движитель в целом. Наряду с традиционными, чисто колеснымдвижителями (Рисунок 4.3), появились не традиционные движители (Рисунок4.4):некруглыепневмошагающаяколеса,катковогусеничный,опорно-тяговаясистемапланетарноколесный,Мецкерле,сферическиеиконические колеса, а также ряд других конструкций.Несмотря на разнообразие функциональных назначений колесных машин(КМ) и многообразие их конструкционных решений и компоновок ходовыхчастей возможны классификационные обобщения. Опуская классификацииколесных машин по назначению (транспортные и специальные) можноклассифицировать машины по конструкционным особенностям [169-172]: погрузоподъемности, типу энергитической (двигатель) и силовой (трансмиссия)установок, по способу курсовой ориентации (управляемые колеса, оси,бортовой способ), по расположению колес по базе машины, по колеснойформуле, определяющей число ведущих колес в общем их числе.150Бревенчатые катка древнего мираКолесо из Румынии(возрастом 6,2 тыс.
лет)Колесо из Месопотамии(возрастом 6 тыс. лет)Классическое колелогужевого транспортаПаровозное колесоЖесткие тракторные колесаПервый автомобильный пневматикКолеса оснащенные защитойМеталлоупругое колесо Лунного РовераПневматические автотракторные колесаНепневматические колесаГранулированые колеса «iRings»Рисунок 4.2.Эволюция колесаМеталлоупругоеколесо ЛуноходаНетрадиционные типы колес151Легковые автомобилиАвтобусыГрузовые автомобилиТракторы, сельско-лесохозяйственные, землеройные и специальные машиныМотоциклыРисунок 4.3.Военные машиныТрадиционные колесные движители (начало)1524х46х68х8Рисунок 4.3.Традиционные колесные движители (окончание)153Shark WheelНекруглые колесаТрактор M7 с эллипсоидными колёсами.
(испытания 1946 год.) [Фото из архива LIFE.]Планетарно-колесный движитель: самоходная гаубица М101 и машина «Terrastar»фирмы Lockheed Ground Vehicle SystemsДвижитель катково-гусенчный «АЭРОЛ»Активный пневмошагающий движитель МецкерлеРисунок 4.4.Нетрадиционные колесные движители (начало)154Полусферические полые колеса изобретателя Elie P. AghnidesМеталлоупругие колеса планетоходовНетрадиционный движитель погрузчикаРисунок 4.4.Нетрадиционные колесные движители (окончание)155.Производительность и эффективность колесной машины определяетсяколичествомтипичныхтранспортно-технологическойусловияхеёэксплуатацииработы,выполненной(транспортных,ейвтехнологических,дорожных и природно-климатических).Транспортные условия эксплуатации предусматривают вид, объем ирасстояния перевозок грузов и/или пассажиров, условия погрузки (посадки)разгрузки (высадки), организацию перевозок, условия обслуживания, ремонта ихранения подвижного состава, а так же предопределяют выбор типа иконструкцию ТТМ.Технологические условия эксплуатации предусматривают вид, объем,сложность и организацию технологических операций, которые выполняютсяТТМ, а так же условия обслуживания, ремонта и хранения ТТМ итехнологического оборудования, и предопределяют выбор типа и конструкциютранспортно-технологической машины.Дорожные условия определяются типом, видом опорного основания,рабочей среды и местности, на которых и где выполняются транспортнотехнологические операции.
Дорожные условия являются одним из важнейшихфакторов, оказывающих непосредственное влияние на технико-экономическиепоказатели работы, технические характеристики и конструкцию колесныхмашин.Природно-климатическиеусловияэксплуатациисущественнорегламентируют состояние местности (географические условия, температура,осадкиит.п.)иопорно-рабочейсреды(влажность,заснеженность,обледенелость, заболоченность и т.д.). Эти условия во многом определяютмощностные, скоростные и экономические показатели колесных ТТМ.Совокупность транспортных, технологических, дорожных и природноклиматических условий эксплуатации определяют нагрузочные режимыдеталей, узлов и агрегатов колесных машин, что в значительной степени влияет156на собственную массу машины, грузоподъемность, скорость движения, аследовательно и на их подвижность и производительность.На основании анализа и обработки параметров основных характеристиксуществующих многоосных полноприводных машин с колесными формулами4х4, 6х6, 8х8 были получены основные соотношения базовых массовых,мощностных и скоростных характеристик (см.
