книги из ГПНТБ / Хайзерук Е.М. Кабелеукладчики. Вопросы теории и расчета

Если кабелеукладчик буксируется одним трактором, то его номинальное тяговое усилие на крюке при работе на 1-й передаче PKpi 3= (Рх)тах- При буксировке кабелеукладчика сцепом одно­ типных тракторов номинальное тяговое усилие каждого трактора

сеть от веса барабанов с кабелем; этот вес уменьшается при раз­ мотке кабеля.

Схема сил, действующих на кабелеукладчик, движущийся по заболоченной местности, показана на рис. 42. Расположив начало координат в точке О и направив оси х к у горизонтально и верти­ кально, найдем суммы проекций сил на оси л: и у и уравнение

здесь Хв и YB — горизонтальная и вертикальная составляющие равнодействующей реакции грунта на днище корпуса болотного кабелеукладчика. Равнодействующая приложена в центре давле­ ния с координатами хв и hP.

70

Тяговое усилие, необходимое для приведения в Движение болотного кабелеукладчика на горизонтальном участке,

Распределение элементарных реакций грунта на днище корпуса характеризуется эпюрой давления, которая в зависимости от

Рис. 42. Схема сил, действующих на болотный кабелеукладчик

величины сил и их моментов относительно точки О может прини­ мать различную форму. При прямоугольной форме эпюры (/) на каждый участок грунта, находящийся под днищем, воздей­ ствует одинаковое давление

71

Если эпюра давлений имеет прямоугольную форму, то равно­ действующая реакции грунта приложена в центре опорной поверх­ ности днища корпуса.

Рис. 43. Схема сил, действующих на навесной кабелеукладчик

Схема сил, действующих на навесной кабелеукладчик, движу­ щийся на подъем, показана на рис. 43. Пренебрегая силами инер­

72

Таким образом, касательная сила тяги трактора в навесном кабелеукладчике расходуется на преодоление тягового сопро­ тивления кабелепрокладочного ножа, сопротивления качению и составляющей полного веса трактора, направленной вдоль склона.

Перпендикулярная к поверхности уклона реакция грунта У приложена в центре давления опорных поверхностей гусениц трактора и удалена от точки О на расстояние

' В зависимости от положения точки приложения реакции У изме­ няется форма эпюры давления грунта на опорную поверхность гусениц.

В случае применения навески кабелепрокладочного ножа с опорными колесами в уравнении (16)—(18) вводится горизон­ тальная и вертикальная составляющие реакции грунта на опор­ ные колеса.

§ 2. ПРОДОЛЬНАЯ И ПОПЕРЕЧНАЯ

УСТОЙЧИВОСТЬ КАБЕЛЕУКЛАДЧИКА

Под продольной и поперечной устойчивостью кабелеукладчи­ ков прицепного и навесного типов понимают способность их противостоять опрокидыванию в продольной и поперечной пло­ скостях, а также удерживать при работе заданную глубину про­ кладки кабеля.

,73

Кроме продольной и поперечной устойчивости в рабочем поло­ жении кабелеу кладчика, различают также его устойчивость в транс­ портном положении.

Продольная устойчивость прицепных кабелеукладчиков обес­ печивается в том случае, если сумма моментов сил относительно точки прицепа, действующих в направлении заглубления кабелепрокладочного ножа в грунт, больше суммы моментов сил, дей­ ствующих в противоположном направлении. Для определения условия продольной устойчивости прицепного кабелеукладчика найдем вертикальную реакцию грунта на его задние колеса из

Для сохранения продольной устойчивости кабелеукладчика необходимо, чтобы его задние колеса были прижаты к грунту. Отрыв их от поверхности грунта не наступит при Y3 > 0 . В про­ тивном случае задние колеса оторвутся от поверхности грунта

иглубина хода кабелепрокладочного ножа уменьшится.

Впредельном случае Y3 = 0, Х3 = 0 и Хг = Х2, Y1 = Y2

(вследствие применения равноплечего балансира). Пренебрегая Рг и приняв во внимание, что

Qx ~ t g U°'

найдем из уравнений (23) и (24) условие продольной устойчивости прицепного кабелеукладчика с балансирнрй подвеской двух пар передних и с жесткой подвеской задних опорных колес:

74

Принимая во внимание уравнения (10) и (25), можно отметить,

ния тягового сопротивления пропорочного и кабелепрокладочного ножей;

уменьшения углов наклона б и 60 равнодействующих Q и R к направлению поверхности наклонного участка, на котором работает кабелеукладчик;

движения кабелеукладчика на спуск, если момент от состав­ ляющих веса кабелеукладчика и барабанов относительно точки О направлен на выглубление ножей из грунта.

Повысить продольную устойчивость прицепного кабелеуклад­ чика можно: 1) увеличением веса кабелеукладчика GK при помощи дополнительного груза; 2) удлинением дышла прицепа; 3) пони­ жением высоты hp точки прицепа О относительно поверхности грунта; 4) совершенствованием геометрии ножей в направлении увеличения углов б„ и б. На практике получил наибольшее рас­ пространение 3-й 4-й приемы, поскольку они не вызывают повы­ шения металлоемкости кабелеукладчика.

