Движение по горизонтальному участку пути.

В этом случае обычно определяется возможная максимальная транспортная скорость передвижения v_max при принятых дорожных условиях, т.е. при известном f₀.

Пользуясь схемой рис 4.5 определяем

 

              КП 36.87.08.014.ПЗ Лист                 Изм Лист № докум Подп Дата         Рисунок 4.5 Схема сил действующих на машину при транспортном передвижении по горизонтальному участку пути. (4.39) R_г=137370+29430=166800Н=166,8кН F_T=F_S=ƒ_o∙ R_г (4.40) F_T=F_S=0.1∙166800=16680Н=16,7кН (4.41) м/с Рассчитанное значение v_max сравниваем с максимальной транспортной скоростью v_T, указанной в технической характеристике базовой машины. Должно выполнятся условие v_T£ v_max. (4.42) 1,31<2,09   4.5.2. Движение в гору. При данном расчётном положении определяется максимальный угол подъёма a, который может преодолеть проектируемая машина на первой транспортной передаче v_T при принятых дорожных условиях, т.е. при известных f₀ и j_сц. Для расчёта используем рис 4.6 Из рис 4.9 следует, что: (4.43) R_Г=(137370+29430)∙cos10^o=164266Н=164,3кН Сопротивление передвижению (4.44)               КП 36.87.08.014.ПЗ Лист                 Изм Лист № докум Подп Дата     Рисунок 4.6. Схема к определению максимального угла подъёма.   F_s=164266∙0,1=16426,6Н=16,4кН Проектируя силы на ось Х, получим выражение для F_T. F_т =(G_т + G_p)(sin a + f_o cos a). (4.45) В уравнении (4.45) две неизвестных – F_T и a. Для того чтобы машина преодолела подъём с углом a на скорости v_T, двигатель должен иметь мощность Р_дв, позволяющую получить силу тяги F_T т.е. F_т = (P_дв – P_доп^дв)η_тр η_х η_б /v_т. (4.46) Приравняв правые части уравнений (4.45) и (4.46), получим уравнение, решив которое относительно a определим искомый максимальный угол подъёма из условия полной загрузки двигателя. (G _т + G _p) (sin a + f _ocos a) = (P _дв – P _доп^дв)η_тр η_х η_б / v _т. (4.47) После преобразований и подстановки численных значений имеем a = 28⁰. Далее необходимо выполнить проверку по условиям сцепления (проверка на отсутствие сползания). Сила тяги по сцеплению в данном случае определяется следующим образом: F _т^сц = (G _т + G _p) j_сц сos a (4.48) F_т^сц = (137370+29430)∙0,7∙ сos28^о=103093Н=103кН Приравняем правые части уравнений (4.45) и (4.48) и после преобразований получим (4.49) α=arctg(0,7-0,1)=31^о Искомым углом является меньший из двух значений. Принимаем a = 28⁰.               КП 36.87.08.014.ПЗ Лист                 Изм Лист № докум Подп Дата     5. Статические расчеты 5.1. Задачи и общая методика статических расчётов. Статический расчет проектируемой машины выполняем для определения устойчивости и обеспечения проходимости машины, которая оценивается средним и максимальным давлениями на грунт и характером их распределения по длине опорной поверхности гусениц. Принято рассматривать машину в трёх основных положениях: 1. Рабочее. 2. Перевод рабочего органа в транспортное положение при максимальном вылете. 3. Транспортное. Устойчивость машины оценивается коэффициентом запаса устойчивости к_у, который определяется по формуле (5.1) где М_в – восстанавливающий момент; М_опр – опрокидывающий момент. В вертикальных плоскостях для нормальной работы машины необходимо чтобы к_у ³ 1.25...1.5. Примем к_у ³1.3. Среднее давление на грунт определяется по следующим соотношениям: (5.2) где А_оп где – площадь опорной поверхности движителя, на которую действует реакция R_{Г .