Таблицу 4.1), которыепредставлены на Рисунках 4.5 – 4.8. [167]Таблица 4.1.Регрессионные уравнения соотношения конструкционных параметров КМЗависимостиТип машиныКолесная формула6х64х4Мощность двигателя от ВездеходыPe = 22 Ma +полной массы машины,Грузовые55[кВт - т]СпециальныеУдельная мощностьВездеходыдвигателя от полнойГрузовыеpe = 75 Ma-0,45массы машины,Специальные[кВт/т - т]Mг = 0,2 MaГрузоподъемность отВездеходыполной массы машины,ГрузовыеMг = 0,3 Ma[т - т]СпециальныеVа = 75Максимальная скорость Вездеходыот полной массыГрузовыеVа = 130 Ma0,15машины, [км/ч - т]Специальные8х8Pe = 40 MaPe = 15 Ma + 13Pe = 12 Ma + 81Pe = 4 Ma + 135Pe = 7,7 Ma + 235Pe = 13 Ma + 21pe= 47-9 ln(Ma)pe = 27-5 ln(Ma)Mг = 0,3 MaMг = 0,14 MaMг = 0,3 MaMг = 0,8 Ma 9,1Mг = 1Vа = 7 Ma + 35Vа = 38 Ma0,3Vа = 80Vа = 80Vа = 100Vа = 38 Ma0,3Mг = 0,7 Ma - 3,3Используя представленные данные и зависимости можно рассчитатьначальныепараметрыколесныхшассиПКМ.Дальнейшееуточнениевыбранных параметров и характеристик возможно произвести только послетягово-скоростного расчета, компоновочных и инженерно-проектных работпроведенных для конкретного объекта проектирования.157абвРисунок 4.5.Грузопоъёмность: а – 4х4; б – 6х6; в – 8х8158абвРисунок 4.6.Мощность двигателя: а – 4х4; б – 6х6; в – 8х8159абвРисунок 4.7.Максимальная скорость движения: а – 4х4; б – 6х6; в – 8х8160абвРисунок 4.8.Удельная мощность двигателя: а – 4х4; б – 6х6; в – 8х8161Представленные в Таблице 4.1 и на Рисунках 4.5–4.8 зависимостипредназначены для расчета параметров колесных машин выполненных потрадиционным схемам (Рисунок 4.3).
Для не традиционных схем машиноснащенных оригинальными колесными движителями (Рисунок 4.4) требуетсяполучение уникальных зависимостей для определения исходных массовых,мощностных и скоростных характеристик. Подобные зависимости приводятсяв специальной технической литературе [52, 75, 116, 117, 173-175].Характеристикиэнерговооруженностиимаксимальнойскорости(Рисунок 4.7) функции грузоподъёмности КМ показывают, что сегодня, вотличие от гусеничных или шнекороторных машин, возможно создать такуюколесную транспортную систему в отношении её грузоподъёмности иподвижности как на дорогах так и на бездорожье.
Причем выделяются тривзаимноневездеходы,пересекающиесягрузовыегруппы(автомобили)итранспортныхсредств:колесныеспециальныеколесныемашины.Исключение составляют многоосные машины с числом осей более трех, длякоторых становится не существенным различие между понятием специальнаямашина или вездеход (Рисунок 4.7 в).Различиепотипажуколесныхмашиннаиболеесущественнопрослеживается на уровне определения грузоподъемности и полной массы(Рисунок 4.5).На Рисунке 4.8 показана зависимость, удельной мощности двигателямашины от её поной массы.
Как видно из Рисунка, вездеходные машин требуетбольшей мощности двигателя, чем специальные или грузовые транспортнотехнологические средства. Это связанно с необходимостью обеспеченияподвижностипотехнологическихмобильностисредств,ввездеходныхболеетяжелыхколесныхдорожныхтранспортноиприродно-климатических условиях эксплуатации, чем для грузовых и специальныхмашин.Именноприрасчетепараметровориентироваться на данные по вездеходным КМ.дляшассиПКМнужно162ИтогомвыполненногографическогоанализапредставленногонаРисунках 4.5–4.8 предполагается то, что после выбора исходных параметров,возможно, будет провести математическое моделирование движения ПКМоснащенных колесными движителем в условиях береговых зон с учетомразработанных моделей местности и полотна пути, представленных в работах[52, 75, 116, 117, 173-175], а также данных полученных в главах 2 и 3 даннойработы.4.2. Статистическая модель расчета геометрических, массовых, мощностных искоростных характеристик гусеничных транспортно-технологических машинИдея создания гусеничного движителя возникла в XIX веке.
![](https://s.studizba.com/z.php?f=/templates/si/i/noavatar.png&w=100&h=100&t=1"){kind=avatar}
