Носов Н.А. - Расчёт и конструирование гусеничных машин (1066314), страница 63
Текст из файла (страница 63)
(ЧП.33) Радиальные силы в контактах, действующие в направлении ролика: Зг=Р,сову= 2Оо 1д асов (у+ 6) Мгсову 8„, = Рг сов у = 2г~ 1я асов(у — 6) ' (И [.34) Коэффициенты сцепления в контактах: Р, Оо 1я а сов (у + 6) Рг Π— Р впг (у+6) Р, са1к асов(У вЂ” 6) Рг Н вЂ” Я в1п (у — 6) ' (ЧП.35) 319 Если просчитать к, и к, в зависимости от угла наклона ролика во всем диапазоне регулирования ФТ, то окажется, что величины их изменяются очень плавно и имеют максимальные значения в зоне, близкой к 6 = О, т. е.
при ! = 1. Для практических расчетов Га, 1П а СОВ Т ламах = Капах = и и (Ч!!.36) Последней формулой можно воспользоваться для определения величины г в механизме автоматического нажатия к па» (Н вЂ” й Мп т) (ЧП.37) сов т!и и Здесь л у = агсейп —, (Ч1!.38) Угол наклона плоскостей лунок механизма автоматического нажатия а задается.
Обычно он лежит в пределах 45 — 50'. Величина к,„выбирается в зависимости от материала контактных Рис. И1.13. Схема для определения контактных напряжений в ФТ пар и среды, в которой пары работают (в масле или всухую). Так, по данным Я. Е. Фаробина 150) для ФТ с высокими контактными давлениями и работающего всухую и,„= 0,22. Для итого же типа ФТ, работающего в масле с сухим картером, в условиях граничного трения с маловязкими маслами к,„= 0,06 —:0,065, Приведенные формулы позволяют определить все необходимые силовые параметры для проведения прочностных расчетов основных деталей ФТ. Последние проводятся по формулам, известным из курса «Детали машин».
Мы приведем лишь формулу для определения напряжения в контакте рабочих поверхностей (контактное напряжение). Это напряжение является одним из главных оценочных параметров, определяющих работоспособность ФТ. Контактное напряжение а, в МПа (кГ1смя) находится по теории Герца — Беляева, согласно которой взаимодействие фрикционных пар рассматривается как качение двух цилиндров с радиусами 1т' и г' в первом контакте и )т и г" во втором (рнс. Ч!!.13), а, = 0,418 1/— (Ч11.39) т ор где Š— нормальная сила в контакте, прижимающая фрикцион-. ные пары, в Н (кГ); Š— модуль упругости, для стальных пар Е = 2,1 10' МПа (2,12.
1О' кГ1сма); — — расчетная кривизна. а 1 320 в мм ' (см '); б — длина линии контакта в мм (си). В первом контакте рв К!в вс(Н вЂ” Р 51п (т+ 6)] с (Ч11.40) во втором контакте Рв йгв Р 18 — Р 5(п (У 6)1 ' (Ч11.41) Для транспортных ФТ с высокими контактными давлениями максимальная величина о, не должна превышать 2000 — 3000 МПа (20 — 30 тыс. кГ)сив). Такие высокие контактные давления могут выдержать высокопрочные материалы. Поэтому основные детали (в частности, чашки, ролики) изготавливаются нз высоколегированных сталей с доведением твердости до НКС 60 — 65. 21 Н. А. Носов Глава ЧП! ЭЛЕКТРИЧЕСКИЕ И ЭЛЕКТРОМЕХАНИ ЧЕСКИ Е ПЕРЕДАЧИ $ Е ОБЩИЕ СВЕДЕНИЯ В трансмиссиях транспортных машин применяются электрические и электромеханические передачи (соответственно ЭП и ЭМП).
В ЭП крутящий момент и угловая скорость выходного вала изменяются в регулируемом диапазоне только за счет электро- привода, в ЭМП это изменение происходит за счет как электро- привода, так и механической передачи. ЭМП подразделяются на однопоточные (последовательные) и многопоточные (параллельные). В первых полная мощность приводного двигателя передается одним потоком, последовательно через электропривод и механическую передачу. Во вторых — несколькими (двумя, тремя) параллельными потоками.
Под электроприводом понимается система, состоящая из нескольких электромашин, соединенных электрической связью, и аппаратов управления. В простейшем электроприводе в качестве электромашин используются генератор и электродвигатель. ЭП имеют следующие преимущества: 1) бесступенчатость, прогрессивность и автоматичность изменения крутящего момента на ведущих колесах; 2) стабильность режима работы двигателя; 3) легкость и простота управления машиной; 4) удобство компоновки (возможность свободного и дистанционного расположения электромашин, так как они нетребуют взаимной центровки); ' 5) легкость отбора мощности; 6) долговечность.
К числу их недостатков относятся: 1) низкий к. п. д. (оптимальное значение не превышает 0,80, а в зоне максимальных крутящих моментов 0,60 — 0,65); 2) большие веса и габариты (более чем в два раза превышают соответствующие параметры механических передач); 3) большой расход цветных металлов. Многопоточные ЭМП обладают более высокими качествами. Они сохраняют все основные преимущества ЭП (пункты 1 — 3) и в то же время почти лишены их недостатков, так как через электрическую ветвь, обладающую низким к. п.
