Забавников Н.А. - Основы теории транспортных гусеничных машин (1066287), страница 37
Текст из файла (страница 37)
99 обозначены следукзцие углы: а,— угол максимального подыма, а и () — углы подъема и бокового крена ~С в плоскостях, перпендикулярных плоскости грунта, сс' и (à — углы у подъема н бокового крена в вертикальных пло- Р,в~у скостях (обе плоскости Р,наг проходят через век- ~И.
тор 6). Внешние силы, 4 гуР действующие на машину в плоскости движения, д, условно опущены, Оценка устойчивок стн положения машины при движении по косогору производится такРис. 1аа же путем определения координат смещения центра давления х и у. Однако их определение в общем случае возможно при известных силах Х, )У и Е. Выражения для последних можно получить, используя рис.
99, б: Х =- бз»псс' = 6 совр' з(пи = б зшссзсозф =- К = 6 з1п (»' = б сов и' з(п р = 6 з»п аз з»п ф= =- 6 см а0 1д (3„ Из уравнений (208) и (209» следует, что миф = — —; созф = — , "1п ф= —, (211) фр шп „фр ~на, ' 1йч '- Щв ' Полученньве формулы дают возможность определить требуемые величины, имея заданными 6, ио и ф При отсутствии других внешних сил координаты центра давления определяются из геометрических соотношений: х=й1да=Идазсозф; (212) р=й1н()=Ь(йа,з1п ф. При действии на машину других внешних сил, например сил инерции н силы на крюке (рис. 1ОО), для определения координат смещения центрз давления нужно составить уравнения моментов 170 относительно осей координат.
Используя обозначения на рис. 100 и полагая )та (я б = О, получим координаты центра давления: Х+1 засову . х=й — +Ь„ У+С 1се ашт г +" г Условна устойчивого движения по опрокидыванию н сползанию для случая движения с прицепом могут быть выведены аналогично предыдущим случаям. 2. Допустимый курсовой угол движения иа косогоре Вследствие того„ что поперечная устойчивость гусеничной машины всегда меныпе продольной, движение машины поперек склона ие всегда допустимо.
В связи с этим важно определить, с каким предельным курсовым углом возможно движение машины с поворотами без опрокидывания. При равномерном движении н 1гн =- 0 предельные углы подъема н крена машины постоянны и равны углам стабилизации. Для исключения опрокидывания машины при повороте на 360' на косогоре необходимо, чтобы центр давления не выходил за пределы окружности радиуса — (рис. 101). В Пренебрегая действием центробежной силы прн повороте и принимая а ~ †, получим з р д 2 4 1 предельно возможный угол подъема а, = (3„ или Н В (к "е= и ' Рис. 101 Если максимальный угол подъема больше указанного, то устойчивое движение на подъем нли по косогору возможно, но с ограниченным поворотом машины, при котором центр давления не будет выходпть за пределы дуги АЕ.
Это дает возможность поворачиваться в пределах изменения угла +фе. Допустимый курсовой уголтре выражается зависимостью тй па (214) Предельный угол подъема по устойчивости против опрокидывания в этом случае будет болыпе, чем в предыдущем, а именно ие =- сам. й йк понятии о диндмичнскои устойчивости против Опрокидывдния Рассмотренные выше уравнения статической устойчивости машины достоверны даа определенна беаусловното опрокидывании 1аторое критическое состояние, в общем отличное от нулевого панаса устойчивости по формуле (199)1 топько дли 171 случая отсутствия лействня на машину каких-либо внешз~их сил, исключая силу тяжести н реакции грунта. Тогда, прн палых скоростях и ускорениях движения, на рис.
96 и 98 7 = С = 0 и равенстве угла подъема или крена соответствующему углу стабилизации, вектор силы тяжести О пересекает ось опрокидывания. Условвя первого и второго критических состояний выполняются одновременно и малейший внешний импульс может вызвать безусловное опрокидывание машины. 1. Общий случай поперечной устойчивости Ограничимся в дальнейшем рассмотрением поперечной двиамической устойчивости, имев в воду, чта для продольной устойчивости оценка производится аналогичным образом. Возвращаясь к общей схеме снл, действукицнх на машину (см.
рис. 93), заметим„что нулевой запас устойчивости приводит к нулевой нормальной реакции иа верхней гусенице в точке Оэ (первае критическое состояние). Дополнительное силовое воздействие в направлении силы т' приведет к тому„что машина начнет поворот относительно оси опрокидывании О,. Однако безусловного опрокидывания машины не произойдет, если дополнителыюй энергии ие хватит для того, Рнс. 109 чтобы поднять центр тяжести при повороте до положения, при котором вектор О пересечет ось опрокидывания Оз.
В этом случае машина возвратится в первоначальное положение. Занос машины в направлении поперечной аси у са скоростью ээ, как правило, начинается раньше верного критического состояния по опрокидыванию. Поэтому наиболее типичным явлением, вызывавшим поворот машины относительно осн опрокидывания, будет встреча опорной ветви гусеницы, на которой расположена ось опроквдьшання, с превятствяем, сопровождаемая ударом илн зарыванием опорной ветви в грунт. Энергия удара обусловливает возникновение силы инерция, действующей в направлении снл 1' н С (см. рнс.
