Забавников Н.А. - Основы теории транспортных гусеничных машин (1066287), страница 39
Текст из файла (страница 39)
Основные кинематические величины, относящиеся к средней точке машины, и передаточное число имеют прн этом более компактные выражения: (д =— (232) 2ит 2!и рэ =- Ое — э~ 2ц» — ! , эт+ е» !и 4- ! р=- Еа З~ !и Прн этом угловая скорость поворота машины 2, Кииематическнй фактор механизма поворота В некоторых, уравнениях теории поворота удобно использовать зависимость скорости от положения точки машины, сохраннющей при повороте скорость прямолинейного двяжения, которую она имела до входа в повОрот. Предполо2киы» что в общем случае на плане скоростей (рис. 109) при включении механизма поворота уменьшаются относительные скорости движения обеих гусениц.
Вследствие этого точка, сохри!ившая при повороте скорость прямолинейного движения О„, Окззь!Изется за пределзмн машины и становится воображаемой. Положение этой точки характеризуется плечом выноса скорости прямолинейного движения („. 100 Аналогично относительному радиусу поворота, определяемому по формуле (231), примем отиосительйое плечо выноса скорости прямолинейного движения при повороте: й ч к к в1з в ' Сокращенно эту величину называют кннематнческ~и фактором механизма поворота. Используя подобие треугольников, получим формулы скоростей: р+1 оз = — о Р+Ч о =-, о„„; Р+ 9к (240) Величина кинематического фактора зависит только от схемы механизма поворота.
Если, например, в качестве механизма поворота используется простой дифференциал, то скорость центра, 1 Г машины сохраняется равной скорости прямолинейного движения при неизменной частоте вращенпя двигателя. Следова- — П тельно, 1„= 0 и д„= О. Бор- я товой фрйкцнои нли планатарный механизм поворота сохраняют скорость прямолинейного движения на забега1ощей гу- Рис.
1ов сенице. Для зтих механизмов ' и 1, ==- — и д„= 1,0, Более слоисные механизмы поворота уменьшают скорости дв11жения обеих-гусениц и для ннх д„> 1. й 26 СОПРОТИВЛЕНИЕ ПОВОРОТУ 1. Момент сопротивления повороту и силы тяги на гусеницах при простейшем случае поворота Рассмотрим вначале наиболее простой, частный случай поворота гусеничной наш~вы на горизонталш1ой плошал~~, без прицепа с расположением центра тяжести в продольной плоскости иад серединой опорных ветвей гусениц н на малой скорости, при которой центробежной силой, действующей на машину, можно пренебречь, Бнешние силы, действующие в атом случае на мап1ину, показаны иа рис.
110 и полюсы поворота гусениц О, и О, лежат на попереч- 1Щ ной оси машины, Силы тяги Р, и Р, обозначены соответственно для отстающей н забегающей гусениц. Рассмотренная кинематика поворота гусеничной машины дает основание считать, что к каждой гусенице приложена сила сопротивления прямолинейному движению ~ — и поперечные а 2 силы, препятствующие повороту ее около полюса н образующие момент сопротивления повороту М,. Предположим также, что распределение удельного давления по длине и ширине гусениц равномерное, поворот машины происходит с заданным и х постоянным радиусом, ко" зффициент сопротивления боковому сдвигу или повороту гусениц р постоянен. Для определения мотьас, Ыв мента сопротивления повороту М, в общем случае с учетом ширины гусениц выделим элементарную площадку на опорной плоскости со сторонами дх и пу. Тогда элементарная касательная сила, действующая на эту площадку со стораны грунта, 45 = рдс(хь(у, а момент сопротивления повороту Б общем случае эти выражения справедчивы для любого закона распределения л по длине и ширине гусеницы.
Учитывая сделанные допущения и формулу (93), получим после интегрирования ь ийБ с (241) где в рассматриваемом случае () = б. Следовательно, при равномерном распределении давления по ширине гусеницы, что достаточно близко отражает экспериментальные результаты прн жестких траках, М, не зависит от этого размера, Поэтому ту же формулу для М, можно получить, принимая условно ширину гусеницы равной едйиице, в виде момента пары сил 3„ которые являются равнодействующими прямоугольных с 62 эпюр боковых сил. При этом условное давление, приходящееся на единицу длины опорной ветви, определяют по выражению О 2Ь * Тогда Коэффициент пропорциональности р называют коэффициентом сопротивления повороту.
Заметим, что величина момента сопротивления понороту ие изменится, если в дальнейшем проводить расчеты, условно полагая наличие на машине одной гусеницы, ио принимая при этом Для определения потребных сил тяги спроектируем все силы на продольную ось машины: Рз+Р, =-Я (2432 и напишем уравнение моментов сил относительно центра машины: Рх — — Р— — М -1- — — — — — = 0 и и Яз В Я1 В х2 х2 ~' 2 2 2 2 Левая часть уравнения (244) представляет собой момент, поворачивающий машину. При равномерном повороте он равен моменту сопротивления.
