Диссертация (1024753), страница 18
Текст из файла (страница 18)
К началу ХХвека концепция применения гусеничного движителя на машинах былаполностью определена. В первой половине ХХ века, то есть к началу ВторойМировой Войны была всецело разработана надежная конструкция гусеничногодвижителя. Определено несовершенство полугусеничных машин и предложенаконцепция модульно-гусеничного движителя, как альтернатива колесному. Впослевоенныйпериод(50…70-егодыХХвека)модульно-гусеничнаяконцепция движителя машин была преобразована в сочлененные машины итолько к 80…90-м годам ХХ века – начале XXI века модульно-гусеничныедвижители стали вновь рассматриваться как самостоятельные опорно-тяговыеэлементы транспортно-технологических машин.
К концу ХХ века новуютехническую идеологию получила и концепция полугусеничных движителейкак система комбинированного лыжно-гусеничного опорно-тягового механизмадля снегоходов.Таким образом, на сегодняшний день в теоретическом и практическомпланах гусеничные машины полностью сформированы как подмножествотранспортно-технологических средств [176-187] обладающих устойчивойподвижностью и способных эффективно выполнять поставленные оперативнофункциональные задачи в различных условиях эксплуатации.163Сегодня гусеничным движителем (ГД) примерно оснащено 25…30% всехТТМ. Во многих случаях он остается единственным типом опорно-тяговогомеханизма для машин, работающих в тяжелых технических условиях и набездорожье с преобладанием сложных рельефов обилием профильныхпрепятствий и доминированием слабонесущих материалов опорного основания.Большоеколичествомодернизируемойивновьпроектируемойгусеничной техники [176-187] требует правильного избрания её основныхконструкционных и компоновочных схем, что можно осуществить благодарястатистическим моделям выбора геометрических параметров, массовых,мощностных и скоростных характеристик.Проведенный анализ конструкций машин оснащенных гусеничнымидвижителями и информационных данных [176-187] позволил обобщить ихконструкционные(массогабаритные)параметрыиэксплуатационные(мощностные и скоростные)характеристики.Движитель гусеничных машин (Рисунок 4.9) состоит из: гусеничныхцепей 4 или лент, ведущих 3 и направляющих 1 колес, опорных 5 иподдерживающих 2 катков.Вес транспортно-технологической машины оснащенной гусеничнымдвижителем передается через подвеску на опорные катки и гусеницы, а черезних - на опорную поверхность.
Под действием вращающего момента Мведущие колеса перематывают гусеничные цепи, которые расстилаются поопорной поверхности и являются как бы рельсовым путем, по которому наопорныхкаткахперемещаетсянесущаясистемамашины.Помереперекатывания опорных катков задние звенья (траки) гусеничной цепипереходят на верхнюю ветвь гусеницы, а затем снова вступают в контакт споверхностью опорного основания под передней частью машины.164Рисунок 4.9.Схемы гусеничных движителей с кормовым (а, б) и носовым (в, г)расположением ведущего колеса:1 - направляющее колесо; 2 поддерживающие катки; 3 - ведущее колесо; 4 - гусеничная цепь; 5 - опорныекатки; v - скорость машины; М - вращающий моментНа основании анализа и обработки параметров основных характеристиксуществующихТТМоснащенныхГДбылиполученызависимости,представленные на Рисунках 4.10 – 4.13, по которым можно сделать выводы овлиянии грузоподъемности на мощность двигателя, массогабаритные размерыи скорость движения ТТМ на ГД.
Статистические данные отдельнорассматривались для гусеничных вездеходных и специальных машин.Классические гусеничные трактора в данную статистическую модель невключены.165Рисунок 4.10.Грузоподъёмность-масса машиныРисунок 4.11.Давление на полотно пути – масса машины166Рисунок 4.12.Мощность двигателя – масса машиныРисунок 4.13.Удельная мощность-масса машины167Также были получены зависимости [165] и сделаны выводы о влияниигрузоподъемности на мощность двигателя и скорость движения сочлененныхгусеничных машин (СГМ). Не смотря на разнообразие конструкций СГМ, ихтехническихрешенийикомпоновоквозможныклассификационныеобобщения. Основываясь на проведенных исследованиях, была предложенаклассификация машин данного типа.
Было выделено 3 группы: 1- СГМ с ПСУмежду секциями, 2 – СГМ с одной рамой, в основном для перевозкидлинномерных грузов, 3 – СГМ специального назначения (выполняют широкийспектр технологических и специальных операций).На основании анализа и обработки параметров основных характеристиксуществующих ТТМ и подходов из работ [165-168] были получены основныесоотношения базовых мощностных, массогабаритных характеристик, а такжедавления на грунт в зависимости от полной массы СГМ. Эти зависимостипредставлены на Рисунках 4.14 – 4.17.Рисунок 4.14.Зависимость мощности двигателя от полной массы СГМ168Рисунок 4.15.Зависимость удельной мощности двигателя от полной массы СГМРисунок 4.16.Зависимость грузоподъемности от полной массы СГМ169Рисунок 4.17.Зависимость давления на грунт от полной массы СГМИспользуя представленные данные и зависимости можно выбратьначальные параметры СГМ.
