Диссертация (1024753), страница 20
Текст из файла (страница 20)
Расчет параметров вездеходных транспортных средств и мобильныхробототехнических комплексов с применением статистической модели расчетамассовых,геометрических,мощностныхискоростныххарактеристиктранспортно-технологических машин4.4.1. Обоснование выбора основных параметров многофункциональноговездеходного транспортного средстваДля обоснования конструкции и анализа эффективности транспортныхсредств необходимо исследовать взаимозависимости между мощностью иполной массой машины, массой перевозимого груза и полной массой машинысуществующих транспортных средств.
Для машин, работающих в тяжелыхдорожно-грунтовых условиях также необходимо знать среднее давление впятне контакта шины с опорным основанием в зависимости от полной массымашины. [199]На основании анализа существующих транспортных машин с колеснойформулой 8х8 произведем выбор рациональных параметров полной массымашины,грузоподъемности,характеристикиэнергетическихустановок(мощность и удельная мощность) на основании предложенных зависимостейприведенных в Таблице 4.1 и на Рисунках 4.5–4.8.На основании представленных параметров можно выбирать мощностьдвигателя вновь проектируемого вездеходного транспортного средства, машинспециального назначения и грузовых автомобилей с колесной формулой 8х8.Для вездеходных машин наблюдается наибольший прирост мощностидвигателя относительно полной массы.
Однако изменение удельной мощностидвигателя имеет обратный характер. Другими словами, чем тяжелее машина,тем меньше потребная мощность на единицу веса.При подробном рассмотрении статистических данных о параметрахсуществующих вездеходных транспортных средств можно сделать вывод оцелесообразности создания более тяжелой вездеходной машины (полной185массой 8-9 т.), так как данный сегмент рынка занят не в полной мере.Дополнительно следует обеспечить удельную мощность двигателя не более 15кВт/т.Другим важным аспектом анализа параметров многоосных колесныхмашин является соотношение полной массы машины и массы перевозимогогруза. Для вездеходных машин ограничивающим грузоподъемность факторомявляется их функциональное назначение, т.е. передвижение в условияхбездорожья, поэтому значительное увеличение массы машины невозможно.Также в соответствии с приведенной зависимостью для вновь проектируемогообразца вездеходной машины грузоподъемность должна составлять не менее40% от его полной массы.В соответствии с аналогами максимальная скорость ТС должнасоставлять не менее 71-73 км/ч.Дополнительно рассмотрим, как меняется среднее (расчетное) давлениена грунт для машин разных классов (Рисунок 4.27).
Отметим, что приведенныезначения получены как отношение полной массы машин к расчетной площадиконтактавсехколесствердымопорнымоснованием,безучетанеравномерности распределения давления в зоне контакта.Для вездеходных машин получены следующее уравнение линии тренда:аа, для специальных:а, для грузовых:. В соответствии с приведенной зависимостью для вновьпроектируемого образца вездеходной машины среднее (расчетное) давление наопорную поверхность должно составлять не более 10-2-10,8 кПа (из расчетаполной массы машины 8-9 т.).
Значение данного показателя можно обеспечитьпутем оснащения шасси с указанной полной массой шинами сверхнизкогодавления.Таким образом, в результате проведенного анализа многоосных колесныхмашин выявлены параметры, которыми должно обладать конкурентоспособноевездеходное транспортное средство.186Рисунок 4.27.Зависимость среднего (расчетного) давления на грунт от полной массы машин сколесной формулой 8х8Наоснованиитехнологических(ТрансМаш),проведенноговозможностейявляющегосяанализаООО«ЗаводиндустриальнымипроизводственныхТранспортныхпартнеромиМашин»НГТУим.Р.Е.Алексеева были предложены следующие параметры разрабатываемогомногофункционального вездеходного транспортного средства (МВТС) сколесной формулой 8х8 (Таблица 4.3).Как видно из Таблицы 4.3 все заявленные требования выполнены. Такжена МВТС применена гидростатическая трансмиссия, правильные регулировки изаконы управления которой позволят обеспечить рациональное использованиемощностиикакследствиепоказатьулучшеннуюэффективностьэкологичность разрабатываемого МВТС с колесной формулой 8х8.и187Таблица 4.3.Сравнение характеристик МВТС с рекомендациямиОсновные параметрыКолесная формулаПолная масса, тГрузоподъемность, тМощность двигателя, кВтОтносительная мощность,кВт/тТрансмиссияШиныДавление (расчетное) шины нагрунт, кПаМаксимальная скорость, км/чХарактеристики новогоВТС8x883,5110Рекомендации13,75не более 15Гидростатическая1300х700-9,910,280не менее 71-73Внешний вид МВТС показан на Рисунке 4.28Рисунок 4.28.Внешний вид МВТС с колесной формулой 8х8.8x87-9не менее 3,2-1884.4.2.
Обоснование выбора основных параметров мобильно робототехническогокомплекса со сменными движителямиВыбор параметров шасси МРК для мониторинга прибрежных зонобусловлен совокупностью разных факторов. Должен быть выбран исходныйвариант конструкции и требований к ней, основанный на социальнойпотребности общества.
Эта конструкция может и должна быть использованакак исходные данные к проектированию. На основании этих данных нужноруководствоваться совокупностью следующих факторов:1. Условия движения и эксплуатации. Определяется областями движенияи их физико-механическими и геометрическими характеристиками опорныхповерхностей движения. Основные из которых1.1.