С ростом М, при увеличении р поворачивающий момент должен увеличиваться. После достижения предельно возможной по двигателю силы тяги на забегающей гусенице (Р, =- Р„,) дальнейшее увеличение поворачивающего момента возможно только. путем изменения знака силы тяги Р, в формуле (244), т. е.
изменения. ее направления действия. В этом случае сила Р, будет играть активную роль. Уравнение (244) можно переписать в виде п~',ч. (245) Решая уравнения (243) н (245) совместно, получим Ра= — + — ' Рх= — —— И яФ. й) пЖ 2 4В ' 2 4В Те ж6 выражения для Р, н Рт можно получить, если использо- вать уравнении моментов относительно полюсов поворота гусениц О, и О,. Последний прием следует рекомендовать для определения 163 снл тягн иа гусеницах прн наличии других внешних снл, действующнх на машину.
Анализ полученных уравнений позволяет сделать некоторые важные выводы. Уравнения (246) определяют потребные силы тягл на гусеницах, которые необходимы, чтобы выполнить равномерный поворот в заданных условиях. Этн силы должны быть обеспечены двигателем н механизмам поворота машины, Уравнение (243) показывает, что сумма снл тяги прн повороте не изменилась н равна силе тяги прямолинейного движения. Однако нз практики известно, что прп повороте требуется увелнченне мощности двигателя.
Из уравнения (245) видно, что сила тягп на забегающей гусеннце больше, чем на отстающей, яа величину иЖ Таням образом, нз уравнений (243) и (245) следует, что с уменьшением-снлы Р, снла Р, настолько же возрастает. Значит, соотношение сил Р, й Р, при прочнх одинаковых условиях определяется величиной коэффйциента р, который, как это будет показано, зависит от радиуса поворота машины. Поясннм сказанное примером. Пусть ). = 0,08; р = 0,08 (однн радиус), — — 1,5, тогда )' — = 0,049, — — О,ОЗЯ, Є— 0,079 Ь иЯб н Р, == О,ОЩ. Если же р =- 0,6 (другой радиус), то — ' = 0,2259; Р, .=. 0,265(4 н Р, = — 0,1859.
В первом случае направление сцлы тяги Р соответствует показанному на рпс. 1!О. Если принять, что механизмом поворота машины является бортовой фрикцион, то для создания снл тяги на гусеницах поток мощности двигателя распределяется так, как показано на рнс.!11, а. Уменьшение силы Р, до требуемой величины осуществляется пробуксовкой бортового фрикцнона.
Во втором случае равномерный поворот с положнтельным направлением силы тяги Р, невозможен. Для увеличения поворачпвающего момента необходимо приложить тормозную силу Р „(рис. 111, б). При этом гусеница отстающего борта отключается от двигателя и тормозится. Мощность двкгателя Л'„целиком передается на забегающий борт (Ж,) н расходуется на поворот машины или преодоление внешних сопротивлений (й),). Часть ее Ф„поступает на отстающуюгусеницу н теряется в тормозе Ф,. Отстающая гусеянца является ведомой н перематывается за счет энергии двигателя, передаваемой через забегающую гусеницу.
184 Отношение силы на забегающей гусенице к спле тяги прямолинейного движения во втором случае — =- 3 31. Это отношение Рр И вместе с потоками мощности на рис. 111, б уже поясняет, почему часто прн повороте гусеничной машины требуется значительное увеличение мощности двигателя. Если сохраняется прежняя скорость движения забегающей гусеницы, то мощность двигателя должна увеличиваться в 3,31 раза.
Следовательно, в идезльном случае, механизм поворота гусенич« ной машины, кроме изменения относительных скоростей гусениц, должен обеспечить требуемое для поворота изменение сил тяги на гусеницах. 2. Коэффициент сопротявлеиия повороту Сопротивление повороту машины слагается из различных по своей природе составляющих. К ним относятся; 1) трение поверхностей траков по грунту прн угловом перемещении опорной ветви гусеницы относительно полюса поворота; 2) суммарная реакция смятия, сдвига и среза грунта торцовыми н выступающими частями траков; 3) сопротивление перемещению валика грунта, нагребаемого гусеницами и катками, что особенно заметно при повороте гусеничных машин на рыхлом грунте с небольшим радиусом.
Р В результате экспериментов установлено, что суммарная сила сопротивления перемещению звена гусеницы по деформируемому грунту зависит от величины перемещения. Характер этой зависимости показан на рис. !12, где Р— суммарная сила сопротивлеиия и Я вЂ” перемещение. Чем больше пере- Рис. ыз мещеине звена, тем больше сила сопротивления перемещению. Это обстоятельство позволяет утверждать, что сила сопротпвления повороту зависит от радиуса поворота.
Если последний достаточно велик, то угловые и линейные перемещения точек опорных ветвей гусениц около полюса поворота малы. В этом случае реакция грунта и момент сопротивления повороту будут иметь меньшее значение, чем при повороте с малым радиусом, когда боковые перемещения точек гусеницы значительно больше.
![](https://s.studizba.com/z.php?f=/templates/si/i/noavatar.png&w=100&h=100&t=1"){kind=avatar}
