7. Ходовое оборудование

ХО – предназначено для передачи нагрузок на опорное основание и для передвижения машин. Делится на активное (самоходные) и пассивное (на буксире за тягачом).

ХО состоит из движителя, подвески, опорной рамы или осей, механизма передвижения.

По типу движителя ХО подразделяют на:

1 – гусеничное;

2 – шинноколесное (пневмоколесное);

3 – рельсоколесное;

4 – специальное (шагающее, вездеходное и др.).

1 – применяют для передвижения по бездорожью. Это машины малой мощности массой 1-2 т и мощные с массой в сотни и тысячи тонн. Воспринимают значительные нагрузки при сравнительно низком давлении на грунт, большие тяговые усилия и хорошую маневренность.

Недостатки – значительная масса, материалоемкость, недолговечность, высокая стоимость ремонтов, низкие КПД и скорость движения. Передвигаются своим ходом только в пределах стройплощадок. Для их перевозки используют тягачи со специальными прицепами – трайлерами.

2 – для машин, где транспортная операция – главная (самоходные скреперы), где часто меняются рабочие площадки, отстоящие одна от другой на значительных расстояниях. Особенность – повышенные транспортные скорости, большая мобильность, долговечность и ремонтопригодность по сравнению с гусеничным ХО.

3 – оборудуют машины, работающие в ограниченной зоне с идентичными транспортными траекториями (башенные краны, карьерные экскаваторы). Простота конструкции, невысокая стоимость, достаточная долговечность и надежность.

Недостатки: малая маневренность, сложность перебазировки, дополнительные затраты на устройство и эксплуатацию рельсовых путей.

4 – имеет несколько конструктивных решений. Выпускают с механическим и гидравлическим приводом. Шагающий ход обеспечивает низкие удельные давления на грунт и высокую маневренность.

Недостаток: малые скорости передвижения (до 0,5 км/ч). Для мощных экскаваторов драглайнов.

Основные технико-эксплуатационные показатели ХО:

1 – скорость передвижения, проходимость – способность передвигаться в различных эксплуатационных условиях (рыхлым и переувлажненным грунтам).

2 – маневренность – способность изменять направление движения в стесненных условиях.

Давление на грунт – от 0,03 до 0,7 МПа. Тяговые усилия – 45-60% от массы машины. Обеспечение машиной необходимых величин давления на грунт, тягового усилия и клиренса (расстояние от поверхности дороги до наиболее низкой точки ХО) характеризует ее проходимость. Проходимость определяется глубиной колеи h (м), которая увеличивается с ростом давления р на контактную поверхность между опорной частью ХО и грунтом.

h=pc, (6)

где c – коэффициент постели.

с=0,1-0,5 МПа/м – свеженасыпной песок, мокрая размягченная глина;

с=20-100 МПа/м – мягкие скальные грунты, известняки, песчаники, мерзлота.

Маневренность характеризуется радиусом разворота R и шириной дорожного коридора В_д.к..

8. Тяговый расчет ходового оборудования

Здесь решается задача определения сопротивлений передвижению машины и ее тяговых возможностей.

Сопротивление передвижению W выразим следующим уравнением:

W=Wpo+Wпер+Wпов±Wy±Wn+Wb,

где 1 – сопротивление на рабочем органе машины;

2 – сопротивление передвижению движителей по горизонтальному пути;

3 – сопротивление повороту машины;

4 – сопротивление движению на уклоне местности;

5 – сопротивление инерции при разгоне и торможении;

6 – сопротивление ветрового давления.

В этом уравнении сохраняются только те сопротивления, которые имеют место в конкретном транспортном режиме работы машины.

W_po – зависит от назначения и типа машины, характера выполняемых работ, конструкции рабочего органа и др. факторов. Его расчет ведут для конкретных типов технологических машин.

Wпер≈f∙G,f – коэффициент сопротивления передвижению движителя;

G – вертикальная составляющая внешней нагрузки на движители.

W_пов не учитывают для колесных машин по твердому основанию.

Для колесных машин: езда по рыхлому грунту:Wпов=(0,25…0,5)Wпер;Для гусеничных машин:

езда по вязкому рыхлому грунту Wпов=(0,4…0,7)Wпер;езда по твердому грунту

Wпов=(0,3…0,5)Wпер; С уменьшением R_пов→W_пов возрастает.

m – масса машины;

g – 9,8 м/с² – ускорение свободного падения;

α – угол подъема пути машины.

+ на подъем, — под уклон.

V – скорость в конце разгона или начале торможения (м/с);

t_p(T) – продолжительность разгона (торможения).+при разгоне, — при торможении.

S – площадь, воспринимающая давление ветра (м²); q_b – распределенная ветровая нагрузка на 1 м² поверхности (Па) (от географической зоны работы машины).

Коэффициенты сопротивления передвижению f и коэффициенты сцепления φ₂.

Снег и болото – учитывают только для шинноколесных, для гусеничных машин пренебрегают.

Движение машины возможно, если выполняется условие (условие движения) Tmax≥W т.е максимальное тяговое усилие Т_max должно быть не меньше суммарного сопротивления движению W. Усилие Т_max ограничено двумя факторами:

1 – мощностью привода;

2 – условиями сцепления движителями с опорным основанием, с которыми оно связано следующими зависимостями:

де P_x – суммарная мощность двигателей (Вт);

η_x – общий КПД;

V – скорость передвижения (м/с);

φ – коэффициент сцепления движителя с основанием.

Если условие не выполняется по Т_max(Р_x):

1. не хватает мощности, машина не может двигаться;

Если условие не выполняется по Т_max (φ) :

1. нет движения из-за буксования движителей (подкладывают материал с большим φ).