Забавников Н.А. - Основы теории транспортных гусеничных машин2 (1041906), страница 4
Текст из файла (страница 4)
В Втой точке приложена нормальная реакция Грунта, коГда машина находится В покое на горизОнтальнОЙ плОщадке. пормальная реакция ВсеГда Определяется из ураВнения прОекцни сил на Ось е. ДлЯ рис. 4 Движение любОЙ транспОртноЙ машины сВЯЗано с преОДОлеиием сил сопротивления, Возникающих при Вваимодействии ХОДОВОЙ сисгемы с ГрунтОм. Сила сОпротивления движению ГусеничнОЙ машины на деформируемом Грунте Определяется прежде ВсеГО ОстатОчкОЙ ДефОрмацией Грунта пОД Гусеницей или Образованием кОлеи, Непрерывное прессованне Грунта по Вертикали Требует и непрерыв- ИОЙ аатраты внергии. Эту затрату можно характериаовать произведением силы сопротивления движению на пройденн~й машиной ПУТЬ.
Мелкозвенчатость Гусениц транспортных Гусеничных машин дает ОсноВание при рассмотрении некотОрых ВОпросОВ' заменять их (с той или иной степенью погрешности) Гусеничными лентами. На рнс. 7 покаааны силы, дейст- 4 Вующие на жесткий Опорный катОк р при ДВИЖении по Гибкой, нераствжимой ленте на деформируемОм Грунте. О, * СпрЕССОВанный каткОм Грунт не Вос" „у станавливает пол~о~~~~ С~оеЙ фор~~, так как упругая деформация Грунта.
Й~ — Й~, как правило, неВелика. ПО" Х этому дуГа соприкасания катка и ГусеничнОЙ Лен~~ с Гру~т~~ с пер~днеЙ стороны больше, чем с задней. РаВно- ~~~. 7 действующая элементарных нормаль- реаКЦНЙ Грунта на дуге Ко~так~а СмеЩается от Вертикали, проХодящей через Ось катка, и дает Гориаонтальную сОставляющую или силу сопрОтивлення дВижению Я . Для движеиия катка (корпуса машины) необХОДНМО пр~лОЖНТЬ к Катку ТОЛКВЮЩую силу Р„, равную М~„. Упругая Деформация Грунта Й,— Й,> естестве~~~, уменьшает сОпрОтиВление движению катка, так как на 'дуГе части К~тка, В~ХОД~ЩеЙ иа к~~~а~та с ~усени~~оЙ ~~~~ой и Грун*ом, появляются сОставляющие ИОрмальных сил, направленные по дВи- ЖЕНИЮ.
Если учитыВать вертикальные перемещеиия пищниров авена Гусеничной цепи при передВижении пО нему ОпОриОГО катка (перенос нагрувки От ОдноГО шарнира к друГОму), то при сОВмещенин Оси катка и шарннра на ОднОЙ Вертикали (рис. 7~ Вниву) ВваимОдействие катка с Гусеницей и Грунт~м будет анаЛОГНЧ~О расс~отренному Выше. При и~личин упруГ~Й и Остаточной деформаЦНН Грунта Всегда буДет м~ '. "У~, а при ОтсутстВии упруГОЙ Деформации ~~ = О.
НанбОльшаЯ Вертикальнаи Деформации Грунта буДет пОД переД- ним катком. После прохождения переднего катка свойства грунта нзменЯются, Он уплотнится. Поэтому картина ВзаимОДейстВН Я с ГрунтОм следующеГО ОпОрноГО катка качественнО повторится, НО количественньге пОказатели буДут ДруГими. Соотношение упруГих и Остаточных деформаций Грунта пОд соседними катеами будет Определяться качестВОм Грунта и ВеличинОЙ наГрузок, прихОдящихся на эти катки.
