Носов Н.А. - Расчёт и конструирование гусеничных машин (1066314), страница 19
Текст из файла (страница 19)
Запишем уравнение моментов, действующих на валу тормоза: Ь +М вЂ” М =О. (11.112) Здесь а — приведенный к валу тормоза момент инерции вращающихся деталей трансмиссии н ходовой части; М! — приведенный 92 к валу тормоза момент от сил инерции замедляемой машины; оа — замедление тормозного вала. При работе тормоза в первом режиме (резкое торможение) момент от сил инерции М; ограничен сцеплением гусениц с грунтом (П.118) Подставляя выражение для М; в уравнение (11.112) и решая его относительно оа, получим Ме — овд —;Чб рЧ.д аб.
р Оде— Х (11.114) гг. к Ме — Овд Чб. рЧг. д аб. р (11.1 1 5) «ге = Оаг Мощность буксования Ме / го к 'вб Меаое ™еО2о 7 ( Ме акад Чб.рЧг. д) т. аб, р При т = 0 мощность буксования максимальна: вчб еак Меддб. Для определения времени торможения те в уравнении положим ог = О, тогда г гоо те = Ме 9Р ° Чб. рЧг. д дб р (11.116) (11.117) (11.115) (11.118) Полная работа буксования т~и гм ого Йб = МиФе б(т —,", . (11.119) 2 1 Ме — 9Р—.' Чб. рЧг. д) о гб р При работе тормоза во втором режиме (плавное торможение) буксования гусениц не происходит, поэтому вся кинетическая энергия машины во время торможения преобразуется в работу буксования фрикционного узла: иапо2 о (11.120) где о, — начальная скорость машины; б — коэффициент, учитывающий приращение энергии машины за счет вращающихся масс.
ИнтегРиРУЯ послеДнее УРавнение по в в пРеДелах от о2о До о2„ и по т — от 0 до т, получим выражение для определения текущего значения угловой скорости тормозного барабана оа в момент времени т: Для определения мощности моментов на валу тормоза: М буксования запишем уравнение 2 гв к бвб вб. р (11.121) откуда М н б р (11.122) Iв к' 2 в.в к 'б. р рв.
к Таким образом, мощность буксования Фб = М„,а,„= М„,ав — М,'„~ ~' Р т. (11.124) р~ „ Максимальная мощность, как и в предыдущем случае, имеет место в начале торможения (при т = 0): )Убавх Меев Время торможения найдем, положив в формуле (11.!23) а = 0: и бб" т = б ''. (11.125) лФ'б. р При расчете тормоза в третьем режиме (длительное буксование с постоянной скоростью) определение параметров буксования не.представляет труда: Уб = М~мм', 1.б = М~в,Лб (11.126) (11.123) Определение удельных параметров буксования Для сравнения условий работы фрикционных узлов разных типоразмеров удобно пользоваться удельными параметрами буксования, т.
е. величинами работы и мощности буксования, приходящимися на единицу площади поверхности трения. Для дисковых фрикционных узлов, где удельное давление равномерно распределено по всей поверхности трения, расчет удельных параметров буксования не вызывает затруднений: '~~б ря ~~~бр гд ' где г — число пар поверхностей трения; Р— площадь одной поверхности трения. 94 Время буксования тормоза тб зависит от условий движения и расчетным путем не определяется. Наиболее характерным примером использования третьего режима работы тормоза является поворот машины с постоянным радиусом.
В этом случае для расчета можно задать тб = 4 —:5 с. Несколько сложнее определить удельные параметры буксования для ленточных тормозов, так как удельное давление в них непостоянно по длине ленты. Запишем выражение для определения удельной мощности буксования в таком виде: Удд: )аа1абпаЯ (П.128) Полная мощность буксования ~б Мпаб'аа~ (11.129) откуда аа д А'б Рдй М„, ' (П.
130) Последнее выражение позволяет найти удельную мощность буксования в любой точке тормозной ленты. Максимальная удельная мощность буксования имеет место на конце ленты, где д = 'и п~а» Рапааааа А'дд апаа — а'б Мпа (11.131) Аналогично удельная работа буксования Раппаааа дд~ы ад (11.132) Рсар "б ([1.134) 95 $7. ТЕПЛОВОЙ РАСЧЕТ ФРИКЦИОНА При буксовании фрикцнона работа трения превращается в тепло, нагревающее детали и частично уходящее в окружающую среду. Нагрев сопровождается повышением износа, снижением коэффициента трения, появлением температурных напряжений, которые, в свою очередь, вызывают усталостное разрушение, коробление и усадку дисков.
Таким образом, определение теплового состояния фрикционного узла является важнейшей задачей, решение которой позволит уже в процессе проектирования обеспечить повышение надежности и эффективности его работы. Простейшим способом оценки тепловой напряженности фрикциона является расчет средней объемной температуры трущихся деталей. При этом предполагается, что все выделенное во фрикционе тепло пошло на их равномерный прогрев.