Дальнейшее уточнение выбранных параметров ихарактеристик возможно произвести только после тягово-скоростного расчета,компоновочных и инженерно-проектных работ проведенных для конкретногообъекта проектирования обеспечивающего нужный уровень подвижности [212].Таким образом, используя представленные данные и зависимости можновыбрать начальные параметры шасси ПКМ оснащенных ГД.
Дальнейшееуточнение выбранных параметров и характеристик возможно произвеститолько после тягово-скоростного расчета, компоновочных и инженернопроектных работ проведенных для конкретного объекта проектирования.Также в ходе исследований были получены статистические модели дляопределенияскоростныхпоказателейпредставлены на Рисунках 4.18 и 4.19.гусеничныхмашин,которые170Рисунок 4.18.Зависимость скорость движения от масса гусеничной машиныРисунок 4.19.Зависимость скорость движения массы от сочлененной гусеничной машины171Итогом выполненного анализа предполагается то, что после расчетаисходных параметров, можно будет провести математическое моделированиедвижения ПКМ оснащенных ГД в условиях береговых зон с учетомразработанных моделей местности и полотна пути представленных в работах[52, 75, 116, 117, 173-75], а также данных полученных в главах 2 и 3 даннойработы.4.3.
Статистическая модель расчета геометрических, массовых, мощностных искоростных характеристик транспортно-технологических машин на роторновинтовых движителяхРазнообразные природно-климатическиеипрофильные ледово-снежные грунтовые) условиягеофизические(опорно-требуют для решенияважных производственных задач специальных мобильных технических средств.В сильно заснеженных и заболоченных и заилиных районах обычные машиныс колёсным или гусеничным движителем не могут работать достаточноэффективно. В этих условиях применяются машины с нетрадиционнымиопорно-тяговыми системами, одним из которых является роторно-винтовойдвижитель (РВД).
Конструкция транспортного средства оснащенного роторновинтовым (шнековым) движителем представляет собой два винта или две парывинтов Архимеда, выполненных из особо прочного материала и установленныхна жёсткой раме. «Шнекоход» очень хорошо зарекомендовал себя при езде посыпучим и обводнённым грунтам, по песку, снегу, шуге (микст льда и воды).Он обладает способностью преодолевать крутые подъёмы, водные преграды.Однако шнек – роторно-винтовой движитель медлительный, расходующийэнергию не только на перемещение транспортного средства, но и наповреждение (экскавацию) материала опорного основания, по которому ондвижется, поэтому он непригоден для езды по асфальту или бетону. Для172транспортировки шнекохода на твердых поверхностях обычно используетсяспециальная платформа.Впервые такой движитель транспортном средстве применил Дж.
Стивенс.В 1804 г. он построил пароход с роторно-винтовым движителем и испытал егона реке около Нью-Йорка. В 1874 году в Канаде Августину С. Труделу былвыдан патент на транспортное средство, приводимое в движение роторновинтовым движителем. При этом история создания первого «сухопутногошнекохода» весьма запутанна.
Считается, что первый «сухопутный шнекоход»был изобретён в 1868 г. – американским инженером швейцарскогопроисхождения Дж.Дж. А Моратом (J. J. A. Morath ) в США в Сент-Луисе как«сельскохозяйственная машин приводимая в движение Архимедовым винтом»(«Agricultural Machine»). Однако патент был получен Моратом только в 1899году. Другая версия о создании первого «сухопутного шнекохода» относится к1898 году к временам Золотой лихорадки Клондайка. Это была машина,оснащенная деревянными шнеками (Рис.4). Есть предположение, что даннаямашина приводилась в движение паром.
Однако боле подробной информацииоб этой машине не имеется. [166]В России первый патент на «сухопутный шнекоход» был выдан в 1900 г.русскому изобретателю Ф. Дергинту. Конструкция была смонтирована на базеобычных крестьянских саней, полозья которых были укорочены и на линии ихпродолжения установлены тяговые винты, вращающиеся от двигателя. Поворотсаней осуществлялся с помощью подрезов (коньков). Сведений о практическомиспользовании машины Ф. Дергинта не имеется [166, 186]Во второй половине ХХ века, в России (СССР) исследованиями исозданием машин на РВД занимались две научно-практические школы:московская на базе автомобильного завода им.
![](https://s.studizba.com/z.php?f=/templates/si/i/noavatar.png&w=100&h=100&t=1"){kind=avatar}