При этом сопротивление Движению различных каткОВ будет неодинаковым. Наибольшей величины оно„очевидно, достиГает у псреднеГО катеа, При ДВижении по тВерДым несминаемым Грунтам Гусеничная машина также испытывает сопротивление. Однако при этОм проявляются Други~ по Своей ~рироде силы Сопр~*и~ленин, С~язанные с сопротивлением перекатыванию опорных катков по гусенице. ТеОретически этн силы явчяются Внутренними силами ГусеиичиОГО Обвода, но В реальном звейчатом Гусеничнйм движителе силы сопротиВления еачению Опорных каткОВ прояВляются В Виде Внешних снл. Подробнее это я~ление рассматривается в Гл. П.
Оба Вида силы сопрОтивления движению ОпорноГО катка ОчеВБДЙО, Должны быть пропорЦиональны наГрузке, прнхОДЯшейся на неГО, что подтверждается прОВеденными экспериментами. Сумма сил сопрОтивленнЯ Всех катков дает Общую силу сопротивления прямолинейному движению машины й~ 1см. рис. 4), которую считают приложенной В опорной плоскости. Силу сОпротивления прямолинейному движению машины Определяют по формуле где экспериментальный КОэффициент пропорциональности 1 носит название коэффициента сопротиВления прямолинейному движению- Он зависит прежде Всего от Кач~ства грунта, а Также от конструктивных ОсобенностеЙ ходовой части гусеннчноЙ машины.
В результате эеспериментов, проведенных с различными Гусеничными машинами,бычи получены средннеопытные значения коэффициента сопротивления движению для различных дорожных усло- ВнЙ. ДлЯ наиболее распространенных дОроГ и ГрунтоВ Он изменяется в пределах от 0,03 (шоссе) до 0,15, доходя.в некоторых случаях для песка до 0,20 и снега до 0,40. С учето~ Сказанного На~рашивается.в~вод, что у Гусеничных Машии1 ПреДНазнаЧеННЬГХ ДЛЯ ПереДВИЖеНИЯ На СМИнаеМЫХ Грунтаху ~лавн~Й ~~с~а~~яЮЩ~Й силы сопротивления движению является сопротиВление От ВертикальноГО прессоВания Грунта.
Данные по Опытным коэффициентам сОпрОтиВления движению приводятся В различных литературных истОчннеах (см., напримеру 11, 10))„однако тОлькО В зависимОсти От Вида Грунта или дорОГИ и не учитывают конструктивных Особенностей ходовой части и ГУСЕНИЧНОГО ДВИЖИТЕЛЯ. При расчетах прОектируемых Гусеничных машин используют, с некоторой погрешностью, значение коэффициента сопротивления дВижению В заВисимОсти от качества Грунта.
18 Сопротивление Воздуха для Гусеничных машин НГрает сущестВен" ную роль на Высоков скОрости движения. Силу сопротиВления ВОВДуха при расчетах ОпреДеляют Обычно пО формуле, Выведениой для автомобиля И8): Ж', = 0,9ИРа' даН ф, =- ФР'сР кгс), (5) Где Й вЂ” коэффипиент Обтекаемости; Р— площадь поперечного се- ЧЕНИЯ", Π— СКОроСТЬ ДВИЖЕНИЯ. ПО Внешнему конструктнВному Оформлению транспортные Гу" сеничньге машины ближе ВсеГО соОтветствуют Грузовым автомобилям, для которых й = 0,06-:0,07.
Поэтому В расчетах ОбычнО принимают Й = 0,065 (при скорости В м~с) или й =-- = 0,005 (при скорости В км/ч). 4 ПлоЩадь поперечноГО сечениЯ ОпреДеляетсй приближеннО пО формуле (рис. 8) "Ф Р= (Н вЂ” Ь) В М'. '(6) Сила ВоздушнОГО сопротивления учитывается при ВысОких скоростях движе- Рмс 8 ния (40 — 50 км/ч и выше). Чем легче машина, тем большее значенне имеет учет силы сОпрОтивлениЯ ВОздуха, Если, например, площадь поперечноГО сеч~ния машины Р = 5 м'„скорость и =,50 км/ч, то й„=- 61,3 даН (62„5 кгс).
