Горные машины и оборудование

4.3.4 Обозначение и назначение шин

1

2

11

9

8

5

У

12

7

Т

6

13

4

10

3

1 – товарный знак

7 – камерная (бескамерная);

предприятия-изготовителя;

8 – дата изготовленияН;

й

2 – фирменное обозначение;

9 – знак официального утверждения;

3 – размеры шины, в мм (дюймы);

10 – допускаемоеБдавление в шине;

и

4 –модель шины;

11 – странаизготовитель;

5 – конструкция (радиальная);

12 – ндекс несущей способности;

р

6 – нормативный документ;

13 – ндекс скорости.

Индекс несущей

способности

(ИНС) – одно или два числа, указыва-

ющие нагрузку, которую м жет выде жать одиночная или сдвоенная шина

т

при скоростях, соответствующих надлежащей категории скорости. Ряд ИНС

состоит из 200 чисел (0÷199) с диапазоном нагрузок (45÷13600) кг:

скорости

ИНС

0

4

10

20

28

42

52

76

108

132

156

199

кг

45

50

50

80

100

150

200

400

1000

2000

4000

13600

Категор я

– это указанная с помощью условного обозначе-

о

ния скорость, при которой шина может выдержать нагрузку соответствую-

щим ИНС. Ряд категорий скорости включает 29 позиций (скорость от 5 до

п

свыше 270 кмз/ч):

е

Кат -

А1-

B

C

E

G

J

K

L

P

S

U

V

W

Z

гор.

А8

Р

5-40

50

6

70

90

10

110

12

150

18

200

24

27

>27

км/ч

0

0

0

0

0

0

0

4.3.5 Режимы движения колеса

ВЕДОМЫЙ

rк

w

О – ось вращения колеса; Ок- ось условного колеса

G=mg – нормальная нагрузка, Н

F – тяговое (толкающее) усилие, Н

У

rcОк

F

= F / G – коэффициент сопротивления движению

rс

и rк – статический и кинематический радиусы, м

О

- угловая скорость, рад/с

Т

Движение с некоторым скольжением

(rк rс)

G

w= rк= rс(1+ ), - поступательная скорость, м/с

ВЕДУЩИЙ

Б

w

G – нормальная нагрузка, Н

Мкр – приводной (крутящий) моментН, .м

О

=[РТ]/ G – коэффициент сцепления (max)

rк

и rс – кинематический и статический радиусы

и

Мкр

Движен е с некоторым буксованием ,

(rк rс)

р

PТ

w0= rс – тео ет йческая (кинематическая) скорость, м/с

G

w= rк= rс(1- ), - поступательная (действительная)скорость, м/с

ТЯГОВЫЙ

о

w

G – н рмальная нагрузка, Н

Мкр – прив дной (крутящий) момент, Н.м

Ркр – крюковое сопротивление, Н

Ркр

О

з

т=[РТ]/ G – коэффициент сцепления (max)

о

rк и rс – кинематический и статический радиусы, м

и - угловая скорость, рад/с

п

Мкр

Движение с некоторым буксованием ,

(rк rс)

G

w= rк= rс(1- ), - поступательная (действительная)скорость

еМТ

ТОРМОЖЕНИЕ

Р

а

w

G – нормальная нагрузка, Н

Р – тяговое (толкающее, инерционное) усилие, Н

МТ – тормозной момент, Н.м

О

Р

w - поступательная скорость, м/с

- угловая скорость, рад/с;

при =0 – «юз»

а – ускорение (замедление), м/с

2

Движение со скольжением и замедлением а, (rк rс)

G

Характеризуется временем торможения и тормозным путем

- пассивные (ведомые);

ТУ

- активные (ведущие);

- жесткие;

- деформируемые.

Все колеса могут работать в различных режимах в зависимости от ве-

личин и соотношения нагрузок, действующих на них, а также от кинематиче-

ских характеристик движителя. Кинематические характеристики движителя

колеса обычно включают: действительную и теоретическую скорости, угло-

Н

вую скорость вращения, радиус качения, угол увода и некоторые другие па-

раметры, которые используются

теории автомобильного транспорта, где ча-

Б

ще всего используются упругие пневматические колеса.

Для выяснения физического смысла некоторых характеристик движе-

ния колес рассмотрим

прямолинейное

дв жение пневматического колеса

(Рис. 4.4)

й

и

v

3

рP

z

ω

rc

2

о

1

y

т

L

rcm

и

R

з

о

Рисунок 4.4 – Прямолинейное движение пневматического колеса

п

и его основные элементы: 1 – ступица; 2 – обод (дик); 3 – шина

е

Ступицей колеса называют подшипниковый узел, служащий для пере-

дачи на него сил со стороны рамы машины и обеспечивающей передачу этих

Рсил посредством тел качения. Обод – промежуточная, чаще всего жесткая,

Ко второй – нагрузки со стороны опорной поверхности. Нагрузки первой

группы выразим главным вектором Р и главным моментом М, а нагрузки

второй – вектором R и моментом L. При равномерном движении колесо

находится в равновесии под действием этих нагрузок. Основные кинематиче-

У

ские характеристики движения определяются следующим образом.

