Носов Н.А. - Расчёт и конструирование гусеничных машин (1066314), страница 98
Текст из файла (страница 98)
п. д. и значительно меньшая долговечность. При движении по хорошим дорогам и твердым грунтам колесный движитель имеет преимущество — меньшее сопротивление движению. Классификация. Гусеничные движители, применяемые в современных машинах, могут быть: 1) с приподнятыми или несущими направляющими колесами; 493 2) с передним или задним расположением ведущих колес; 3) с поддерживающими катками или без них; 4) с различным типом шарнира гусеницы: с резино-металлическими шарнирами, с открытым шарниром, с игольчатыми подшипниками.
Компоновка ходовой системы. При компоновке ходовой системы гусеничной машины сначала составляется компоновочная схема (рис. Х П!.3), выбираются ее основные элементы и параметры, а затем ведется конструктивная проработка н расчет узлов, входящих в эту схему. К гусеничному движителю относятся следующие основные узлы ходовой системы: гусеничные цепи, ведущие Рис. Х !! !.3. Компоновочная схема гусеничного движи- теля колеса, опорные катки, поддерживающие катки (или ролики), направляющие колеса с механизмом натяжения гусениц. Основные компоновочные схемы, нашедшие применение в быстроходных гусеничных машинах, приведены на рис.
Х П1,2. Схемы на рис. ХП1.2, а и б имеют заднее расположение ведущих колес. О преимуществах такого решения говорилось выше. Однако вопрос о расположении ведущих колес решается обычно не при разработке ходовой системы, а при общей компоновке машины и зависит главным образом от места расположения трансмиссии.
В схемах на рис. ХП1.2, в и г ведущие колеса расположены в носовой части корпуса. В схеме на рис. ХП1.2, в направляющее колесо опущено на грунт, в этом случае оно должно быть обязательно подрессорено. Очевидно, что эта схема может быть реализована при переднем расположении ведущих колес. Преимущество ее заключается в увеличении площади опорной поверхности гусениц при том же весе ходовой части, что дает, как уже известно, снижение удельных давлений, улучшение проходимости машины, но при этом снижается способность машины к преодолению препятствий на заднем ходу.
Схема на рис. ХП!.2, г имеет большое количество опорных катков большого диаметра, расположенных в шахматном порядке. О преимуществах и недостатках этой схемы говорилось выше. При наличии опорных катков. большого диаметра и отсутствии поддерживающих катков (рис. ХП1.2, б и г) движитель имеет меньшую высоту, улучшаются условия работы резиновых шин.
Однако при движении с большими скоростями верхняя ветвь гусеницы 494 начинает совершать значительные вертикальные колебания, бьет по опорным каткам, создает в движителе большие динамические нагрузки и увеличивает потери. Для быстроходных машин наиболее приемлемой, как правило, является схема, пбказанная на рис. ХП1.2, а (как с задним, так и с передним расположением ведущего колеса). При выборе размеров опорных катков (11,„), направляющих и ведущих колес г„, и г,, следует иметь в виду, что чем больше их диаметр, тем меньше углы поворота в шарнирах гусеницы, т. е, тем меньше потери энергии в них и выше долговечность гусеницы.
Клиренс машины Н„(рис. ХП1.3) для обеспечения хорошей проходимости выбирается в пределах 400 — 500 мм. Углы между наклонными ветвями гусениц и дорогой, а также высота расположения оси направляющего (или переднего ведущего) колеса л„, выбираются из условия лучшего обеспечения преодоления препятствий в пределах компоновки корпуса. Обычно й„, = 0,75 —: —:1 м; углы наклона ветвей гусеницы: передней — а = 40 —:45', задней — () = 20 —:25'. Длина опорной поверхности Е и ширина трака 6 устанавливаются в соответствии с требованием обеспечения заданной величины д,р. й 2.
ГУСЕНИЧНЫЕ ЦЕПИ С ШАРНИРОМ СУХОГО аТРЕНИЯ Такие гусеницы получили наибольшее распространение (рис. ХП1.4). Их достоинства: простота конструкции, сравнительно малый вес, высокая надежность. При этом имеют место существенные недостатки: низкая износостойкость и малый срок службы, т. е. низ- кое значение к. п, д., особенно на высоких те (св. 50 км/ч) скоростях движения.
Типы шарниров. Наиболее прост и распространен открытый шарнир с плавающим п а л ь, цем, однако он у открыт для,"попадания песка и грязи, что вызывает его быстрый износ. Рис, Х!!!.4. Элементы гусеницы с открытым Для уменьшения из- металлическим шарниром: лоса стремятся подо- ! и т — траки; 3 — соедииительиыа палец брать стали, позволяющие повысить твердость трущихся поверхностей проушин трака и пальца путем термохимической обработки или наклепа (калибровки проушин). Высокая твердость поверхностей трения должна 495 в гусенице сочетаться с высокой ударной вязкостью материала из-за необходимости противостоять большим ударным нагрузкам. Высокая твердость пальцев достигается цементированием.
