
книги из ГПНТБ / Скотников В.А. Основы теории проходимости гусеничных мелиоративных тракторов [учеб. пособие]
.pdfплужного канавокопателя несколькими тракторами), каждая по следующая машина должна иметь дорожный конструктивный просвет, больший, чем у предыдущей машины.
Однако этот вывод нельзя распространить на сочлененные многогусеничные машины, суммарная длина гусениц у которых много больше, чем у двухгусеничных. Дело в том, что у сочле ненных машин ширина 6 С 0 Ч межгусеничного пространства (рис. 6.3, б) настолько мала, что трунт между гусеницами в силу
|
|
|
|
|
+ |
L\ |
_ B\ |
1 |
|
|
|
|
|
я |
|||
1 |
1 + |
+ |
+ |
+ |
4- |
|||
|
• = - - > - о - - = > - |
+ |
+ + + |
Т7 |
||||
|С~ - |
|
|
|
|
—О—'—=э—ЪяГ^ |
|__/ |
||
ю- - ~>-Сн>-г-э- — 0 = 0 |
= 3 — O O T J _ , J |
и |
||||||
1 |
! |
+ - - +a |
• |
+ |
|
|
, 10 |
- J - |
|
|
|
|
|
|
|
ID]
Рис. 6.4. Схема гусеничного трактора с высоким расположением деталей, определяющих дорожный просвет.
своей связанности и влияния близко расположенных гусениц осе
дает так же, как и непосредственно под |
гусеницами. |
Поэтому |
|
теоретически можно считать, |
что Ьсоч?иО |
и дорожный |
просвет |
nm> ~ ^ н а ч - ^ э т о м п Р е и м У Щ е |
с т в 0 сочлененных машин. |
|
Как видно из рис. 6.2, в межгусеничном пространстве трак- - торов наибольший просвет должен быть в плоскости осей перед них и задних звездочек (колес). Одни из способов обеспечения этого требования — создание трансмиссий без сплошного кор пуса заднего моста, например, так, как показано на рис. 6.4. Здесь привод ведущих звездочек 3 осуществлен от конечных бор товых редукторов 2, габариты которых вписываются в ширину
191
гусениц. Привод же редукторов выполнен с помощью карданных передач 1, не выходящих ниже габаритной линии.
Таким образом, чтобы обеспечить проходимость гусеничных машин, работающих на торфяных грунтах, необходимо величину
и местоположение конструктивного |
дорожного |
просвета |
haop |
рассчитывать по приведенным выше |
формулам |
(6.1) и (4.15) — |
(4.17) и располагать детали в межгусеничном пространстве вы ше габаритной линии к'тк в зависимости от формы эпюры нор мальных давлений, скорости движения, длины гусениц и свойств грунта. Так как глубина осадки гусениц в грунт одной и той же машины изменяется в зависимости от скорости движения и свойств грунта, то расчет /гд о р и определение габаритных линий следует вести, исходя из наименьшей скорости движения по грунту наибольшей эксплуатационной влажности.
§ 6.2. Регулирование положения центра давления изменением
координаты центра тяжести трактора
Величина колеи, характер дифферента и тягово-сцепные свойства болотоходных гусеничных тракторов при прочих рав ных условиях зависят от положения центра давления. При взаи модействии гусениц с неосушенным торфяным грунтом некото рые из названных зависимостей выражаются формулами (4.15) — (4.19), на основе которых на рис. 6.5 построены эпюры осадок гусениц и показан характер дифферента трактора при различном положении центра давления.
I Ofihnx,
ттТТТ
Рис. 6.5. Регулирование характера и глубины осадки гусениц в торф изменением положения центра давления:
Д — |
центр давления; Хд — |
смещение центра давления; а — эпюры нормаль |
ных |
давлений; б — эпюры |
осадок; в — характер дифферента остова машин. |
192
Из рисунка видно, что, изменяя положение центра давления, можно регулировать глубину колеи от величины Л / / / п ] | п до / г / / т а х при одном и том же среднем удельном давлении.
Но в эксплуатационных условиях положение центра давле ния .изменяется в зависимости от характера силового воздей ствия орудий, агрегатируемых с трактором, т. е. силовое воздей ствие зависит от типа и режима работы машины и, как правило, никоим образом в процессе эксплуатации не регулируется. По этому в процессе эксплуатации центр давления трактора меняет свое положение с изменением вида агрегатируемых орудий и ха рактера их силового воздействия на трактор. В связи с этим ин тересен способ, позволяющий сохранить неизменным оптималь ное положение центра давления тракторного агрегата независи мо от силового воздействия орудия, т. е. способ регулирования положения центра давления.
Болотоходные тракторы атрегатируются как с прицепными, так и с навесными орудиями, испытывая на себе их силовое воз действие, которое проявляется либо в том, что гусеницы тракто ра догружаются нормальными нагрузками, либо происходит сме щение центра давления, ,ил.и осуществляется и то и другое одно временно.
