Забавников Н.А. - Основы теории транспортных гусеничных машин (1066287), страница 25
Текст из файла (страница 25)
Э1о следствие того,,что вся- Я кнй упругий материал не является идеальным, н у выходящих из контакта точек восстановление первоначального Пз объема пропсходнт с некоторым запаз- л дыванием по отношению к снятию нагрузки. Зто запаздывание характери- нас аз зуется так называемым временем упругой реакции материала и относится как к резиновым бандажам„ так и к стальным каткам.
Даже очень твердая закаленная сталь ведет себя аналогично. Благодаря этому явлению нормальная реакция Я, смещается от вертикали„ проходящей через ось, по направленкю движения катка на величину Х. Из уравнения моментов относительно точки приложения силы 6„ получим Р„. = — ' 6„=(„6„ (142) к ккк~ где коэффициент сопротивления перекатыванию катка х р Уравнение (142) позволяет заключить, что для снижения толкающей силы следует увеличивать радиус катка и уменьшать нагрузку на каток или увеличиватв.число катков.
Но при постоянном весе машины увеличение числа опорных катков может не привести к уменьшению суммарной толкающей силы нли силы сопротивления перекатыванию опорных катков. Однако увеличение числа катков дает более равномерную эпюру давлений гусеницы на грунт, и как было установлено, уменьшает ее погружение. Последнее должно снижать общее сопротивление движению машины. Строго говоря, потери на перекатыванпе опорных катков могут быть отличны прн движении машины по твердому грунту (шоссе) или испытаний на стенде и прн движении по мягкому грунту, В последнем случае неминуемо насыпанне илн налнпание грунта иа беговую дорожку гусеницы и увеличение потерь на перекатывание.
Точ- 111 нос соотношение этих потерь в различных условиях движения не установлено. По данным Л. В. Сергеева, сила сопротивления движению, характеризующая внутренние потери в гусеничном движителе„учитываемые коэффициентом сопротивления движению, составляет 3% нормальной реакции. Это соответствует минимальному опытному коэф« фнциенту сопротивления движению гусеничной машины на шоссе, 3. Экспериментальное определение коэффициента 1' В практике применяется несколько способов экспериментального определения коэффициента сопротивления .
движению /. 1. Буксировка испытуемой машины (рис. 611. Между тягачом н испытуемой машиной включается самопишущпй дниамометр для замера средних величин усилий Р„. Испытание проводится на ровном грунте с небольшой скоростью движения. Для устранения влияния потерь в трансмиссии испытуемой машины выключаются механизмы управления нли отключаются бортовые передачи от ведущих колес, Ряс. 61 Из схемы действия сил на рис. б( следует откуда Рассматриваемый способ имеет недостаток, заключающийся в том, что испытуемая машина движется полностью или частично по следу тягача (по уплотненному грунту), что приводит к некоторому снижению коэффициента у.
Это обстоятельспю в известной мере компенсируется тем, что под влиянием силы Р, эпюра давлений испытуемой машины превращается в трапецию, вызывая перегрузку передних опорных катков, что должно привести к некоторому увеличению1. Кроме того, недостатком является и то, что при,буксировке машины гусеницы могут иметь юз, а не буксование, которое будет иметь место В естественных условиях движения. 2.
Метод затухания движения (рнс. бх1. В этом случае машпна разгоняется до определенной скорости, а затем производится отключение гусениц от трансмиссии, вследствие чего дальнейшеедзиженне 112 происходит по ияерцпи. Прн этом необходимо замерить начальную скорость движения и и путь а, пройденный машиной. При движении по инерции накопленная кинетическая энергия машины расходуется на работу силы сопротивления й~. Учитывая отдачу кинетической энергии вращающимися деталями коэффициентом приращения массы 6, получим аз щ ~ б=ЖА откуда При наличи уклона мутности эксперимент проводят в двух противоположных направлениях с замером тех же величин.
Дза уравнения для суммарного коэффициента сопротивления движению (7) дают возможность определить угол подъема м и Г. Когда испытание проводится на ровном участке, то ~, = г. Прн движении, как и в предыдущем случае, гусеницы могут иметь юз. г=а Ряс. 62 Если принять коэффициент г, независящим от скорости, то,данный метод дает более правильное среднее значекие коэффициента, так как при затухании движения скорость изменяется в большом диапазоне.
Однако опыты показывают, что !, зависит от скорости. На первый взгляд представляется, что с увеличением скорости коэффициент сопротивления должен уменьшаться, так как на большой скорости вероятно меньшее прессование грунта по вертикали, На практике получается обратное: повышение скорости приводит к увеличению ~, вследствие того, что неровности грунта приводят к ударам н энергия их будет входить в потери, учитываемые коэффициентом сопротивления. Например, прн движения машины по пахоте и луговине„где неровности сравнительно небольшие, сопротивление дзйженяю увеличивается на 20 — 25% при изменения скорости от ! до 35 км!ч. 3.
С использованием динамометрических ведущих колес. Зтот способ наиболее совершенный. Сущность его заключается в записи момента или тягового усилия яа ведущих колесах при движении испытуемой машины с помощью динамометров, установленных яа них. Однако в этом случае в ходовой части будут иметь место потери, учитываемые ранее в к.
и. д, гусеницы, величина которых будет тем больше, чем больше скорость движения и сила тяги. Предварительное определение к. и. д, гусениц машины позволяет исключить потери, 8 н. А. Вабаваия*е ыз не входящне в коэффициент сопротивления двнженню, прн обработке результатов экспернмента по определению ~, Прн нзвестном к. п. д, гусеннцы Рвс 1.= и'ч„.