93), в поворот всей системы относизеаьно аси опрокидывания Оз. Основываясь ва изложенном, под динамической устойчивостью машины против опрокидывания следует понимать ее способность поглощать энерги)о внешнего импульса (например, в момент удэра а местное пренятствие)и возвращаться в начальное наложение после поворота иа некоторый угол относительно ос~ опрокидывания Промежутачяое наложение, которое занимает машина при таком повороте относительна оси О, показано на рвс. 102, допуская, что ось опрокидывании не перемещэетск на край гусеницы после выборки всех зазоров в шарнирах опорной ветви. На рнс.
102 з начальном паэоженяи машина имеет угол креи а 0. Все силы, кране силы тяжести 6, условно ие поиаэаны. Прн навороте около асн опрокидывания О центр тяжести машины описывает часть окружнщтз1 радиуса й, последовательно проходя пола- женив сг (начальное), с„сзв и т.
д. Используя известные )7, бзь (3 и обозначения ва рисунке, получим щз = ))~и (3~ (215) текущую высоту подъема центра тяжести от начального положения Х = )7 (сота — соз (()ш — (3)) (216) и высоту подьема центра тяжести до второго критического состояния амза =- )с [! — соз (()ж — (3)). (217) Формула (217) показывает, что отсутствие бокового крена машины в начальном положении (точка сз при (3 =- О) увеличивает Хтазх н улучшает динамическую устойчивость.
В случае (3 =- ()ж получим йшщ = 0 и второе критическое состояние устой. чивастн совмещается с первым. После удира гусеницы о препятствие движение машины относительно осн 0 имеет вращательный характер с явно уменьшающейся угловой скоростью ы. Если ш уменьшается до нуля раньше, чем центр тшкести займет положение с,,щ то машина остановится н возвратится в начальное положение (центр тяжести — в сг).
Если в точке с„з окажется м О, то машина, безусловко, опрокинется. Поэтому для определения предельной скорости бокового заноса машины цри ударе о препятствие (скорости прямолинейного движения — для случая продольной динамической устойчивости) н уменьшения числа неизвестных следует в положении центра тяжеси сзр считать ш = О. Тогда при большей скорости заноса машина безусловно опрокинется, а при меньшей возвратится в начальное положение, Прн атом, вообще говоря, теоретически безразлично имелась или нет нормальная реакция на верхней гусенице. Но дикамичесиая устойчивость явно ухудшается вследствие уменьшения )чаем если прн одинаковой скорости заноса в момент удара а препятствие машина уже была повернута на некоторый угса.
Зто аналогично увеличению угла крена (3. При рассмотренном характере вращательного движения машины момент янерции системы lз (относительно точин О) б)Дет оказмвать сУщественное влнкние и должен учитываться. Позтому, обозначив начальные значения скоростей в момент удара о„ и ыя, пренебрегая звергвей, затраченной на дефориацию препятствия, для определения предельной или крнтйческой скоростя ез воспользуемся уравнеляями кинетических моментов и иииеткческой знергии, В соответствии с ряс. 102 уравнение кинетических моментов при ноступательвом и вращательном движении машины„ учитывая нулевые конечные скорости: (2 10) Уравнение кииегической энергии прн тех же условиях Решая уравнения (218) и (212) совместно„получим критическую скорость заноса (прямолинейного движения) Превьппевне двиной скорости прн ударе гусеницы о местное препятствие приведет к безусловному опрокидыванию машины.
Последнее время проявляется интерес к оценке поперечной динамической устой!ивостн транспортных машин при возникновении вынужденных угловых поперечных колебаний падрессоренного корпуса. Зто имеет значение в особенностк для машин с высоким расположением центра тяжести. Поперечные вынужденные колебания возможны при соответствующем расположении перподнчески повторя. ющнхся неровностей дороги н усиливаются с возникновением резонанса. Оии могут 173 приводить к периодическому иарупюняю устойчивости по первому критическому состоянию, связанному с уменьшением нормальной реакции грунта на одной вз гусеницдо пуля. Второе иритическае состояние устойчивости прн втсе маловероятно, так как отрыв одной гусеницы от грунта устраняет воздействие возмущающего момента от неровностей, действующего ва машину в поперечной плоскости.
В рассматриваемом случае, так же как н прн оценке статической устойчивости, следует считать ведсшустимымв условия движения при нулевой реакции нз одной нэ гусеиип, так кэк это будет прнводять к периодическому н значительному изменению сил тяга иа гусеницах н нарушению режимов работы двигателя н трансмиссии. Следопателъио, при поперечных колебаниях корпуса актуальной является Оценка устойчивости только по первому критическому ссютаяивю. В принципе посшвленвая задача может быть решена прн заданной амплитуде угловых колебаний корпуса в поперечной плоскости. В случае подвески машины с амортнзаторамв амплитуда должна определяться мегодачн, аналогичвымя пзловшнным в гл. ЧШ. Результаты решения звачнтвчьно отличаются от результатов оценкк статической устойчивости, бцз учета инерционных вазмущеяий, когда, иак указывалось выше, условия первого н второго критических состояний устойчивости совпадают.
![](https://s.studizba.com/z.php?f=/templates/si/i/noavatar.png&w=100&h=100&t=1"){kind=avatar}
