ДЖИЗАКСКИЙ ПОЛИТЕХНИЧЕСКИЙ ИНСТИУТ

РЕФЕРАТ: ХОДОВОЕ ОБОРУДОВАНИЕ И ОСНОВЫ ТЯГОВОЙ МЕХАНИКИ МАШИН ДЛЯ ЗЕМЛЯНЫХ РАБОТ

Основным видом ходового оборудования машин для земляных работ, исключая экскаваторы, являются колеса с пневматическими шинами. Использование колес с пневматическими шинами низкого давления и большой грузоподъемности в качестве ходового обору­дования позволило создать самоходные колесные машины для зем­ляных работ, обладающие высокими тяговыми и скоростными качествами.

Колеса с пневматическими шинами самоходных колесных ма­шин выполняют функции:

движителя,  преобразовывающего  вращательное  движение ведущих  колес в поступательное движение машины; поддерживающего  элемента,  передающего  вертикальные нагрузки на поверхность качения; направляющего  элемента,  обеспечивающего  возможность изменения направления движения машины;

4) упругой подвески, создающей плавность хода машины.

Таким образом, в соответствии с основными функциями, вы­полняемыми колесом, различают:

ведущее колесо,  являющееся движителем и поддерживающим элементом; ведомое колесо,  выполняющее только функции поддержи­вающего элемента; ведомое и направляющее (управляемое) колеса, служащие
поддерживающим и направляющим элементами; ведущее  и  направляющее  колеса,  являющиеся  движите­лями, поддерживающими и направляющими элементами.

Самоходные колесные машины для земляных работ разрабаты­вают грунт своими рабочими органами только при движении за счет силы тяги, создаваемой колесным движителем.

НЕ нашли? Не то? Что вы ищете?

Преобразование крутящего момента (подводимого от двигателя к колесному движителю) в силу тяги самоходной колесной машины осуществляется пневматическими шинами колесного движителя в результате их взаимодействия с поверхностью качения. Эффективность этого процесса в значительной степени определяет тяго­вые качества самоходных колесных машин.

Потери мощности при работе колесного движителя обуславли­ваются, с одной стороны, проскальзыванием элементов пневмати­ческих шин, находящихся в пределах области контакта, относи­тельно поверхности качения, приводящем к снижению скорости поступательного движения машины, а с другой — за счет наличия сопротивления качению.

Факторы, определяющие проскальзывание и сопротивление качению, а следовательно, тяговые и скоростные качества машин для земляных работ в значительной степени зависят от параметров колесного движителя и режимов его работы.

§ 30. РАБОТА КОЛЕСА С ПНЕВМАТИЧЕСКОЙ ШИНОЙ

В зависимости от механических свойств пневматических шин и поверхности качения возможны следующие  характерные  особенности их  взаимодейст­вия при  качении  колеса:

1.        Деформируется  как пневматическая шина, так и поверхность качения.

Деформируется только пневматическая  шина. Деформируется толь­ко поверхность качения.

Рассмотрим равномер­ное качение деформируе­мого колеса, вращающего­ся с угловой скоростью щк, по горизонтальной недеформируемой поверхности качения (рис. 62).

Если центральная опорная течка О контакта пневматической шины не проскальзывает относительно поверхности качения, то мгновенный центр качения колеса будет находиться в этой же точке. Следовательно, радиус качения колеса r'к будет равен

где

r0 — радиус недеформированной пневматической шины;

л — нормальная деформация пневматической шины; а действительная поступательная скорость оси колеса v'кд составит

Если в точке О будет иметь место отрицательное проскальзы­вание, направление которого противоположно направлению дви­жения оси колеса (буксование) со скоростью скольжения — Дv''n, то мгновенный центр качения колеса  переместится  в точку О".

Радиус качения колеса в этом случае будет меньше, чем в преды­дущем, так как r"к < (r0 — л), а следовательно, и поступательная скорость v" кд также будет меньше, поскольку

В данном случае колесо будет катиться с буксованием.

Если точка О имеет положительное проскальзывание, направ­ление которого совпадает с направлением движения оси колеса (юз) со скоростью + Дv'''n, то мгновенный центр качения колеса переместится в точку О'''. Радиус качения колеса будет самый больший r'''к > (r0 — л), так же как и действительная скорость оси колеса v'''кд, равная

В последнем случае колесо будет катиться с проскальзыванием (юзом). Возможность качения колеса с юзом или буксованием зависит от режимов его работы и от про­цесса взаимодействия с поверхностью качения. Для того, чтобы выявить ха­рактер протекания этого процесса, рассмотрим равномерное качение де­формируемого колеса с пневматиче­ской шиной по недеформируемой по­верхности качения  (рис. 63).

