Забавников Н.А. - Основы теории транспортных гусеничных машин (1066287), страница 46
Текст из файла (страница 46)
Однако принятая схема и допущения позволяют найти зависимость первой критической н критической скоростей от радиуса поворота н определить расчетное значение коэффициента из Схема сил на рис. 133, а включает продольные силы Х и С„, превращающие зпюры поперечных реакций грунта в трапеция. Известно„ что )( = —, а Хз = 1, Для определения соответствующего зиаче- Ь л ння т „ воспользуемся уравнением (272). Зто уравнение прн дз =- 1 имеет однозначное решение у „ = 1, независимое от величины хз (см, также рис. !25).
Зто обьясняется тем, что при С вЂ” У = сопя) злемеитариая боковая сила на поперечной осн машины рл, нли риаз (рнс, 138) остаетсн всегда постоянной при любых значениях Х з19 1 т и С,, (если х,-.- — ), включая и нулевые. Площади трапеций эпюр 3 поперечных снл равновелики площадям пунктирных прямоугольников при Х вЂ” — 0 и С, == О. Последний вывод весьма важен для того, чтобы при отыскании указанных выше зависимостей воспользоваться более простым выражением (259) вместо уравнения (273) без уменьшения точности решения. Определим внзчзле функцию и,г, = 7 (Р,,). При этом будем полагать и р = пкю, а Р = Ркг, ° Принимая, что поворот машины происходит ни горизонтальной площздке„н используя схему и обозначения рнс, 138, а„получим о„ = о = и соз Ф й = )7а соз Ф С„ ~ Ссж ф, где центробежная сила Ф С=лт —.
лр ' После подстаиовок и сокращений формула поперечной составляющей центробежной силы 2т зс С У П Р (297) Выражение (295) для случая поворота с первой критической скоростью в соответствии с рис. 138, а имеет вид Сз — У вЂ” =1 а где для данногЬ Р = р„, коэффициент Р определяется по формуле (248). Подставляя в полученное выражение значение С„по формуле (297) н используя формулу (239), получим: (298) Целесообразно решйть уравнение (298) относительно о„р,, Во избежание поворота машины с частичным заносом при определенном радиусе Р в заданных условиях Д, р~, У) необходимо, чтобы скорость прямолинейного движения при входе в поворот была меньше о,.„, или при заданной скорости прямолинейного движения необходимо поворачиваться с Р ' Ркр ° Тзк как схемы действия внешних снл на рис.
138„а и 6 полностью идентичны, то для определения критической скорости полного заноса о„г = о„э остается справедливой формула (299), в которую вместо р подставляется постоянный для данного грунта коэффициент бокового сдвига р,'„„, а вместо Р,р, — радиус Р„р. Определение крн- 220 а Рд»а»з»»»~, »н7» Рас. гзз тической скорости следует начинать от значения фиксированного радиуса механизма поворота рэ н закончить для радиуса, при котором критическая скорость будет несколько болыпе максимальной скорости прямолинейного движения машины на данном грунте. Рассмотрение формулы (299) или исходного уравнения (295) приводит к выводу о благоприятном влиянии поперечной силы У. Поэтому и для гусеничного тягача имеет смысл устанавливать предел поворотливости по заносу в случае движения без прицепа при )' = О.
Меньшей вероятностью заноса при повороте обладают гусеничные машины с большей величиной д„ механизма поворота благодаря более значительному уменьшению о» и Сю Как показывают расчеты, влиянйе шйрины колеи В на критическую скорость и: 'и фч1 '~(~4 невелико. Оно уменьшается с ростом а» радиуса поворота. Поэтому иа рнс. 139 И»»»а» представлены зависимости критических аз»»айаг»т» с»»»аи»еа радиусов А'„, и Кц, от скорости прямолинейного двйжения при входе в поворот ,для машины без прицепа с д, = 1„В = =1,8 и на грунте 1=0,08; р „=0,9 и ~у=0,9. „=аз При построении графика Я„р принято, з- ~,и» что максимальный коэффициент бокового сдвига и,»„, равен 1» Из рассмотрения графиков иа рис.
139 следует, что даже на таком крепком грунте радиус поворота скоростной гусеничной машины сильно ограничивается возможностью полного заноса. При скорости движения 60 км/ч, например, нет смысла иметь фиксированный радиус механизма поворота менее 30 и. Область поворота с частичным заносом весьма значительна. На данном грунте при о»г > 35 км7ч поворот с любым радиусом практически будет происходить с частичным заносом и искажением траектории движения.
Размеры этой области определяют положение кривых 77„„и Я„„, которое главным образом зависит от соотношения коэфф»йциентов р и р'„. Для определения потребных сил тяги при повороте с частичным заносом (см. рис. 136, б) необходимо знать проекции центробежной силы С„и С и момент сопротивления повороту, включая и прправочный коэффициент К. Выражение (297) для С„при этом ие изменится, так как было принято, что радиус поворота точки О, сохраняется прежним, а и. =- о,. Следовательно, в случае о„р — — сопз( поперечная составляющая центробежной силы остается постоянной прн любом продольном смещении полюсов поворота гусениц.
Поэтому при известной силе С» силу С, можно определить но формуле (296), в которой, пренебрегая действием Х и С„ириближеино будем считать С» — Г Х»= Х»э= При этом следует учитывать неаиачнтельное влииние цриближеииого определения силы С, на величину потребных снл тяги и возможность, в случае необходимости, уточнения решения методом последовательных приближений с использованием формулы (273) '. Чтобы определить расчетное значение коэффициента сопротивления повороту, совершаемому с частичным заносом, и поправочный коэффициент К момента, заметим, что при изменении величины С илн У на рис. 136, б изменяются величины (сд, и 1сля или ялощадй трапеций, характеризующих суммарную поперечную реакцию грунта.
