Носов Н.А. - Расчёт и конструирование гусеничных машин (1066314), страница 69
Текст из файла (страница 69)
Глава !Х МЕХАНИЗМЫ ПОВОРОТА й Е ОБЩИЕ СВЕДЕНИЯ Основные требования. Процесс поворота гусеничной машины по характеру взаимодействия движителя с грунтом принципиально отличается от поворота колесной машины. Конструкция ходовой части гусеничной машины исключает возможность «кинематического» поворота при одном лишь перекатывании опорных катков по гусенице и вертикальной деформации грунта.
Опорные ветви гусениц, нагруженные всем весом машины, получают при повороте боковое перемещение (вращение) по грунту, преодолевая весьма значительные дополнительные сопротивления от сил трения гусениц о грунт и сил сопротивления срезанию и нагребанию грунта траками. Следствием этого является резкое возрастание общего сопротивления движению гусеничной машины при входе в поворот, увеличение нагрузки на двигатель. При повороте гусеничной машины одновременно имеет место изменение соотношения скоростей гусениц и возникновение направленной обычно назад силы тяги на отстающей гусенице, образующей совместно с силой тяги на забегающей гусенице поворачивающий-момент (аналогичная картина наблюдается и при повороте некоторых колесных многоопорных машин, поворачивающихся по бортовому принципу).
Установление необходимого соотношения между скоростями гусениц и распределение сил, действующих на них при повороте, и призван обеспечивать специальный элемент силовой передачи гусеничной машины — механизм поворота. Регулирование поворота может производиться или кинематическим путем, когда включением в механизмах поворота передач с различными передаточными числами гусеницам задаются фиксированные скорости разной величины; или силовым способом, например, притормаживанием отстающей гусеницы или связанного с ней элемента механизма поворота. Исходя из требований, предъявляемых к быстроходной гусеничной машине высокой проходимости, — гарантировать максимальную маневренность в любых условиях работы и наибольшую среднюю скорость движения по местности — идеальный механизм поворота должен обеспечивать: 346 1) устойчивый (кинематически фиксируемый водителем) и непрерывно изменяющийся от О до со радиус поворота машины, что позволяет получить высокую маневренность и хорошую управляемость; 2) возможность движения машины при повороте (как и при прямолинейном движении) с максимально возможной скоростью при полной загрузке двигателя; механизм поворота должен автоматически снижать или увеличивать скорость машины в точном соответствии с возрастанием или уменьшением внешних сопротивлений при изменении радиуса поворота, т.
е. обеспечивать полную приспособляемость к изменению внешней нагрузки при повороте; 3) отсутствие дополнительных потерь энергии, связанных с управлением поворотом, что дает высокую экономичность, а также повышение средней скорости движения. Полнота удовлетворения первого требования определяется в основном типом МП (прогрессивный или ступенчатый фрикционно-зубчатый), его кинематическим диапазоном и числом ступеней (количеством рр), способностью фрикционных механизмов обеспечить устойчивую работу МП при их длительном буксовании. Выполнение второго требования обеспечивает высокую степень использования мощности двигателя и, следовательно, высокую среднюю скорость движения.
Третье условие выполняется, если механизм поворота обеспечивает такое прогрессивное изменение снл тяги на гусеницах, что они в каждый момент времени соответствуют величине сил внешних сопротивлений при повороте. Идеальный механизм поворота можно представить в виде сочетания двух элементов: а) автоматической (или автоматизированной) бесступенчатой передачи, изменяющей скорость движения машины при повороте; б) бесступенчатой управляемой передачи, изменяющей соотношение скоростей гусениц (т. е. радиус поворота машины). На автоматическую передачу при необходимом расширении ее диапазона.
естественно возложить одновременно и функцию изменения скорости прямолинейного движения (функцию коробки передач), что даст в конечном итоге идеальную трансмиссию— механизм передач н поворота (МПП). Современные реальные механизмы поворота (МП), так же как и МПП, представляют пока лишь большее или меньшее приближение к идеальной схеме. Сравнительную оценку всего многообразия реальных МП и МПП целесообразно проводить по степени выполнения основных требований, предъявляемых к идеальным МП. Параметры сравнительной оценки МП. Из теории гусеничных машин известно, что механизм. поворота характеризуется в основном двумя величинами: расчетным относительным радиусом поворота рр и параметром д„. Машины с некоторыми МП могут иметь несколько разных расчетных радиусов поворота и параметров д„. 347 На рис.