Для удобства рассуждений пола­гаем, что ось колеса неподвижна, а поверхность качения движется в про­тивоположную сторону с постоянной скоростью, равной действительной поступательной скорости оси колеса vкд. Примем обоснованные экспери­ментальными исследованиями допу­щения, что при деформировании эле­ментов пневматической шины в области контакта пт они перемещаются только в радиальном направле­нии. Тогда при вращении колеса каждая точка пневматической шины, начиная с момента входа ее в контакт (точка /г), будет двигаться вдоль поверхности качения и в радиальном направ­лении. Рассмотрим движение элемента пневматической шины, на­ходящегося в точке о.

Очевидно, что скорость v1 движения точки о вдоль поверхности качения можно рассматривать как результирующую скорость двух составляющих: окружной скорости v3 точки о, направленной перпендикулярно к радиусу, и скорости, направленной по радиусу v2 (скорость радиальной деформации пневматической шины).

Воспользовавшись построениями, выполненными на схеме, и имея в виду принятые обозначения, можно составить следующие зависимости:

Из формул (78) и (79) следует, что скорости vl и v2 являются функцией угла а, который определяет положение элемента пнев­матической шины относительно вертикали, проходящей через центр колеса; причем скорость vl меняется по величине, но не меняется по направлению для + а и — а. Скорость v2 меняется как по величине, так и по направлению. Так, при + а скорость v2, направленная по радиусу к центру колеса, является скоростью сжатия элемента пневматической шины, при — а скорость v2 направлена по радиусу от центра колеса и является скоростью восстановления шины до недеформированного профиля.

Если точку о рассматривать как точку, принадлежащую по­верхности качения, то ее скорость будет величиной постоянной, равной vкд. В том случае, когда эта точка будет отнесена к поверх­ности пневматической шины, ее скорость v1 будет переменной, за­висящей от положения рассматриваемой точки на поверхности контакта пневматической шины. Поэтому все элементы пневма­тической шины, за исключением тех, у которых v1 = vкд, неиз­бежно будут проскальзывать относительно поверхности качения, если считать, что рабочий сектор пт пневматической шины не ис­пытывает тангенциальной деформации. Возникающая при этом скорость проскальзывания Дvn будет равна

Если при качении колеса в некоторой точке контакта Дvn > 0 (что может быть при v1 > vкд), то данный элемент пневматической шины будет проскальзывать относительно поверхности качения в сторону, противоположную движению оси колеса. Такое про­скальзывание, как уже говорилось, называется буксованием. Когда Дvn < 0 (при v1 < vкд), происходит обратное явление — рассматриваемый элемент пневматической шины будет проскаль­зывать в сторону, совпадающую с движением оси колеса. Отметим еще раз, что такое проскальзывание называется юзом.

Проскальзывание элементов пневматической шины можно оце­нивать относительным показателем — коэффициентом проскаль­зывания ио, который  определяется выражением

Заметим, что при буксовании некоторого элемента пневматиче­ской шины коэффициент его проскальзывания ио > 1; если имеет место юз — ио < 1; когда ио = 1, то это значит, что данный эле­мент пневматической шины не проскальзывает относительно по­верхности качения.

Предполагая, что в формуле (80) а = 0, получим выражение для определения коэффициента проскальзывания 0 центральной опорной точки пневматической шины (точка О):

Тогда выражение (80) можно представить в следующем виде:

Из формулы (82) видно, что разные элементы пневматической шины, положение которых в области контакта определяется уг­лом а, будут иметь различные коэффициенты проскальзывания. По указанной причине коэффициент ио не может служить крите­рием оценки проскальзывания колеса с пневматической шиной. Для этой цели принято пользоваться коэффициентом проскальзы­вания и центральной опорной точки (точки О) пневматической шины. Тогда при и > 1 качение колеса будет происходить с бук­сованием; если и < 1, процесс качения будет сопровождаться юзом; наконец, когда и =1, проскальзывания колеса относи­тельно поверхности качения происходить не будет.

Из за большого объема этот материал размещен на нескольких страницах:
1 2 3 4 5