Забавников Н.А. - Основы теории транспортных гусеничных машин (1066287), страница 36
Текст из файла (страница 36)
Возможность поворота или опрокидывания машины относительно продольной оси зависит от поперечной устойчивости. Как отмечалось выше, вопросы устойчивого движения гусеничной машины ие исчерпываются сохранением нли стабилизацией ее положения в вертикальных плоскостях. Неустойчивость движения может возникнуть также в результате произвольного изменения положения машины или заданной траектории движения ее на самой плоскости движения. Наиболее типячным примером этого явления может быть занос машины вбок при повороте под действием центробежной силы, которая не уравновешивается боковыми реакциями грунта на гусеницах.
Так как рассмотрению этого явления должно предшествовать сообщение определенных сведений по теории поворота гусеничной машины, то оио разбирается ниже, в гл. И. В дан- 164 гй"~= а ' а (198) Принято считать, что при расположении центра давления в точке О, машина обладает начальной устойчивостью. Начальная устойчивость может и ие быть наилучшей, Если центр тяжести в продолыюй плоскости мап~ины смещен относительно середины опорной поверхности н а + Ь, то смещение центра давления под действием внешних сил в направлении более отдаленной осн опрокидывания приводит к повышению устойчивости машины относительно другой оси опрокидывания.
Действие на машину внешних сил, направленных взаимно противоположно, может привести к отсутствию смещения центра давления. Продольное смещение центра давления оценивают координатой х. При изменении положения центра давления машина сохраняет устойчивость, если он остается в пределах отрезка АВ. Если а меньше Ь, то условие продольной устойчивости в общем виде будет х« < а, а расчетное условие опрокидывания определится неравенством х ~ а. ной главе рассматриваются только основные вопросы статической устойчивости от опрокидывания н сползания, Прн рассмотрении этих вопросов используются некоторые общепринятые термины и понятии, приводимые ниже.
На рис. 95 показаны определенные ранее силы, которые действуют на машину при ускоренном движении, и обозначены параметры, необходимые для оценки устойчивости. Определение начального центра давления (точка 0) н центра давления (точка 1)э) было приведено в гл. 1. Ось опрокидывания — зто прямая„проектируемая в точку на продольную илн поперечную проекции машины, около которой возможен поворот машины на некоторый угол. На рнс.
95, напри- Ф мер, это оси, проходящие через точки А, В, С, В. Первоначально поворот при опрокидывании воз- ;и можеи относительно оси А назад ~ ~:~ а ~ + и относительно осн В вперед. г з л г а с В дальнейшем поворот может дд а г продолжаться относительно осей, проходящих через точки Е и С; а Ь Очевидно, что центр давления О совпадает с точкой пересе- Рас. вв чения равнодействующей Д всех внешних снл (за исключением реакций грунта) с опорной плоскостью, так как при этом моменты всех снл относительно точки О равны нулю.
Расположение центра тяжести машины определяется размерами й н а, которые называют координатами центра тяжести. Угол а носит название угла стабилизации, Под запасом смещения центра давлення понимают велнчнну х* = а — х, а под запасом устойчивости а =- — =1 — —. х х (1 й з Благодаря наличию рессор в подвеске величины, характернзующие положение центра давления, и угол стабилнзацпн становятся переменными, так как под влняннем внешних снл корпус машины может иметь вертикальное перемещение, но учитывая большую жесткость рессор н, главное, наличие ограничнтелей хода катков, обычно полагают, что статическая устойчивость машины нзменяется незначительно.
Поджатне заднего илн переднего катков приводит к некоторому уменьшению координаты й, что, с точки зрення устойчивости, более благоприятно. Гусеничные машины прн движении по местности должны обладать статнческой устойчивостью при любых уклонах местпостн, на которых вообще возможно движение.
Поэтому оценка устойчивости против опрокндывання имеет большое значение для мапшн, у которых центр тяжести расположен высоко. При оценке предельной устойчивости машины следует прнннмать наихудший нз всех возможных варнант действия внешних сил. В дальнейшем, если это специально не оговорено, прн рассмотрения вопросов статяческой устойчнвостн под термином опрокидыванне машнны будет пониматься а' = 0 по формуле (199). Случай нулевого запаса устойчивости является первым критическим состоянием прн потере устойчивости н теоретически предельно допустимым при движении машины, даже если прн п' ~" 0 действительного опрокидывания не произойдет н спустя какое-то время после начала поворота относительно осн опрокндывання машина возвратятся в начальное положение.