Такой способ приводит к наилучшим результатам, так как машина испытывается в естественных условиях двнженкя, но необходимость определения к. п. д. гусениц на тяговом стенде значительно увеличявает трудоемкость эксперимента. Спловые н скоростные режимы испытаний на стенде н в дорожных условиях должны быть одинаковы, а натяжение гусеннц неизменным.
Дорожные испытания могут проводиться только достаточно близко от лабораторнн. Для получения средннх расчетных значений 1 необходнмо испытать различные машины. Все это приводит к большому усложнению экспериментов. Опытное определение ~ на малых скоростях движения дает среднее расчетное значение его 1в зависимости ат внда грунта) для дороги с твердым покрытием 0,03 — 0,05, для сухой грунтовой дороги 0,06— 0„07, для грязной грунтовой дороги 0,1 — 0,13, для песка 0,15— 0,20„ для луга О,О — 0,10 и для снега 0,10 — 0,40.
Зтн величины не учитывают влияние на )' конструктивных особенностей ходовой части н гусениц данной машнны, а также скорость ее движения. й щ, сцпплкнии гусиницы с грунтом 1. Буксование гусеницы н козффнцнент сцепления Часто прн двнжении гусеничной машины обнаруживается, что действнтельный путь з„, пройденный ею, оказывается меньше теоретнческого з,. Зто объясняется частичным буксованием опорной ветви гусеницы по грунту, зависящим от качества грунта, конструкции гусеннцы и развиваемой силы тяги.
Степень пробуксовки оценивают обычно коэффициентом буксовання (143) Коэффициент сцепления ч~ должен быть связан с буксованием гусеницы. Расчетное его значение соответствует такой величине а, после достижения которой наступает полный срыв грунта под гусев яцамн. Полезно получить хотя бы качественные зависимостн, позволяющне приближенно оценить влияние конструктивных параметров гусеницы н машины на коэффициенты о н ф, Как показано в гл. 1, сила тяги на гусенице складывается нз двух составляющих (рис. 63): продольной реакции грунта на шпорах или грунтозацепах Р н силы трепни звеньев по грунту Р". Одинаковую продольную реакцню Р~ на всех шпорах можно предположить -только в том случае, еслн грунт является весьма упругнм. 1ы Большинство естественных грунтов обладает весьма небольшими упругими качествамн и позтому продольная нагрузка на различные шпоры не будет одинаковой.
Прн установившемся движении опускание очередного переднего звена в грунт не вызовет перераспределения продольной нагрузки на шпорах, так как все остальные находящиеся в грунте шпоры обеспечивают требуемое тяговое усилие Р', Но как только ведущим колесом будет поднято из грунта заднее звено, продольная реакция на шпорах должна будет перераспределиться, Это приводит к дополнительному прессованию грунта назад на какую-то величину Ь оставшимися в нем шпорами, включая н переднюю. Если у передней шпоры зто будет первая 'подпрессовка грунта, то у второй спереди она будет уже второй.
Следовательно, каждая последующая шпора имеет общее количество подпрессовок на единицу 1Ц " 'ь больше, чем предыдущая. Последняя шпора спрессует грунт на величину аЬ, где и — число нагруженных шпор. Приняв линейный закон зависимости давления шпоры от касательнойдеформации грунта, можно считать единичную подпрессовку на всех шпорах одинаковой и в соответствии с формулой (йб) т, = ЙЬ,. Тогда, если Р— площадь шпоры, и Р' = ~~ гйР = йб (1 + 2 + 3 + ° + а) Р = И +" аР.
Сила тренин скольжения звеньев по грунту Р'=р9, где р — козффицнент трения скольжения опорной ветви'гусеницы по грунту. Общая сила тяги выразится уравнением Р=Р'+Р'=ФЛ ~" пР+р9. 2 Решим зто уравнение относительно единичной подпрессоакп 2 (Р— ФЬ а~(1+ ) ° Для данной машины величина единичной подпрессовкн будет определяться качеством грунта (А и р), а также величиной силы тяга Р, потребной для движения н обеспечиваемой двигателем, На бзлез з~ га мягком грунте и при большом значении силы тяги единичная подпрессовка будет больше, что и следует из формулы (144). Исходя из формулы (143), коэффициент буксования можно представить в виде о Ь (! 45) так как на пути (происходит прессование грунта назад иа величину Ь, явлюощуюся разностью теоретического н действительного пути.
'Подставив в формулу (146) значение Л по выражению (144) и учитывая, что к1 = Е, получим а— Йг" ( ! + а) Е Буксование машины зависит от качества грунта и силы тяги иа гусен!ще, С!но уменьшается с увелпчением длины опорной ветви 1. числа звеньев а и площади шпоры Р. Поэтому формула (146) подтверждает замечание, сделанное в у 6, о меньших потерях иа буксование у машин, имекяцих, при прочих равных условиях, более длинную опорную ветвь гусеницы. Буксование уменьшается с ростом 1~ф так как прн этом растет сила трения Р'.
Для определения коэффициента сцепления в функции буксования а уравнение (146) можно решить относительно силы тяги Р АР (! + з) Ье в Примем, что текущее значение коэффициента сцепления соответствует отношению силы тяги Р к нормальной реакции Я: (148) Характер полуиенной теоретической зависимости !р от а качественно согласуется с опытной зависимостью тех же величин, показанной на рис. 64, где сплошная кривая соответствуег связным грунтам, а штриховая — несвязным. В первом случае по опытам коэффициент сцепления с ростом а увеличивается до определенного предела.
![](https://s.studizba.com/z.php?f=/templates/si/i/noavatar.png&w=100&h=100&t=1"){kind=avatar}