При движении по шоссе ГусеничноЙ машины общим весом 19,6 м х И' даН (20 тс) сопротивление воздуха составляет 10% силы тяги. Если Вес машины уменьшить Вдвое, то указанное сопротивление будет Состав~ять Около 20',4 силы тяги, Не у~~т~~ать Вто было бы неправильио. '1'Олько Для упрощения расчетов ~р~~ни~~~ьн~ тихоходных и тяжелых машин принято не учитыВать эту силу при скорости движениЯ примерно до 50 км/ч. На бОлсе же Высоких скоростЯх Она начинает приобретать Весьма СуЩестВенное значение.
В Одних и тех же дорОжных услОВнях ВсеГда Вызывает уВеличение Общего козффициента сопротивления движению. Заметим, что при движении иа уклоне козффипиеит ~, может стать Отрицательным, Последнее означает, что для обеспечения постоянной скорости машины в зтом Случае необходимо приложить Отрицательну»о силу тяГи или, друГими слОвами, тОрмозить машину. Используя формулу (7), можнО написать уравиение прямолииейного равиомерного двиЖени~ Гусеничной МашинЫ в ОКОнчатеЛЬИ~~ В ИДЕ 8 или, пренебрегая сопротивлением воздуха, Р =~,6.
При заданных параметрах машины (б, Г) и условиях движения ф»х, О) правая часть уравнения (8) СодерЖНТ известные ВеличинЫ и сила тяги, кОторая ОбеспечиВает равномерное прямОлинеиное ДВижение машины, МОЖет быть ~пределен~. Следует подчеркиуть, что Она ЯвляетсЯ потребнОЙ силой тЯГи, Равную ей должен развить дВиГатель для ОсущестВления равномерноГО движения машины» Часто при тяговом расчете гусеничных машин в случае движения по хорошей дороге аналогично расчету автомобиля пользуЮТСЯ упроЩенноЙ формуЛОЙ Для Определения ~отребиой силы тяги. Прн небольших ПОДъемах и пределах ~ = 2 —:4' полагак»т соз»х =-- 1,О; з»п ю " 1я я = 1, Где 1 — ОтносительныЙ пОдъем. В зГОм случае 1.
=-~+»; (9) Р =- Ч+Об+Й' (1О) Частнь»Й случай движения машины пО Горизоитальному участку ДорОГН приВОДит к упрОЩению некоторых уравнений. Если Я = О, то Я = 6„~, — ~, и пОтребная сила тЯГН Р==~б+Р,, Вы»пе было устаноВленО, чтО сила тЯГН, Действук»ЩВЯ на Опорную Ветвь Гусеницы, складыВаетси из касательных реакциЙ Груита (см. рис, Б), Для создания суммарной реакции Р (см. рис. 4), обеспе- чиваюЩОЙ ДВиженне машины, Грунт Должен ОблаДать неОбхОДимыми механичесКИми Качествами. У разных Грунтов Весьма различна спОсОбность Выдерживать нормальные наГрузки От Гусеницы без разруц»ения, сОздаВать касательные силы трения и прОтиВОстоять прессОВаиию и срезу От дейстВИЯ ГрунтозацепОВ.
Позтому предельно ВОзможнаЯ касательнаЯ реакция Грунта будет ОГраннчеиа. Если потребнаЯ сила тяГН ОкажетсЯ больше, чем указанная предельная реакция грунта, то движение машины невозможно. При достаточиОЙ мощиости двиГателя Грунт срывается Опорными ВетВями Гусениц и произойдет полное буксование, приводящее к Остановке 2О Потребную силу ТЯГИ, определнемую по услоВИЯМ дннжениЯ, и силу тЯГН по спепленню необкоднмо Отлнчзть от снлы тЯГН, кото- рую может рззВнть нз Гусеннцйк дВиГзтель, устйнонленный нз МЗШИНЕ. СилЗ тяГН нз Гусеннпе, определяемзя В ззннснмостн От мощности.