Рассмотрим силовое воздействие на трактор прицепных машин. На рис. 6.6 показаны конструктивные схемы шлейфа основных прицепных орудий, агрегатируемых с болотоходными тракторами. Воздействие на трактор всех прицепных машин мо жет быть изучено путем анализа типовой схемы сил, приведен
ной |
на рис. 6.7, а. Чтобы упростить решение задачи и его ана |
|
лиз, |
принято, что прицепной тракторный агрегат, |
преодолевая |
силу |
Хп сопротивления качению гусениц, движется |
равномерно |
по горизонтальному прямолинейному участку пути. В этом слу
чае силовое |
воздействие, прицепной машины заменяется Ркр |
на |
||||||||||
грузкой |
на крюке, |
действующей |
под |
углом |
Укр к горизонту |
и |
||||||
приложенной |
на расстоянии |
1кр |
— 0 |
от |
оси |
ведущей |
звездочки |
|||||
на высоте |
hKp |
от опорной поверхности |
гусениц. Тогда |
смещение |
||||||||
центра |
давления |
относительно |
средины опорной |
поверхности |
||||||||
гусениц |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
х3 |
Л Ф (Акр + |
a sin YKP) - f Mf |
^ |
|
( g |
^ |
|||
|
|
|
G + |
|
PKpsinyKp |
|
|
|
|
|
||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||
где Mf — |
момент |
сопротивления качению |
гусениц |
трактора: * |
||||||||
|
|
|
|
Mf |
= |
Х Д ; |
|
|
|
|
|
|
а0 — |
продольная координата положения центра |
тяжести |
||||||||||
|
|
трактора. |
|
|
|
|
|
|
|
|
||
При |
|
Y K P |
= 0 гусеницы трактора |
не догружаются |
нормальной |
7 Зак. 1042 |
193 |
Рис. 6.6. 'Конструктивные схемы шлейфа прицепных машин к бологоходным тракторам:
а — плужный канавокопатель; б — фреза; в — дисковая борона; г — вальцовые катки; д — болотный плуг; е — прицепы.
составляющей силы на крюке и силовое воздействие выражается лишь в смещении центра давления
Хд = |
^крЙкр + |
Mf |
|
(6.3) |
q |
|
а0 |
||
|
|
194-
Эта зависимость применительно к трактору Т-100МБ пока зана графически на рис. 6.7, б линией 1. Видно, что с ростом -РКр величина хд изменяется весьма значительно.
Рис. 6.7. Силовая схема прицепного тракторного агрегата и зависимость смещения центра давления и центра тяжести трактора от нагрузки на крюке трактора типа Т-100МБ.
Согласно формуле (6.3), изменяя продольную координату а0 положения центра тяжести трактора, можно добиться неиз менного положения центра давления (хд = i d e m ) , напримр, хд = 0 при любом значении нагрузки на крюке. Чтобы обеспечить это
условие, величина а0 должна |
изменяться по закону |
|
||||
|
Ркр (КР |
+ a sin укр) |
+ |
Mf |
(6.4) |
|
|
G+PKp |
sin |
Y |
|
||
|
|
|
||||
|
|
|
Гкр |
|
|
|
или при уК р = |
0 |
|
|
|
|
|
|
^ к Д р + |
Щ |
|
|
(6.4а) |
|
|
|
|
|
|
|
|
Последняя |
зависимость |
показана |
на |
рис. 6.7, б линией 2. |
Из графика видно, что при любой нагрузке на крюке в пределах
0 -С ^кр |
Рн = 6 т центр |
тяжести |
гусеничного трактора, рабо |
|||
тающего с прицепным орудием, должен быть впереди |
средины |
|||||
опорной поверхности гусениц. Так, при Р к р = 0 |
|
|||||
|
|
„ |
|
M f . |
|
|
|
|
|
0 |
G |
' |
|
при |
Ркр |
= Рп |
|
|
|
|
|
|
|
|
РпКр + |
Mf |
|
где |
Рн |
— номинальная сила тяги на крюке трактора. |
|
|||
|
Значит, чтобы обеспечить условие Хд —0 или в общем случае |
|||||
хд = i d e m , при изменении нагрузки на крюке необходимо |
соответ |
|||||
ственно |
передвигать (регулировать) |
центр тяжести трактора и |
7* |
195 |
таким способом сохранять неизменным оптимальное положение центра давления.
Однако непрерывно перемещать центр тяжести трактора вслед за изменением нагрузки на крюке не всегда целесообраз но. Например, если для выполнения условия хд = i d e m требуе мая величина передвижения центра тяжести невелика, то целе сообразно и конструктивно проще найти такое его положение, при котором смещение хд центра давления в зависимости от нагрузки на крюке будет крайне незначительным и не повлияет на проходимость тракторного агрегата.
