3.3. Центр тиску гусеничного трактора і його зміщення відносно

середини опорної поверхні гусениці

Приймаємо наступні припущення: трактор рухається прямолінійно; рух змінний (j≠0); трактор рухається на під’йом; до трактора прикладена сила тяги на гаку.

Схема сил, які діють на трактор у цьому випадку, приведена на рис. 3.3. На трактор діють: вага трактора G, H; сила інерції P_j поступально рухомих маc трактора, H; тяговий опір (сила тяги) на гаку Р_г, H. Складовими Р_r є : паралельна поверхні дороги – Р_гcosγ_г і перпендикулярна – Р_гsіnγ_г; реакції грунту , паралельні поверхні дороги : штовхаюча сила Х_к і складова лобового опору Х_п ; результуюча реакція У всих нормальних реакцій грунту, які діють на окремі ланки гусениць, з урахуванням нормальної складової лобового опору.

При роботі трактора в таких умовах його тягово-економічні показники залежать від величини зміщення точки Д прикладання результуючих реакцій У від середини опорної поверхні гусениць.

Для визначення величини зміщення центра тиску Х_д необхідно склас- ти рівняння моментів сил, які діють на трактор відносно центра тиску точки Д. При цьому приймаємо наступні припущення: із-за малих значень _гР_гcos_г  Р_г ; моментами інерції дотичних сил деталей дизеля і трансмісії, які обертаються і встановлені на поперечних валах, нехтуємо; моментами дотичних сил інерції рухомих ланок гусеничних ланцюгів нехтуємо.

Рівняння моментів має наступний вигляд

Gcos (a₀ + X_д) + X_п 0 - Gsin h - P_j h - P_гsin_г ( а - а₀ -Х_д ) - Р_г h_г -

- Х_к 0  У 0 = 0 . (3.24)

Так як Х_п 0 = 0; Х_к 0 = 0 і У 0 = 0, то рівняння (3.24) записуємо так

Gcos ( a₀ + X_д ) - Gsin h - P_j h - P_гsin_г ( а - а₀ - Х_д ) - Р_г h_г = 0 . (3.25)

Виконуємо наступні арифметичні дії

Рис. 3.3. Схема сил, які діють на гусеничний трактор при поступаль-

ному русі на під’йом з навантаженням на гаку:

О₁ і О₂ – вісь веденого і ведучого коліс; Ц.В.– центр ваги; G – вага тракто- ра; Gcosα і Gsinα – нормальна (перпендикулярна) і паралельна складові сили ваги трактора; I – лінія горизонту; II – лінія поверхні дороги; α – кут під’йому лінії дороги відносно лінії горизонту; а – продольна координата Ц.В.; h – вертикальна координата Ц.В.; а₀ – продольний виніс Ц.В. відносно середини опорної поверхні гусениці ; L – довжина опорної поверхні гусениці ; Д –центр тиску трактора; Х_д – величина зміщення центра тиску при роботі з машинами і знаряддями; У – нормальна реакція дороги (поля) на гусениці; h_г – висота зміщення точки прикладання сили тяги на гаку відносно поверхні дороги; _г - кут нахилу лінії дії сили тяги на гаку до

лінії поверхні дороги

Gcos a₀ + Gcos X_д - Gsin h - P_j h - P_гsin_г а + Р_гsin_г а₀ +

+ Р_гsin_г Х_д - Р_г h_г = 0; (3.26)

Gcos X_д + Р_гsin_г Х_д = - Gcos a₀ + Gsin h + P_j h + P_гsin_г а -

- Р_гsin_г а₀ + Р_г h_г; (3.27)

Х_д ( Gcos + P_гsin_г ) = Gsin h + P_j h - Gcos a₀ - P_гsin_г а₀ +

+ Р_гsin_г а + Р_г h_г; (3.28)

Х_д ( Gcos + P_гsin_г ) = ( Gsin + P_j ) h - (Gcos + P_гsin_г ) а₀ +

+ ( sin_г а + h_г ) Р_г ; (3.29)

. (3.30)

Звідки

. (3.31)

При рухові трактора по горизонтальній ділянці ( = 0) з постійною швидкістю (j = 0) Gsin = 0; P_j h = 0; cos = 1. Тому рівняння (3.31) записуємо наступним чином

. (3.32)

Із рівнянь (3.31) і (3.32) видно, що основними факторами, які впливають на величину зміщення центра тиску Х_д при постійних значеннях G і Р_г є кут нахилу лінії тягового опору на гаку до поверхні дороги _г , висота точки прикладення тягового опору до навіски трактора h_г і зміщення (продольний виніс) центра ваги в продольній площині.

Величина зміщення центра тиску впливає на зчеплення гусениці з грунтом і змінює опір перекочуванню рушія. Положення центра тиску залежить головним чином від положення центра ваги. Тому положення центра ваги трактора визначається з урахуванням призначення трактора і силової дії, яка прикладена зі сторони основних машин і знарядь на трактор.

У більшості Вітчизняних сільськогосподарських тракторів механізм навішування розташований ззаду, а центр ваги спереду середини опорної поверхні гусениць на віддалі а₀  (0,05…0,08)L. На тракторах промислового і будівельного призначення робочі органи розташовані спереду, а центр ваги – ззаду від середини опорної поверхні гусениць на віддалі а₀  (0,02…0,05)L.