д., передается не вся мощность, а только ее часть. Поэтому общий к. п. д. ЭМП возрастает за счет высокого к. п. д. механической ветви. Оптимальный к. п. д. у некоторых ЭМП на 5 — 12',4 выше, чем у ЭП, и доходит до 0,92. Вес, габариты и расход цветных металлов у ЭМП также меньше.
Например, вес электромашин у отдельных ЭМП примерно в два раза меньше, чем у ЭП. Это вызвано тем, что электрические машины выбираются не по полной мощности приводного двигателя, а по мощности, передающейся электрической ветвью. Но ЭМП значительно сложнее ЭП из-за наличия механической передачи. й 2. ХАРАКТЕРИСТИКИ ПРИМЕНЯЕМЫХ ЭЛЕКТРИЧЕСКИХ МАШИН В ЭП и однопоточных ЭМП используются электрические машины постоянного тока. Электродвигатель обеспечивает наиболее приемлемый характер протекания тяговой характеристики, а генератор, обладая непрозрачностью, позволяет двигателю, устойчиво работать в режиме максимальной мощности. Регулирование скорости и тягового усилия на ведущих колесах достигается сравнительно простыми средствами.
В многопоточных ЭМП для обеспечения требуемой тяговой характеристики на выходном валу передачи крутящие моменты на валах электромашин в зависимости от частоты вращения должны изменяться по сложному закону. В наибольшей степени такое изменение могут обеспечить электрические машины постоянного тока со специальными характеристиками. Однако получение последних связано со значительными трудностями, а использование обычных электромашин в ЭМП может привести к завышению веса и габаритов. Электромашины переменного тока в гусеничных и колесных машинах пока еще применения не нашли, хотя некоторые из них обладают весьма заманчивыми качествами.
Так, трехфазный асинхронный электродвигатель по сравнению с другими электро- машинами имеет значительные преимущества. У него наименьшие вес и габариты, он прост в изготовлении, надежен в работе, имеет низкую стоимость и сравнительно высокий к. п. д. Синхронные генераторы также просты по конструкции и надежны в работе. Основное их преимущество по сравнению с генераторами постоянного тока — малый вес и габариты (из-за более высоких скоростей вращения). Быстроходность обеспечивается отсутствием скользящих контактов. Однако пуск и регулирование оборотов электродвигателей переменного тока до сих пор были связаны с большими трудностями и требовали громоздкого оборудования.
В настоящее время в связи с достижениями науки и техники в области полупроводниковых преобразователей частоты можно надеяться, что системы регулирования электромашин переменного тока будут доведены до приемлемых весовых и габаритных характеристик.
Рассмотрим характеристики электромашин постоянного тока. Генератор. Основное требование, предъявляемое к нему,— соотвегствие основных параметров (мощности и частоты вращения) параметрам теплового двигателя. Для поддержания устойчивой работы двигателя в зоне максимальной мощности в широком диапазоне изменения тягового 21* 323 усилия на ведущих колесах генератор должен обладать специальными характеристиками. Из существующих электромашин такими характеристиками обладает генератор смешанного возбуждения. В общем случае он имеет независимую, параллельную и последовательную обмотки возбуждения.
Желательные характеристики достигаются соответствующей комбинацией перечисленных обмоток и системой регулирования. На рис. ПШ.1 приведена идеальная характеристика генератора при совместной работе с двигателем внутреннего сгорания. Кривая 1 — 4 выражает зависимость напряжения 11, от силы тока ял; пг Фалу и уггиэ 1гааг т п,д Рис. ЧШ.1. Характеристика генера- Рис. Ч11!ЗЬ Механические хатора постоянного тока при совместной рактеристики электродвигателей работе с двигателем внутреннего сго-— постоянного тока ракия генератора 1,. В диапазоне 2 — 3 эта зависимость приближается к гиперболе и обеспечивает постоянный характер протекания мощности двигателя )Чэ (прямая 2' — 3'). В зоне низких токов 1,,„— О напряжение генератора резко возрастает (штриховая линия) и достигает величин, превышающих допускаемый предел.
Поэтому в точке 2 напряжение с1, принудительно ограничивается, и дальнейшее изменение его происходит по прямой 2 — 1. Соответственно уменьшается мощность Фэ от максимального значения до.О. В зоне максимальных токов 1,,„— 4 мощность двигателя, а следовательно, и напряжение ограничивается допустимой величиной силы тока 1, Электродвигатель. Так как в транспортных машинах ведущие колеса через передаточные звенья соединяются с валами электродвигателей, то тяговые качества этих машин в большой степени определяются механическими характеристиками электродвигателей, представляющими собой зависимость крутящего момента М э от частоты вращения пы. У различных типов электродвигателей постоянного тока характер протекания этой кривой является неодинаковым. На рис.
![](https://s.studizba.com/z.php?f=/templates/si/i/noavatar.png&w=100&h=100&t=1"){kind=avatar}