ДВИГЗТЕЛЯ (СОКРЗЩЕННΠ— ПО ДВИГЗТЕЛЮ), МОЖЕТ ИЗМЕНЯТЬСЯ В ШИ- рокнк пределзк От нулЯ До мзкснм~мз. При одной и той же чзстоте' Врйщения дВИГЗтеля пли при ненЗменнОЙ скОростн дВижения мз-. шины Величннз силы ТЯГИ по ДВНГзтелю будет ОпредеЛЯ~~~Я количестВОм топлннз~ подЗВЙемОГО В дннГЗтель (рзботз нЗ чЗстичнык нли Внешней кзрЗктеристикзк). В дзльнейшем под силоЙ *ИГИ по дВНГз- телю Р„будем- понимзть суммзрную силу ТЯГИ нз ДВук Гусенннзк, Которую ДВНГзтель мо~ет рзЗВнть при рзботе нз Внешней кзрзк- теристике н постоянной чзстоте Врзщення. Случзй использОВзння пОнйтнЯ текуЩеГО ЗИЗченнЯ силы тЯГи по ДВИГйтелю при рзботе пОСлед~е~~ нз чзстнчнон нлн реГулЯторной кзрзктернстике будеМ ОГОВЗРИВЗТЬ ОТДЕЛЬНО, Длн дни ГзтелЯ, облЗДВЮЩСГО снободноЙ моЩностью Ж,„(ЗТО эффектиВИЗЯ КОЩнбсть 33 Вычетом пОтерь нЗ рзбОту Вентилнтор3 ' системы Охлйждення, Воздукоочнстителя, Глушителя Выхлопз и Т.
П.), ИСПОЛЬЗУЯ ИЗВЕСТНОЕ УРЗВНЕНИЕ МЕХЗНИКН, МОЖНО НЗПИСЗТЬ Ф, = — кВТ~Ж = — л. с. Рд~ Рде 1ООЧ~ ~, ~~ 75т~ ' * Где Рд — сила тЯГи по ДВиГател1О В Дан (еГс); У вЂ” скОрость В м/с~ т~р ОбщиЙ к. и. д. машины учить1Вающий Внутренние пОтери мощности В механиамах ~р~~~~~с~и~ и ХОДОВОЙ ~~~~~, Вкл1очая и Гусеничный дВН2китель. В расчетах транспортнь1х мап1ин принятО ОперироВать с раз- мерность1О скорости В Ему, а не Мс.
ТОГДа для скорости, подстаВляе- мОЙ В км/ч, сила тяГи по дВНГател1О, разВНВаемая на Гусенипах» Ранна Р„= " ~, адан (Р„'= ' ~ ~, кгс). 1131 При тяГОВых расчетах часто пользу1отся силОЙ тяГН по дВНГВ- тюлю, ОтнесеннОЙ к Весу мзп1ины и назынаемОЙ дииамическим фак" ТОРОМ: ПОследней фОрмулОЙ, как прзВило„польауются при тяГОВОм расчете машин, движущихся со скоростями больше 40 — 5О кмlч. Испольаонание динамичесеОГО фактора позВОляет упростить некоторЫе сраннительные расчеТЫ.
РВВНОмерное дВН1кение машинЫ В Заданных услОВиях с пОлным использонанием мОщности дВНГателя Возмо1кно при собл1одении раВенстна Р„= Р. Скорость Д~ижении при атом, ОчеВидно, максимальная. Из СОпОСтаВЛения формул (8) и (15) Следует, что усло~ие ранномер~оГО днижения с максималы1ой скорость1О будет Выражаться ураннением 1, =.О, Под тяГОВОЙ хараетернстикой машины понима10т Графичесеу1О ЗЗВисимость силы тяГи пО дВНГателю или динамическОГО фактОра от скорости дникения машины (рис. 9), '22 ГДŠ̄— свободный крутищий момент двиГатели В даН м (КГс*м);. б — Вес машины В даН (ЕГс); й„— часто~а вращении двиГатели в Об/мнн, соответствуюЩан В~олне Определенному аначенню момента или мощности на Внещней характеристике.
![](https://s.studizba.com/z.php?f=/templates/si/i/noavatar.png&w=100&h=100&t=1"){kind=avatar}