Средняя температура детали определяется по формуле К1.б (П.133) где (.б — работа буксования; с — удельная теплоемкость материала рассчитываемой детали; апд — масса детали. Коэффициент К учитывает распределение тепловых потоков между деталями и зависит от теплофизическнх характеристик материалов пары трения (табл. 1!.2): )аас, дж/(кг К) )о 'а, и'/с А, Вт/(и К) р, кт/и' Материал Сталь 60Г » 65Г Чугун На асбестовой основе 0,50 0,46 0,50 1,26 0,67 37 52 0,52 15,5 10,9 10,0 13,9 2,2 3,9 7860 7600 7300 1790 5700 Металлокерамика МК-5 ЗДесь сг, ба — УДельные теплоемкости; Р„Р, — плотности; 7(„ )еа — удельные теплопроводности материалов пары трения.
результат такого расчета носит чисто условный характер и может быть использован лишь для сравнения рассчитываемой конструкции с аналогичными существующими. Наиболее важным показателем тепловой напряженности фрикционного узла является максимальная температура поверхности трения, определяющая ее износ 'и свойства масляной пленки (у фрикционов, работающих в масле). Приращение максимальной температуры поверхности дисков трения фрикционных узлов гусеничных машин за одно включение приближенно может быть определено по формуле 2/.„аК /. й (1+ К) срй ') 12ото ) ' (11.138) Здесь а — коэффициент температуропроводности материала рассчитываемой детали; то — время буксования фрикциона; /)— толщина диска. Для расчета максимальной температуры поверхности тормозной накладки ленточного тормоза можно воспользоваться фор- мулой 2аад тахКй (11.136) (1+ К) грота При оценке работоспособности фрикционного узла следует учитывать, что при температуре поверхности выше 200 — 280' С резко увеличивается износ трущихся деталей.
Для стальных фрнкционов, работающих в масле, такая температура опасна еще и тем, что масляная пленка при этом нарушается и может наступить схватывание поверхностей. Так как средняя установившаяся температура фрнкционного узла при длительной повторной работе составляет 80 — 90' С, приращение температуры (хг,„ за одно включение не должно быть больше 100 †1' С.,) Т а б л и ц а 11.2.
Тенлофизическне характеристики некоторых фрнкционных материалов Глава П1 КОРОБКИ ПЕРЕДАЧ С НЕПОДВИЖНЫМИ ОСЯМИ й Ь ОБЩИЕ СВЕДЕНИЯ Применяемые на транспортных машинах двигатели внутреннего сгорания имеют коэффициент приспособляемости 1,15— 1,35 для поршневых и 2,0 — 2,3 для газотурбинных двигателей. В то же время коэффициент сопротивления движению гусеничной машины может изменяться в 10 — 12 раз. Диапазон изменения оборотов двигателя также во много раз меньше требуемого диапазона изменения скоростей движения машины. Все это приводит к тому, что за двигателем необходимо устанавливать дополнительный агрегат, который приводил бы в соответствие имеющиеся диапазоны работы двигателей с требуемыми.
Таким агрегатом является коробка передач (КП). Ее назначение: 1) изменять тяговые усилия и скорости движения машины в требуемом диапазоне за счет введения различных передаточных чисел; 2) обеспечивать движение задним ходом; 3) отключать на длительное время работающий двигатель от силовой передачи за счет «нейтрального положения». Первое назначение вытекает из вышеизложенного, два остальных обусловлены свойством поршневого двигателя.
Газотурб ные двигатели в принципе могут быть и реверсивными (за с регулируемого соплового аппарата), и работать при неподвижн вале тяговой турбины. В этом случае задний ход и нейтральн положение в коробке передач могут не потребоваться. Основные требования. К коробкам передач предъявляю~~я следующие требования: обеспечение требуемого диапазона передач; рациональная' разбивка передаточных чисел по передачам; высокий к. п. д.; быстрота и легкость переключения передач; надежность работы в течение срока службы; простота изготовления, обслуживания и ремонта; малые габариты и вес.
Под д и а п а з о н о м п е р е д а ч понимается отношение максимального передаточного отношения (на первой передаче) к минимальному (на высшей передаче), т. е. с( = —."" . Требуемый диапазон, т. е. диапазон изменения сопротивления движению, в случае механической трансмиссии перекрывается 7 и. л. носов 97 за счет диапазона передач и коэффициента прпспособляемостй двигателя, тогда при поршневом двигателе 10 —: 12 = (1,15 ' —:1,35) д. Отсюда легко определить, что диапазон передач должен лежать в пределах И = 7,5 —:10,5.
![](https://s.studizba.com/z.php?f=/templates/si/i/noavatar.png&w=100&h=100&t=1"){kind=avatar}