Опорная проходимость. Физико-механические свойства (сдвиг инагрузка осадка).1.2.Профильнаяпроходимость.(макропрофиль,микропрофиль,дискретные препятствия)2.Условияоснащенияиперевозкиспецоборудованием,егомассогабаритные характеристики.2.1. Габариты размеры. Определяют размеры платформы.2.2. Массово-геометрические характеристики. Определяют положениеоборудования и развесовку МРК2.3. Энерговооруженность3.УсловияунификациипооснащениюМРКразнымитипамидвижителей.3.1. Конструкции базового шасси и трансмиссии должна иметьвозможность установки разных типов движителей.3.2. Конструкция движителей должна быть такой, чтобы они имеливозможность установки на МРК (взаимозаменяемость).189Условия эксплуатации определяются условиями движения в береговойзоне. На основании этих данных можно выбрать основные параметры шассиМРК.Условия оснащения спецоборудованием в основном определяет размерыкорпуса машины.Условия унификации определяют требования (в том числе эстетические иэргономические) к взаимным размерам и положению.Методика выбора конструкционных параметров шасси МРК приведена наРисунке 4.29.Рисунок 4.29.Методика выбора конструкционных параметров шасси МРКДля первоначального выбора параметров шасси можно использоватьметодику выбора параметров ПКМ с применением статистической моделивыбора геометрических параметров, массовых, мощностных и скоростныххарактеристик.190На основании предложенных зависимостей приведенных в Таблице 4.1 ина Рисунках 4.5–4.8 для машин с колесной формулой 6х6 выберемнеобходимые параметры.Так для машины порядка 1 т.
нужен двигатель порядка 40 кВт. Важнымпоказателем является грузоподъемность машины. Также в соответствии сприведеннойзависимостьюдлязановопроектируемогообразцаТСгрузоподъемность должна составлять не менее 30% от его полной массы. Внашем случае – это, по сути, вес перевозимого спецоборудования. Скорость недолжна быть не менее 42 км/ч.Так как для шасси МРК предлагается использовать гусенично-модульныйдвижитель. В качестве двигателя используется тоже, что и при колесномварианте. Основное требование сводится к среднему давлению на грунт неболее 0,096 кг/см2.Для выбора конструктивных параметров РВД нужно выбрать основныепараметры, такие как мощность двигателя, полную массу машины, размерыротора, размер и угол наклона лопастей.На основании данных приведенных на Рисунках 4.21–4.26 получимследующие данные.Мощность двигателя вновь проектируемой машины на РВД полноймассой 1 т. мощность двигателя должна быть порядка 35 (15-55) кВт и можетколебаться в зависимости от других параметров.
Диаметр базового цилиндраротора вновь проектируемой машины на РВД должен быть порядка 0,5 (0,4-0,6)м. и его размер может колебаться в зависимости от других параметров машины,а также условий эксплуатации ТТМ. Высота лопатки винтовой линии вновьпроектируемой машины на РВД с диаметром ротора (0,4-0,6) м составляет(0,04-0,05) м и может колебаться в зависимости от других параметров какмашины, так и местности. Для машины с диаметром ротора 0,4-0,6 м. базасоставляет 2-3 м. и может колебаться в зависимости от других параметров. Длямашины с базой 2-3 м колея составит 1,25-1,75 м и может колебаться взависимости от других параметров.191Таким образом, в результате проведенного анализа параметров колесных,гусеничных и машин с роторно-винтовым движителем были полученыпервоначальные данные для проектирования МРК с возможностью установкиразных типов движителей.Внешний вид МРК показан на Рисунке 4.30.Рисунок 4.30.Презентация автономного мобильного робототехнического комплекса навыставке «ВУЗПРОМЭКСПО 2016» 14-15 декабря 2016 г.1924.5.
Выводы по главе1. Разработаны новые статистические модели расчета геометрических,массовых, мощностных и скоростных характеристик вездеходных транспортнотехнологических машин с учетом конструкций последних лет.2.Разработаныновыестатистическиезависимостивзаимосвязипараметров колесных машин с колесными формулами 4х4, 6х6, 8х8: мощностьдвигателя от полной массы машины, удельная мощность двигателя от полноймассы машины, грузоподъемность от полной массы машины, максимальнаяскорость от полной массы машины.3.Разработаныпараметровновыегусеничныхстатистическиемашинизависимостисочлененныхвзаимосвязигусеничныхмашин:грузоподъёмность от массы машины, давление на полотно пути от массымашины, мощность двигателя от массы машины, удельная мощность от массымашины, зависимость скорость движения от массы машины.4.Разработаныновыестатистическиезависимостивзаимосвязипараметров машин с роторно-винтовым движителем: мощность двигателя отполной массы, диаметр ротора от полной массы, высота лопатки от диаметраротора, диаметр ротора от базы, база от колеи, угол наклона винтовой линииротора от скорости движения.5.
Произведен расчет параметров многофункционального вездеходноготранспортного средства и мобильного робототехнического комплекса сприменением разработанных статистических моделей выбора массовых,геометрических, мощностных и скоростных характеристик транспортнотехнологических машин.Полученныеданныеиспользуютсядляпервоначальногорасчетапараметров шасси ПКМ с целью последующего моделирования. Для выборарациональнойконструкцииобладающейлучшейподвижностьюиэффективностью необходимо провести оптимизацию с учетом характеристикдорожно-грунтовых оснований в береговой зоне полученных в главах 2 и 3работы.193ГЛАВА 5.
![](https://s.studizba.com/z.php?f=/templates/si/i/noavatar.png&w=100&h=100&t=1"){kind=avatar}