Условие продольной устойчивости прицепного кабелеуклад­ чика, ходовая часть которого имеет две пары колес, укрепленных на балансирах (на кабелеукладчике устанавливается один барабан с кабелем), может быть получено из уравнения (25). Для этого

отсутствуют вследствие отрыва их от поверхности грунта. Условие

В одноосных кабелеукладчиках (с двумя жестко подвешен­ ными опорными колесами) пропорочные ножи применяются редко. Поэтому, приняв в уравнении (26) Qx = 0, получим из него условие продольной устойчивости одноосного прицепного кабеле­ укладчика:

PJip± sin ап [(GKhg + GfiA) + (GK + G6 1 ) hP] -f- cos an x X (GK tg + Galx) - Rx (hR - lR tg 6).

Если hR = lR tg б, то равнодействующая тягового сопро­ тивления R кабелепрокладочного ножа пройдет через точку при­ цепа О и момент ее относительно этой точки станет равным нулю.

75

Продольная устойчивость болотного кабелеукладчнка будет нарушаться при отрыве задней части днища от поверхности грунта. В этом случае реакция грунта в указанной зоне будет равна нулю, а эпюра давления примет вид треугольника с гори­ зонтальной стороной, равной длине опорной поверхности днища /. Равнодействующая элементарных давлений будет проходить через центр тяжести треугольника, который удален от точки при­ цепа О на расстояние с —j—g—

Условие продольной устойчивости будет нарушаться, если координата центра давления

*»=^с + -^-/,

так как в противном случае эпюра будет иметь вид треугольника с горизонтальной стороной меньшей, чем длина / опорной поверх­ ности днища, и кабелеукладчик будет опираться на грунт лишь частью днища. При этом глубина хода кабелепрокладочного ножа в грунте уменьшается.

По аналогии с предыдущими выводами неравенств, выражаю­ щих условие продольной устойчивости кабелеукладчиков, из урав­ нений (15) и (14), приняв хш = fBya (где / в — коэффициент тре­ ния днища о грунт) и хв = с - f -~ I, получим следующее условие продольной устойчивости болотного кабелеукладчнка:

Рассмотрим условия, при которых может нарушиться про­ дольная устойчивость навесного кабелеукладчнка.

Из теории трактора известно, что продольная устойчивость движущегося на подъем трактора с навесным оборудованием обеспечивается при

76

Критический угол подъема можно получить, если приравнять Ry правой части неравенства (28). С учетом уравнения (24)

(Gap + G6 a6 ) cos a n - (GAp + G&h6) sin a n - (G + G6 ) с к cos a (/* + c k ) t g 6 - f t *

Для надежности расчета критический угол подъема следует определять из уравнения (26), приняв в нем Rx = РктХ, б = 0 и hR равной глубине хода ножа в грунте.

Рис. 44. Схема сил, действующих на прицепной кабелеук­ ладчик при работе его на поперечном склоне

Поперечная устойчивость прицепного кабелеукладчика опре­ деляется условием равновесия сил в плоскости, перпендикуляр­ ной направлению поступательного движения машины. Из уравне­ ния моментов сил относительно точки Ох (рис. 44) определим вер­ тикальную реакцию:

v _ (G cos р п ) 0,5В — (G sin р п ) hg + (fly) с у м - 0,55

77

кабелеукладчика, при котором может произойти его опрокиды­

Следует отметить, что при работе кабелеукладчика поперек склона ухудшается условие его продольной устойчивости за счет уменьшения составляющей веса машины, перпендикулярной по­ верхности склона; эта составляю­

щая становится равной

склоне (без подъема или спуска) в.вышеприведенные уравнения, выражающие условие равновесия сил, действующих на кабеле­

укладчиков может нарушаться вследствие забивания подрамного пространства перед кабелепрокладочным ножом растительными остатками. Затупленные кабелепрокладочные ножи 2 в неплотных грунтах разрушают корни 1 путем разрыва (рис. 45). В случае разрыва корня по схеме а остаток его задерживается на ноже,

продолжая движение вместе с ним. Остатки корней и дернины накапливаются перед ножом между нижней частью рамы и по­ верхностью грунта, приподнимаемого ножом.

При большом числе остатков корней и дернины создается грун­ товая призма волочения, зажатая между рамой и дневной поверх­ ностью грунта (рис. 46, а), которая поднимает раму над грунтом,

уменьшая глубину хода ножа. Приближенно объем грунтовой призмы волочения можно определить по формуле

УГ П = abc,

78

где а •— расстояние между нижней плоскостью рамы кабеле­ укладчика и поверхностью грунта;

Ь— длина призмы волочения (которая может быть прибли­ зительно равна половине ее ширины);

меньше, чем у прицепного, и приблизительно равняется ширине нижнего звена параллелограммной навески или хвостовика (у ра­ диальной навески), несущего кабелепрокладочный нож (рис. 46, б).

Рис. 46. Схема образования грунтовой призмы волочения перед кабелепрокладочным ножом при работе прицепного (а) и навесного (б) кабелеукладчиков

Сопротивление движению кабелеукладчика, создаваемое грун­ товой призмой волочения, определяется ее весом, весом машины, опирающейся на призму (в связи с отрывом опорных колес от поверхности грунта) и коэффициентом трения призмы волочения по дневной поверхности грунта:

-ь1,6 гс/см3 );

79