МИНИСТЕРСТВО СЕЛЬСКОГО ХОЗЯЙСТВА

РОССИЙСКОЙ ФЕДЕРАЦИИ

Федеральное государственное

бюджетное образовательное учреждение

высшего профессионального образования

«Алтайский государственный аграрный университет»

Кафедра «Тракторы и автомобили»

Соколов В.В.

Красовских В.С.

дисциплина

«Тракторы и автомобили»

раздел

«Основы теории и расчета трактора и автомобиля»

методическое руководство

к лабораторной работе

для студентов инженерного факультета

Определение координат центра тяжести и анализ продольной устойчивости колесного трактора

Барнаул 2013

Тема: «Определение координат центра тяжести и анализ продольной устойчивости колесного трактора».

Цель и задачи работы: Закрепить и углубить теоретические знания. Освоить одну из методик определения координат центра тяжести колесного трактора, проанализировать его продольную устойчивость.

Место проведения занятий: 101 аудитория.

Время занятий: 4 часа.

Оборудование и приборы:

1. Колесный трактор.

2. Кран-балка с талью на 30 кН.

3. Тяговый динамометр.

4. Рулетка.

5. Стропы.

6. Приспособление для определения угла наклона трактора.

Содержание работы

I. Определение веса и координат центра тяжести колесного трактора

На устойчивость и другие динамические качества тракторов существенное влияние оказывает их вес и положение центра тяжести. Наиболее просто и достоверно эти параметры определяются опытным путем.

Вес колесного трактора G может быть определен как сумма веса трактора, приходящегося на задние колеса G_к и веса трактора, приходящегося на передние колеса G_п:

G ⁼ G_к + G_п. (1)

Значения G_к и G_п можно определить, замерив усилия P, необходимые для отрыва от горизонтальной опорной поверхности задних P₁ = G_к и передних P₂ = G_п колес трактора. Для подъема трактора использовать кран-балку, а усилия измерить пружинным динамометром. Линия действия силы P должна проходить через оси колес.

Зная вес трактора и его распределение по осям, можно определить продольную координату центра тяжести a - расстояние от центра тяжести до оси ведущих колес:

a = L(G_п/G), (2)

где L - продольная база трактора, м.

Координату центра тяжести по высоте h можно определить, измерив усилие P_д, необходимое для удержания трактора под некоторым углом  к горизонтальной поверхности за передний или задний мост (рисунок 1). Подъем трактора и замер усилия производить так же, как и при определении сил P₁ и P₂.

Координата центра тяжести по высоте h в этом случае может быть определена из уравнения моментов сил, действующих на трактор относительно центра задних колес O_к:

М_ок = GCos·a – GSin(h – r_к) – P_дCos·L – P_дSin(r_к – r_п) = 0

или после деления на GSin:

М_ок = a/tg – (h – r_к) – (P_дG)[L/tg + (r_к – r_п)] = 0,

откуда

h = r_к + a/tg – (P_д/G)[L/tg + (r_к – r_п)], (3)

где r_к и r_п - радиусы, соответственно, задних и передних колес, м.

2. Продольная устойчивость колесного трактора

При положительном значении реакции почвы на передние направляющие колеса y_п они прижимаются к поверхности пути, и опрокидывание трактора невозможно. Поэтому общее условие продольной устойчивости колесного трактора выражается неравенством:

y_п  0. (4)

Различают устойчивость трактора статическую (трактор неподвижен) и динамическую (трактор движется).