книги из ГПНТБ / Родин И.И. Проектирование одноковшовых строительных экскаваторов учеб. пособие

Рис. 49. Схема многоопорной гусеницы с опущен­ ными колесами.

Рис. 50. Схема многоопорной гусеницы с подняты­ ми колесами.

где о _ диаметр направляющего колеса с учетом толщины

183

Сопротивление развороту складывается из сопротивления опорной поверхности и сопротивления скалывания грунта при повороте просевшей гусеницы. При повороте двухгусе­ ничного экскаватора вокруг центра одной гусеницы

где К — коэффициент сцепления грунта, К = 0,25—2,5 кгс/см2 (большие значения для скальных пород, меньшие— для слабых);

h — глубина погружения гусеницы;

/] — длина опорной части гусеницы.

184

Б. Э к с к а в а т о р ы на п н е в м о к о л е с н о м х о д у

Пневмоколесный ход применяется преимущественно для экскаваторов малой и средней мощности с емкостью ковша от 0,10 до 1,0 м3. Он позволяет экскаваторам перемещаться в городской черте собственным ходом со скоростью до 30 км в час. А наличие нескольких скоростей от 2 до 30 км/час об­ легчает перемещение их с одной площадки на другую в ко­ роткие сроки без применения специальных транспортных средств.

Однако экскаваторы на пневмоколесном ходу имеют и отрицательные качества — большое давление на грунт, мень­ шую проходимость, необходимость применения специальных выносных опор для разгрузки баллонов и устранения раскач­ ки машины во время экскавации.

Исходные данные для расчета ходового механизма: тя­ говое усилие FKна ободе колеса; вертикальные силы от веса оборудования, сопротивления грунта и опорные реакции на баллоны.

Касательная сила FK определяется по формуле:

(7.147)

принимается как удельное сопротивление со на тон­ ну груза).

Касательная сила FK, полученная по формуле, не всегда может быть использована полностью. Если сила сцепления между колесом и грунтом (GC4) будет меньше касательной силы, то произойдет проскальзывание колеса по грунту (бук­ сование). Поэтому должна быть сделана проверка на усло­ вие:

185

где GC4— сцепной вес, то есть вес, приходящийся на ве­ дущую ось;

ер — коэффициент сцепления между колесом и грун­ том.

При тяговых расчетах значение коэффициента ф следует принимать для уплотненного грунта соответствующее значе­ ниям грунтовой дороги.

Если для экскаватора приняты шины низкого давления,

186

187

При наличии всех ведущих колес у экскаватора и различ­ ных исполнений колесных схем вместо коэффициента f при­ нимается его среднее значение, которое определяется по фор­ муле:

Сопротивление повороту в отличие от гусеничных машин,

как правило, невелико из-за наличия в механизме движения дифференциала.

При таком механизме и при общем центре поворота для всех колес полное сопротивление повороту составляется из сопротивлений повороту отдельных колес вокруг вертикаль­ ных осей, проходящих через точки опор.

Момент сопротивления поворота выразится:

М = G р р , работа при повороте на угол а

L = Ma = G;j.pa,

где G — полный вес машины;

ц — коэффициент трения шины по дороге (0,6—0,8);

р— радиус приложения силы трения pG от центра вра­ щения, равный (3—5 см).

Сопротивление повороту получится из зависимости

Если машина не имеет дифференциалов на ведущих осях, то при повороте на каждой такой оси должно проскальзы­ вать одно колесо на длине пути:

I —[(г - f а) — г] а = а а ,

где а — ширина колеи колесного хода.

.188

Сопротивление при повороте машины с одной бездифференциальной ведущей осью будет выражаться величиной:

(7Л5°)

где G — нагрузка на бездифференциальную ось. Бездифференциальная конструкция ходового механизма

проще, чем дифференциальная, но она имеет большее сопро­ тивление при повороте.

Ходовая тележка с дифференциальной передачей значи­ тельно тяжелее и дороже бездифференциальной. Иногда для удешевления и снижения веса применяют жесткую передачу на одно колесо, а второе колесо связывают с ним фрикцион­ ной связью. Фрикционная связь передает колесу половину момента, получаемого валом, и при повороте фрикционное устройство проскальзывает. В этом случае момент передава­

аработа скольжения муфты составит:

А= Мф -g - ,

Полное сопротивление повороту от одного колеса с фрик­ ционной связью будет определяться по формуле:

Как видно, сопротивление повороту при бездифференци­ альной передаче и фрикционной отличается коэффициентами

Из сравнения формул (7.150) и (7.152) видно, что привод от одного колеса через фрикционную связь дает меньшие сопротивления при повороте и обеспечивает больший срок службы шин.

189

В ы б о р д и а м е т р а к о л е с и шин

Для определения диаметра колес и размера шин необхо­ димо знать нагрузку, приходящуюся на колесо. Она подсчи­ тывается двояко:

а) как статическая нагрузка, распределенная на колеса

относительно центра О опорной поверхности экскаватора оп­ ределяется выражением (рис. 51):

Рис. 51. Схема расчета нижней ходовой ра­ мы на пневмоколесном ходу.

190

К — расстояние от центра О до оси поворота;

а— угол между продольной осью экскаватора и осью стрелы.

Разлагая этот момент по осям X—X (поперечная ось) и У—У (продольная ось) — Mx= Ms i n a и My= M cosa, — по­ лучим от Мх нагрузку Rx в точке А (колесо с наибольшей на­ грузкой) :

от момента Му (в той же точке А) нагрузку Ry:

Величина угла a, при котором давление R имеет макси­ мальное значение, находится из уравнения

dR

d а = 0 .

Для простоты решения используют метод подбора, не ре­ шая сложного уравнения с различными тригонометрически­ ми функциями.

Размер пневмошин выбирают на нагрузку больше стати­ ческой в 1,5—2 раза:

Rp = (1,5 -ч- 2) Rmax •

Выбранную шину необходимо проверить на прогиб:

191

где Ртах— нагрузка на баллон,

Здесь F — площадь эллипса внутреннего диаметра шины,

F = тшЬ,

где а — большая ось эллипса;

b — малая ось, соответствующая внутреннему диамет­ ру шины;

р — давление в камере в кгс/см2\

со — коэффициент, учитывающий работу покрышки.

у = (0,03-^0,04) D, где D — наружный диаметр баллона.

§ 10. Расчет нижней рамы гусеничного экскаватора

[9, 11, 23]

Нижняя рама и ее детали рассчитываются на условия, соответствующие работе экскаватора и передвижению его.

На ходовое оборудование действуют внешние силы: на­ грузка на катки вращающейся платформы, реакция цапфы или захватов и вес рабочего оборудования. Эти силы вызы­ вают опорные реакции оборудования.

Точками приложения реакций являются: при расчете ниж­ ней рамы — ее опоры А, В, С и D; гусеничных рам — край­ ние колеса гусениц Аь Вь Q и Di; при расчете осей, крон­ штейнов нижней рамы (поперечной балки вместо оси) — их опоры на гусеничной раме или непосредственно на соответ­ ствующем катке А2, В2, С2 и D2 (рис. 52). Кроме того, на ходовое оборудование при развороте действуют горизонталь­

ные реакции грунта и нагрузки подшипников ходового меха­ низма.

192