Рассмотрим это на примере и найдем выражение для опти
мальной координаты а „ о п т |
положения центра тяжести трактора |
при работе с прицепными |
орудиями. Применительно к трактору |
Т- 100МБ значения а0 при изменении нагрузки на крюке в преде
лах |
0 < Р К р < ^ н = 6 |
т |
будут равны: при Ркр= |
0 |
а0 = 5—10 мм; |
|||||
при Ркр=Рн |
на |
= |
6 т |
а 0 = 1 8 5 |
мм. Но область рабочих |
значений |
||||
нагрузок |
крюке |
трактора |
Т-100МБ находится |
в |
диапазоне |
|||||
Рл' |
<; Ркр |
-< |
Рн |
(где |
Р„' = 3 |
т — номинальная |
сила |
тяги гусе |
ничного болотоходного трактора предыдущего тягового класса). В данном примере величину а0 следует регулировать в пределах
90 мм (от |
95 при 3 г до 185 при 6 г ) . |
Но в этом |
случае |
целесо |
|||||
образно расположить центр |
тяжести |
трактора |
на |
расстоянии |
|||||
ап |
=140 мм и не изменять его положения в зависимости |
от на- |
|||||||
и опт |
|
крюке. Тогда наибольшее смещение центра давления |
|||||||
грузки на |
|||||||||
в зависимости от РКр (3—6) |
т составит не более 45 мм, а коэф |
||||||||
фициент |
смещения |
центра |
давления |
( v = x f l / L r y c |
:=к0,016 = |
v m l n ) |
|||
настолько |
мал, что проходимость трактора практически |
такая |
|||||||
же, как и при v = 0, |
{xg = 0 ) . Изменение хд в зависимости от |
Ркр |
|||||||
при |
а 0 о п т |
= 140 мм показано на рис. 6.7, б линией |
3. |
|
кон |
||||
|
Из приведенного примера и графика следует, |
что для |
кретных видов машин целесообразно вместо непрерывного пере мещения центра тяжести определить и установить его оптималь ное положение. При работе с прицепными орудиями такое оп
тимальное положение |
центра |
тяжести относительно |
средины |
|||
опорной поверхности |
гусениц |
следует |
находить по выражению |
|||
|
|
Р |
h^ |
+ |
M, |
|
Ч п т |
= |
Q |
|
~ ' |
{ 6 - 5 ) |
|
где |
|
|
Р' - |
I - |
Р |
|
|
р |
_ |
|
|||
|
н |
|
" |
|
Рассмотрим силовое воздействие на трактор навесных ору дий. На рис. 6.8 показаны конструктивные схемы шлейфа основ ных навесных машин, агрегатируемых с 'болотоходными тракто рами. По силовому воздействию на трактор все навесные агре-
196
гаты могут |
быть |
приведены |
к двум |
типовым |
схемам: к схеме |
|
с задней навеской |
орудия |
(рис. 6.9, а) |
и к схеме с передней на |
|||
веской орудия (рис. 6.9, б). |
По схеме с задней навеской работают |
|||||
фрезерные |
канавокопатели, |
дреноукладчики |
бестраншейные, |
траншеекопатели, крото- и щеледренажные машины, а.также навесные плуги и бороны, агрегатируемые с болотоходыыми тракторами.
197
Рис. 6.9. Типовые схемы силового воздействия «а трактор навесных
орудий:
а — с задней навеской; б — с передней навеской.
Смещение центра.давления названных тракторных агрега тов с задней навеской (рис. 6.9, а)
С„ К + |
а) + Tv (а + ар) + |
М, - |
TJir |
|
|
хд.„= |
G+GH |
+ Ty |
|
fl°' |
( 6 ' 6 > |
где Тх •— горизонтальная |
составляющая |
реакции |
грунта на |
||
рабочий орган навесного орудия; |
|
|
|||
Ту —• нормальйая составляющая |
реакции грунта на рабо |
||||
чий орган; |
|
|
|
|
|
Gn — вес навесного рабочего оборудования;
Mf — момент сопротивления качению гусениц трактора. Остальные обозначения ясны из рисунка и-не требуют пояс
нений.
В статическом состоянии тракторного агрегата, но при рабо
чем положении навесного орудия |
(начало работы 7 ^ = 0 ; |
Тх—0) |
положение центра давления определится из выражения |
|
|
* а . . = ^ ± |
4 _ о , |
(6.6а) |
198
При транспортном положении рабочих органов величина смещения центра давления
|
_ G „ ( g „ . T + |
a)+Mf |
а0 |
(6.66) |
|
|
ха. и- |
G + G h |
|
||
где а„гТ— |
продольная |
координата |
центра тяжести |
навесного |
|
|
оборудования при его |
транспортном положении на |
|||
^ |
тракторе. |
|
|
|
|
\
400 |
|
|
Q0MM |
200 |
|
|
|
1000 |
2000 |
3000 |
\Щ.кг |
2
-200\ |
/ |
|
|
|
3 |
-400\ |
|
РИС. 6.10. Зависимость смещения центра давления и центра тяжести трак тора класса 6 г от типа навесного орудия и его силового воздействия.