Жела- тельно достижение высокой твердости и проушин и пальцев одно- временно, причем для резкого повышения износостойкости она должна превосходить твердость кварцевого песка. Такую твер- дость можно получить добавлением присадки бора в материал трака, борированнем (насыщением карбида бора) трущихся по- верхностей. Этот процесс вызывает большие технологические и конструктивные трудности, так как для обеспечения прочности поверхностного слоя твердость должна постепенно уменьшаться в глубину, но при малых толщинах проушин и малых диаметрах пальца это может привести к значительной средней твердости материала и к снижению стойкости его против ударных, нагрузок. Для повышения износостойкости шарниров гусениц делались попытки применить шарнир с закреплением пальца в коротких проушинах одного трака, чтобы снизить удельные давления в удлиненных проушинах другого трака.
Могут быть применены и полузакрытые шарниры с лабиринтом для ограничения попадания в него абразива. Однако пока значи- тельного эффекта эти мероприятия не дали, в то время как кон- струкция усложнилась и вес несколько повысился. Для литых траков применяется сталь Г-1ЗЛ (с калибровкой проушин), для штампованных — 35ХГ2, 27СГТ, ЗЗХГС и т. д., для пальцев — 38СХ, 40ХСА, 32ХСА, 37ХСА, 27СГ, 60Г.
Твер- дость проушин НИС 18 — 45, пальцев (при глубине цементации 0,8 — 1,2 мм) — НРС 35 — 55. Оценочные параметры гусеничной цепи. Коэффициент проч- Р ности на разрыв л = —, где Р— усилие, разрывающее одну а гусеницу; 0 — вес машины. Для быстроходных машин рекомен- дуется й = 3,5 —:4.
а, Относительный вес гусеницы 8 = — ' 10034, где О, — вес обеих гусениц. Желательно выдерживать б ( 6 —:8%. Коэффициент совершенства — = — 100 /а учитывает и прочбг о л Р 6 ность и вес. Желательно иметь — 2 —;2,5. ь Обобщенный коэффициент совершенства К, = — д,р10034 учи- тывает, кроме того, еще и среднее удельное давление на грунт; для лучших машин выдерживается в пределах 1,5 — 2,0. Звенчатость гусеничной цепи — — отношение шага трака ~г ь к ширине гусеницы.
На современных быстроходных гусеничных машинах применяются только мелкозвенчатые гусеницы. Для них ' характерно — ' = 0,5 и р ( 30' (центральный угол ведущего ь 496 колеса, соответствующий шагу гусеничной цепи). Мелкозвенчатые цепи улучшают сцепление с грунтом, уменьшают степень неравномерности тягового усилия на гусенице, улучшают динамику гусеничного движителя, Расчет гусеницы с открытым металлическим шарниром.
Рассчитываются проушины траков и пальцы на растягивающие усилия и трак на изгиб относительно продольной и поперечной осей. Расчетное разрывающее усилие принимается из условия максимального сцепления гусеницы с грунтом при движении на косогоре Р = 0,65грб; 1,5Ь, +а ' 1,5Ьв+а ' 1,5Ьл+а Р; Р: Р::Р„г. 2Є— (ХП1.3) Р,+Ре+Ра+ . +Р„=Р~+Рх+Р + +Р„=Р =Р. (Х1П.4) Р а с ч е т п р о у ш и н осуществляется по наиболее нагруженной средней проушине н а р а з р ы в в сечении, перпендикулярном усилию Р,: Р; 2(17 — г) Ь; ' где Р и г — наружный и внутренний радиусы проушины. Рекомендуемый запас прочности 2,5 — 3. Среднее удельное давление в проушине Рг Р= — „',, где е( — диаметр пальца. Допускается р ~ 150 МПа.
32 Н, А. Носов (Х!11.6) 497 для сухого дериистого грунта коэффициент сцепления ~р = 0,9 —:1,0. Расчетная схема трака с пальцем приведена на рис. Х Ш.5. Распределение нагрузок между проушинами находится из сов- МЕСТНОГО рЕШЕНИя СЛЕдуЮ- Рнс. ХП!.5. Схема расчета на прочность гущих уравнений, получен- сеннны с открытым шарниром ных А. Г. Козловым в предположении, что это распределение пропорционально изгибной жесткости пальца в точках фактического приложения сил в проушинах: При р а с ч е т е п а л ь ц а на срез напряжение среза определяют по формуле (Х111.7) 4 где к = — — коэффициент, учитывающий концентрацию напряжений.
Запас прочности — 2,5 — 3. Для получения равнопрочных проушин целесообразно принимать ширину средних проушин одинаковой, а крайних — в два раза меньше. Суммарная ширина проушин обоих траков должна быть одинаковой, за исключением траков с закрепленным пальцем. Расчет трака на изгиб осуществляетсяпоформуле лги п =— и в и где Ю'„— момент сопротивления изгибу, для сложного сечения, определяемый по табличным данным; ̄— изгибающий момент. Величина М„в зависимости от твердости грунта определяется следующим образом. На твердом неровном грунте трак рассчитывается как балка на двух опорах с нагрузкой Я, (от катка), приложенной посередине.
![](https://s.studizba.com/z.php?f=/templates/si/i/noavatar.png&w=100&h=100&t=1"){kind=avatar}