1Х.1 представлены план скоростей (рис. 1Х.1, в) и приведенные схемы сил (исходная — рис. 1Х.1, а; конечная— рис. 1Х.1, б), действующих на гусеничную машину при повороте. Принято допущение, что поворот происходит на горизонтальной площадке при отсутствии юза и буксования гусениц, с малой скоростью и с радиусами, меньшими радиуса свободного поворота. Ширина колеи машины В принята равной единице. Введем следу- ющиеобозначения: Р, и Р,— нс сопротивления поступательа) ш ному движению на отстающей и забегающей гусеницах; зд ЬР =Рб Р +Р =Р; Р— сопротивление прямолинейному движению машины; М, — момент сопротивления повороту; Рта и Р а — силы тяги на отстающей и забегающей гусеницах, развиваемые двигателем через механизм ~, поворота; Р» — — Рта — Рта — их равнодействующая; Т вЂ” тормозная сила; р †относительный радиус поворота; рр— относительный расчетный радиус поворота, или плечо тормозной силы Т, создающей тормозноймомент М =ТраВ; о, и о, — скорости отстающей и забегающей гусениц; о, — скорость центра тяжести машины при повороте; оо — скорость прямолинейРнс.
1Х.1. Схема действ ного ДвижениЯ; о,„и о, — Усплан скоростей гусеннчно~ машины прн ловные скорости в точках Ом повороте и О,; д„— относительное плечо силы Ра, образующей поворачивающий момент М„, и в то же время величина смещения точки приложения скорости прямолинейного движения о, при повороте (характеризует уменьшение поступательной скорости машины при повороте); Раг(„В = М„; д, — относительное плечо силы Р, образующей момент сопротивления повороту, характеризующее степень возрастания сопротивлений при повороте: Рд,В = М,. При совместном рассмотрении представленных на рис. 1Х.1 плана скоростей и схемы приведенных сил, находящихся в равновесии, легко получаются следующие основные соотношения: Рз Р + Т; Рас(а + ТРр = РЧс1 Ма + Мм ™с1 р ртод Ог — Оа +,„1 Пд,д= 1 Рэ+ Рда 9м 2 Рдз — Рда (1Х.2) 05= ' ' — О + , = — ,5; мд — ид гг — мд ' ддд — гд при па= — Ои пг=О 1 гд + гд м 2 — г (1Х.З) 1 Р,+Р, Мг 1дЛ 2 Р— Р РВ 4(В ' (1Х.4) где р и 1 — коэффициенты сопротивления соответственно повороту и поступательному движению; 7.
— длина опорной поверхности гусеницы. Здесь Р, и Р,— силы тяги на гусеницах, необходимые для преодоления внешних сопротивлений повороту. Если силы, развиваемые двигателем на гусеницах, равны силам, необходимым для совершения равномерного поворота: Рдэ —— = Р„Рдз — — Р„то дг = д„, М„= М, и сила Т не нужна. Если же д„( д„то М„< Мт равномерный поворот без приложения силы Т невозможен.
Мощность внешних сопротивлений повороту Мощность, нагружающая двигатель при повороте, Уа = Рзоо = Р ог1 Уа = У„р + . (1Х.б) ям+ РР ям+ Рг Мощность, теряемая во фрнкционных элементах управления поворотом, Ут=Тптт Р пг Чг Чм Р Рг Чм+Рг Р+Чм у у Чг Чм Р Рг "' Ч +0~ 0+4 (1Х.7) При вычислении Уэ и У в соответствующие выражения следует подставить значение расчетного радиуса поворота рр, получающееся при полном включении (при отсутствии пробуксовки) того фрикционного элемента МП, с помощью которого осуществляется поворот на рассматриваемом режиме. В связи с этим фрикционные элементы управления поворотом целесообразно разделить на две группы в зависимости от их функции: 1) фрикционные элементы первого рода, которые при их полном включении обеспечивают поворот с расчетным радиусом той 249 илн иной конечной величины (остановочные тормоза, тормоза поворота двухступенчатого ПМП и двойного дифференциала и др.); 2) фрикционные элементы второго рода, которые при полном их включении реализуют режим прямолинейного движения, т.
е. рр —— оо (бортовые фрикционы, тормоза одноступенчатого ПМП, блокирующие фрикционы двухступенчатого ПМП и др.). Параметры сравнительной оценки МП можно получить на основе представленных выводов теории поворота. Полнота выполнения второго требования к МП может быть оценена коэффициентгбм относительной мощности двигателя Фд= =ггд = гуд Чг+ Рр Игр Чм+ Рр характеризующим степень возрастания мощности, которую двигатель должен развивать при повороте.
![](https://s.studizba.com/z.php?f=/templates/si/i/noavatar.png&w=100&h=100&t=1"){kind=avatar}