Смещение центра давления тракторных агрегатов с перед ней навеской (рис. 6.9, б)
Хд. п — |
G„ (а„ — а) + Ту |
(ар |
М |
|
(6.7) |
|
G„ + |
/ |
1 |
||
|
G + |
Tv |
|
|
|
Р1з приведенных формул следует, что смещение центра давле |
|||||
ния х й > н навесного тракторного |
агрегата |
может изменяться |
в значительных пределах в зависимости от силового воздействия орудий. Для примера на основании выражений (6.6) и (6.7) на рис. 6.10, а показана графическая зависимость смещения центра
давления |
от |
величин l х и Т |
применительно к |
трактору |
Т-ЮОМБ при |
его агрегатировании с фрезерным канавокопате |
|||
лем (линия 7), с кротодренажной |
машиной (линия 2) |
и с кор |
||
чевателем |
(линия 3). Было принято на основе опытных |
данных, |
199
что у КФН-1200 |
Тх^Ту, |
у кротодренажной |
машины |
Ту ^ О |
и у корчевателя |
ЛЛ- = 0 |
(рис. 6.9, б ) . |
силового |
воздей |
Из рис. 6.10, а видно, что в зависимости от |
ствия навесного орудия центр давления может смещаться отно
сительно средины |
опорной |
поверхности |
гусениц |
трактора |
|
Т-100МБ назад (хд-п>0) |
до 600 мм и вперед |
{xdiH<0) |
до 400 мм, |
||
т. е. в общей сложности |
до |
1000 мм при |
длине Ьгус |
опорной |
|
поверхности гусениц, равной 2780 мм. |
|
|
|||
Согласно формулам (6.6) — (6.7), для обеспечения неизменно |
|||||
го положения центра |
давления агрегата, например хд.„ = 0, при |
работе трактора с любым типом навесного орудия необходимо,
чтобы перемещение |
центра тяжести трактора |
составляло |
|
|||
G„ (а„ ± а) + Ту(ар±а)± |
(Mf |
- |
Txhr) |
(6.8) |
||
±aQ= |
•> ' |
, |
• i |
|
— . |
|
|
G+Gn |
+ |
Tv |
|
|
|
Здесь знак « + » |
соответствует |
работе трактора с задней |
на |
веской орудий, а знак « — » — с передней навеской, при которой центр тяжести трактора должен быть позади средины опорной поверхности гусениц.
|
Графически указанная |
зависимость |
(канавокопатель, |
K D O - |
|||||||
тодренер, |
корчеватель) |
показана |
на рис. 6.10,6. |
На |
этом |
же |
|||||
графике нанесены оптимальные значения |
продольной |
координа |
|||||||||
ты |
аоопг |
центра тяжести трактора Т-100МБ, |
соответствующие |
||||||||
минимально возможному |
коэффициенту |
vn ] |n =x( ,_ „ / L r y c |
при |
ра |
|||||||
боте |
трактора с фрезерным |
канавокопателем |
(а'оопт |
=450 |
мм), |
||||||
с кротодренажной |
машиной |
(а" |
= 8 5 |
мм) |
и с |
корчевателем |
|||||
(а" |
= 2 7 5 |
мм). |
|
|
опт |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||
опт |
образом, |
чтобы обеспечить проходимость прицепных |
|||||||||
|
Таким |
и навесных болотоходных агрегатов, требуется, чтобы трактор был оборудован устройством для перемещения его центра тяже
сти в оптимальное положение, определяемое по формулам |
(6.5) |
и (6.8) при номинальной производительности агрегата или |
при |
среднем тяговом сопротивлении (Гх или Ркр).
Наилучшие результаты могут быть получены при автомати ческом перемещении центра тяжести трактора в оптимальное положение в соответствии с изменением силового воздействия рабочих орудий. С этой точки зрения интересна схема, предло женная В. А. Скотниковым, В. А. Москаленко, В. Г. Колошей, А. А. Мащенским, В. И. Кадачем и Д. Д. Петровичем (рис. 6.11). Опорные катки гусеничного движителя соединены попарно в балансирные каретки 2 (на схеме их пять), которые связаны с ра мой 3 трактора рычажно-торсионной подвеской. Рычаги подвески снабжены реохордными датчиками /, соединенными последова тельно в две группы: одну составляют датчики трех передних кареток, другую — двух задних. Эти группы датчиков образуют
200