2. Общий случай продольной устойчнвостя Представим общий случай движения гусеничной машнны иа подъем с ускорением (рис, 96). Определение продольной устойчивости машины прн этом сводптся к определению коордннаты смещения х центра давления и сравнению полученной величины с величнной а. Эта координата находятся нз уравнения моментов относительно центра давления + М+Д„й„+ М~ (200) б сов я где М, — суммарный ннерционный момент всех вращающнхся в продольной плоскости деталей (ведущие колеса, ленивцы, опорные катки, поддерживающие катки, шестерни бортовой передачи н т. и.); ,~~, =- ЕА,ж; здесь у, — момент инерции деталн; <р, — угловое ускорение.
166 Обычно влияние инерционного момента не учитывают, имея в виду, что знаки угловых ускорений различных деталей будут различны. У рис. 96 3. Условия устойчивости движения, опрокидывания и сползания Рассмотрим указанные условия на примере движения машины без прицепа под уклон с торможением (рис. 97), так как зтот случай по возможности опрокидывания является более опасным, Составляющая веса Х = 6з1пи параллельна плоскости грунта, а Я = = б сова перпендикулярна плоскости грунта, Спуск под уклон осуществляется при отсутствии силы тяги и наличии силы торможении Р„ максимальное значение которой не может превышать силу сцепления с грунтом. Рассмотрим три случая.
1. Условие движения машины без сползания и опрокидывания. Исключение сползания при движении машины требует соблюдения неравенства Х + Р «рЕ, (201) а исключение опрокидывания возможно при (Х + )) й <Яа. «202) В общем виде условие движения без сползания и опрокидывания имеет вид неравенства Ф> д <Фц~в Х+Х (203) Крайние члены зтого неравенства могут находиться в соотношении в Нз (ни . 2.
Условие опрокидывания машины. Машина не сползает, если неравенство (201) выполняется, и будет опрокидываться, если неравенство (202) изменит знак. В общем виде условие опрокидывания определяется неравенством «Р~ ~," ' ~13'ъ,а. (204) Как следствие этого условия, иа данном грунте при критическом значении суммы снл Х + ( машина начинает опрокидываться, так как ф ~ (йи . 3. Условие сползания машины. Машина сползает, если неравенство (201) изменит знак, и не опрокидывается, если неравенство (202) выполняется.
Тогда в общем виде условие сползании определяется неравенством Следствие этого условия — машина в критическом случае сползает, так как (йа„, > ~р. Следовагельно, за счет уменьшения й угол стабилизации проектируемой машины должен отвечать неравенству 1аа ~ <р. Прн этом больший угол стабилизации будет всегда предпочтйтельнее, так как при сползании машины всегда может быть увеличение коэффициента у за счет случайных препятствий, 4.
Поперечная устойчивость Прн движении машины с боковым креном возможно опрокидывание или сползание в боковом направлении. На рис. 98 показаны силы, действующие на машину в поперечной плоскости прн повороте и угле бокового крена )). Поперечная составляющая веса К = = 6гйп )), а Л = 6 сов (3. Сила С является центробежной. Равнодействующая касательных реакций грунта на двух гусеницах рЕ Г препятствует боковому сползанию машины.
Коэффициент пропорциональности р называют коэффициентом сопротивления боковому сдвигу, Он зависит от качества грунта и лч конструкции траков. Оценивая поперечную устойчи- вость машины, принимают, что осн У опрокидь!ванин проходят через тоРнс. эз ки О, и О„положение которых опре- деляет размер колеи В. Это допущение оправдывается тем, что в начале опрокидывания машина поворачивается вбок относительно обода опорного катка, оставляя прижатой к грунту опорную ветвь гусеницы.
Машина прн движении с боковым креном будет сохранять устойчивость, если центр давления В не выходит за пределы ширины колеи. Запас устойчивости, условия устойчивого движения, опрокидывания н сползания могут быть записаны аналогично рассмотренным случаям продольной устойчивости. Например, условие устойчивого движения соблюдается, если где ᄄ— угол поперечной стабилизации, Поперечное смещение центра давления определяется нз уравнения моментов относительно точки В: Поперечная устойчивость против опрокпдывания у гусенпчных машин меньше, чем продольная, потому что размер колеи всегда меньше размера базы и угол стабилизации б ~.,и~.
$ Ж УСТОЙЧИВОСТЬ НА КОСОГОРЕ 1. Общий случай Прн равномерном движении в гору под некоторым углом ф к направлению максимального подъема я, (рис. 99, а) машина имеет как продольный, так и поперечный крен, Силу 6 можно разложить / I на трн составляющие Х„г и Е, параллельные осям подвижной системы координат. Центр давления сместится одновременно с поперечной н продольной осей машины. Примем, что нижняя плоскость параллелепипеда на рис. 99, 6 совпадает с плоскостью грунта. Тогда 169 при отсутствии других внешних сил х и р будут координатами центра давления. Угол ф в втой плоскости называется курсовым углом. Кроме зтого, на рис.
![](https://s.studizba.com/z.php?f=/templates/si/i/noavatar.png&w=100&h=100&t=1"){kind=avatar}