Теоретическая скорость движения

Т

vT

rc

Н

(4.15)

Действительная скорость движения

Б

v rк .

(4.16)

й

Эта скорость определяется также как разность между теоретической

скоростью и потерями скорости, т. е.

и

v vT vn ,

(4.17)

р

где vn - потери скорос

. о

Таким

т

и

vn

образом

rк rc

vn

r

(4.18)

rc 1

,

c

или иначе

о

п

v

n

vT 1

,

(4.19)

v vT 1 v

е

T

называют коэффициентом буксования.

где величину

Величина потерь скорости зависит, прежде всего, от силы взаимодей-

Рствия между колесом и опорной поверхностью, а также от их физико-

механических свойств.

Из (4.4) и (4.5) имеем также соотношение между радиусом качения и

свободным радиусом

rк rc 1 .

(4.20)

основными являются ведущий, ведомый и тормозной. Это обусловленоУ

,

прежде всего, особенностями движения колесных машин в условиях горно-

перерабатывающих предприятий. В соответствии с рис.4.1Тведущий режим

характеризуется тем, что при движении колеса в этом режиме

M 0 ;

Py 0 ;

Ry 0

,

Н

(4.21)

Б

в ведомом режиме

M 0 ;

Py 0 ;

Ry 0

,

(4.22)

й

а в тормозном режиме

и

M 0 ;

(4.23)

Py 0 ;

Ry 0 .

Особенностью раб ы к леса является то, что сила

Ry является силой

трения, причем ее

р

при н рмальных условиях работы колеса меньше

предельной силы трен я,оопределяемой законом трения Амонтона-Кулона.

Важно также обрат

ь вн мание на т о,

что для ведущего колеса равнодей-

т

ствующая реакц й опорной поверхности отклонена от оси колеса в направ-

лении его движения, а для ведомого – наоборот, в противоположную сторо-

величина

ну. При движении колеса в тормозном режиме, независимо от того, ведущее

это к

з

или ведомое, полная реакция опорной поверхности отклонена от

оси в ст р ну, противоположную движению.

Длялесодвижения колеса, как механизма, обладающего двумя степенями

свободы (

оступательное и вращательное независимые движения) движущей

п

силой, обеспечивающей такие движения, является сила трения между коле-

прочностных характеристик и характера деформаций. При движении колеса

энергия, подводимая к нему от машины, расходуется на деформирование

опорного основания и самого колеса. А также на преодоление трения между

У

ними и в ступице колеса. При отсутствии буксования эта энергия тратится на

деформирование основания, так как потери энергии в современных ступич-

Т

ных узлах ничтожно малы. В связи с этим сопротивление движению такого

колеса целесообразно оценивать коэффициентом fк, который выражается от-

Н

ношением некоторой толкающей (тянущей) силы Ру для равномерного дви-

жения колеса, нагруженного нормальной к опорной поверхности силой Pz

(Рис.4.5), т. е.

Б

f к

Py

.

(4.24)

Pz

йv

Этот коэффициент может быть определен через плечо сопротивления

и

качению (снос вертикальной реакции) fк

= δ/R.

р

о

т

Py

и

з

Pz

δ

о

Rz

п

Ry

е

Рисунок 4.5 – К определению коэффициента сопротивления движению

Так как затраты энергии на движение колеса в основном

связаны с де-

формирование его

и несущего основания, то коэффициент fк можно предста-

вить в виде суммы

Р

fк fк fк ,

(4.25)

Взаимодействие жёсткого колеса с жёстким основанием характерно

для железнодорожного транспорта, достаточно широко используемого в гор-

Т

ном производстве. Для такого типа механизмов перемещения характерна не-

значительная величина коэффициента сопротивления качению, составляю-

Н

щая тысячные доли единицы. По справочным данным суммарныйУкоэффици-

ент сопротивления качению железнодорожных колес составляет 0,00 -0,000 .

Б

й

и

р

о

т

и

з

о

Рисун к 4.6 – Железнодорожный состав на временных путях,

роложенных на разрабатываемом торфяном месторождении

Р

а)

б)

2R1

Pz

У

R2

Т

pmax

Рисунок 4.6 – Контакт колеса с рельсом:

а) – основные геометрические размеры;

Б

б) – форма пятна контакта и эпюра давлений

1

P

2

E

Н

pmax

3

z

;

(4.26)

R 1 2 2