Прн сохранении указанных величин постоянными изменение продольных снл Х и С, вызывает только изменение наклона боковых линий трапеций или положения точки приложения равнодействующей поперечных реакций. В случае пренебрежения силой С, когда Х = О, трапеции преврзщшотся в прямоугольники. При повороте с частичным заносОм Остается неизменным предельное положе" нне точек О„, и 0„, на передней кромке опорной ветви гусеницы, относительно которых определяется момент сопротивления повороту, а относительное смещение нх всегда уя -= уе„= 1. Поэтому точки 0„, и 0„, условно можно назвать силовыми полюслмн поворота гусениц в отличие от кинематических О„и 0„,.
Деформация новых участков грунта прн дополнительных боковых перемещениях опорных ветвей гусениц сопровождается дополнительной затратой энергии на поворот машины, Эту затрату должен выражать рост момента сопротивления или коэффициента сопротивления повороту. При известных силах Ся и.'г" новое значение коэффициента сопротивления )а может быть найдено нз условия сохранения равновесия машины или из уравнения проекций сил на поперечну|о Ось (см. рис. 138, б). Остается в силе формула,(295), в которой следует считать уе = 1(е = те = 1, Следовательно, коэффициент сопро- У М тивления повороту с частичным заносом определится выражением (с (39)) Естественно, что прн росте центробежной силы увеличивается и коэффициент р,.
Для определения поправочного коэффициента момента остается справедливой формула (29)), которая для рассматриваемого случая упростится. Так как уе = )(е = 1, то К = 2 (1 — хе), где с учетом рис, 138, б де всегда отрицательно. Следовательно, учитывая влияние на К продольных сил Х н С„, что необходимо для уменьшения погрешности расчетов, всегда полу- чим К > 2 (см. также рис.
117). е для уменьшения погрепшости расчетов нрн анвавве движения тягача с прицепом необходимо„чтобы при определении силы У в формуле (277) учитывалось также действие центробежной свлы на прицеп. Порядок расчета для определения потребных снл тяги при учете возможного поворота с частичным заносом несколько изменяется. Прн заданных д„и, н р следует определить С„по формуле (297), а также Х и У для йрицепз. Используя выражейие (296) и значение коэффициента поворота И, определенное по формуле (248), находим относительное смещение Тя„.
Получение у „> 1 является критериальным признаком поворота с частичнйм заносом. Располагая Тз <1, следует определить С, по формуле (296) при у, = )(з, У найти смещение центра давления ха н х, по формуле (273), а затем— К по формуле (269). При необходимости расчет можно уточнить повторением, используя для определения С„новое значение Х,. В случае поворота с частичным заносом в формуле (296) достаточяо полагать Тз = ул = 1. Далее по выражениям (ЗОО), н (ЗО1) находят р н К н подсчйтывают момент сопротивления повороту.
После этого можно определить потребные силы тяги, уравнения которых с учетом 'центробежной силы приведены ниже. $ аз' удельнАя силА, тяГи пРи пОВОРОте Полученные на рис. 139 области заноса и поворота с частичным заносом совершенно не отражают тяговые свойства машины в повороте. Характер движения при повороте данной машины определяется мощностью двигателя, скоростью движения, внешними условиями поворота (качество грунта, угол крена и подъема н т. я.) и поведением водителя, задающего скорость движения до входа в поворот и величину силы на отстающей гусенице. В конечном итоге траектория поворота есть функции указанных параметров.
Изложенная выше теория равномерного поворота позволяет определить чаще всего по заданной в виде части окружности траектории или радиусу поворота ряд параметров, представляющих практический интерес при исследованиях и проектировании, например момент сопротивления повороту, требуемые силы тяги на гусеницах и т. п. Они обеспечивают поворот машины именно с этим заданным радиусом в определенных условиях, Часть параметров должна быть строго выдержана водителем для получения требуемой траектории. Однако по вычисленным потребным силам тяги при повороте еще нельзя утверждать, что данная машина совершит равномерный поворот в заданных условиях.
Для такого утверждения необходимо сравнить потребные прн повороте силы тяги с силами, которые может обеспечить на гусеницах двигатель и механизм поворота, Следовательно, для оценки реальной поворотливости. машины необходим такой критерий, который позволил бы, используя, например, тяговую характеристику машины, решить возможность равномерного поворота в заданных условиях подобно тому, как это решалось при анализе равномерного прямолинейного движения.
Получение такого критерия опеяки поворотливости машины значительно труднее, чем оценка тяговых качеств прн прямолинейном движении. Для общности решения необходимо учитывать внешние силы, которые действуют иа машину. тэз Рз=йз+ и 4В (( — —,(С,— У) В ь+ Р,= — Я,+ —,~ К вЂ” — , '(ф— У) ' т„— аба ' ! — — +У вЂ” — —, Х ~, С, 2 В 2 ' В дальнейшем удобно все расчеты вести в безразмер иых величинах, представляющих собой потребные удельные силы тяги на гусеницах: Рь Р1 га 6 ' 'ч 6 Тогда в общем виде для поворота иа горизонтальной площадке иг. 1 Су — К вЂ” — ъ+ 4В 2 б В у га. + —— 6 В' яг $ Су $ + — К вЂ” — — — Хо 4В 2 6 В у К„ + —— 6 В 1.,=1 6+ Х+ Са + 2 6 <Ъ 6 Х+ Са 2 6 Силы, действующие на машину при равномерном повороте на горизонтальном участке пути с учетом центробежной силы, н план скоростей показаны на рнс.
![](https://s.studizba.com/z.php?f=/templates/si/i/noavatar.png&w=100&h=100&t=1"){kind=avatar}