} Поскольку давления опорной поверхности распределены неравномерно, то проходимость машины оценивается также максимальным давлением р_мах, отношением р_мах/р_ср или смещением реакции R_Г от центра опорной поверхности по продольной оси симметрии машины. В соответствии с общей методикой статического расчёта выполняют следующие этапы: 1. Определяют силы тяжести и положения центров тяжести и агрегатов машины; 2. Определяют силы и реакции, действующие на машину в рабочем положении; 3. Определяют коэффициенты запаса устойчивости в вертикальной плоскости; 4. Определяют реакцию грунта; 5. Вычисляют координаты центра давления; 6. Рассчитывают средние и максимальные опорные давления; 7.При необходимости разрабатывают мероприятия по повышению устойчивости (подбор противовеса, перекомпоновка машины) или снижению опорных давлений (замена базовой машины); 8. Рассчитывают коэффициент запаса устойчивости при переводе в транспортное положение рабочего органа и максимальном его вылете; 9. Определяют максимально безопасные углы при транспортном передвижении.               КП 36.87.08.014.ПЗ Лист                 Изм Лист № докум Подп Дата     5.2. Определение коэффициента запаса устойчивости в вертикальной плоскости. Считается, что опрокидывание возможно относительно линий А и Б. Для определения коэффициента устойчивости машины с полунавесным рабочим органом необходимо расчленить агрегат в шарнире и определить реакции F_x и F_y. Затем эти силы прикладываются к базовому тягачу. Реакции F_x и F_y определяются по уравнениям п. 4.4. но a₁=0. Расчётная схема для машины с полунавесным рабочим органом приведена на рис 5.1. Рисунок 5.1 Схема к определению реакции в шарнире сцепки рабочего органа с базовой машиной при статическом расчёте. Спроектировав все силы на ось Х и, выразив F_x, получим:   F_X=F₀+F_T+ F _t^сум∙ cosa_р.о+ F _n^сум∙ cos(90-a_р.о) (5.3)   F_X=389,4+12000+14694,4∙ cos55^о+2939∙ cos45^о=22896Н=22,9кН   Аналогично находим реакцию F_y:   F_y= - R_o+ F _t^сум∙cos(90-a_р.о)- F _n^сум∙cosa_р.о (5.4)   F_y=-3894+14694,4∙ cos45^o-2939∙ cos55^о=22877Н=22,8кН Значения и положительны, значит направления действия сил выбрано верно.                 КП 36.87.08.014.ПЗ Лист                 Изм Лист № докум Подп Дата     Далее переходим к рассмотрению базовой машины рис. 5.2     Рисунок 5.2 Схема к статическому расчету в продольной вертикальной плоскости. Можно предположить, что относительно линии А опасности опрокидывания нет. Рассмотрим опрокидывание машины относительно линии Б. Для линии Б (5.5) где l₁- расстояние от оси вращения задних звездочек до вектора силы тяжести определяется по формуле: l ₁ = 0,50 B ₁ (5.6) где B₁- продольная база для ЭТЦ-202Б B₁=2,95м. [4]. l ₁ = 0,50∙2,95=1,475м Н∙м=202,6кН∙м (5.7) k_y=202620,8/43613=4,65 Вывод: машина устойчива.   5.3. Расчёт проходимости машины. Спроектировав силы, действующие на базовую машину, на ось Y, получим уравнение для расчета R_Г. Схема для определения R_Г приведена на рис 5.3.                 КП 36.87.08.014.ПЗ Лист                 Изм Лист № докум Подп Дата   Рисунок 5.3 Схема для определения реакции грунта R_Г. Имеем (5.8) R_г=137370+22877=160274Н=160,3кН Определим координаты центра давления (ц.д.), т.е. точку приложения R_Г. Оптимальным приложением ц.д. является такое, когда он расположен на пересечении осевой линии симметрии и линии, проходящей через середину опорных поверхностей гусениц. Под действием внешних сил ц.д. смещается от этой точки. Смещение по продольной оси обозначается х_д. При этом используются ранее определённые . Рисунок 5.4 Схема к определению величины смещения реакции грунта в продольном направлении. Для схемы, приведенной на рис 5.4, условие равновесия имеет вид: (5.9)               КП 36.87.08.014.ПЗ Лист                 Изм Лист № докум Подп Дата     Отсюда (5.10) По выражению (5.2) находим р_ср . (5.11) где: b − ширина гусеницы, м. Принимаем b=0,533 L − продольная база машины, м. Па = 51кПа. Находим минимальное р_min и максимальное р_мах давление на грунт. (5.12) кПа. (5.13)   Па=100,7 кПа.   <2,2 (5.14) Условия выполняются. Проходимость обеспечена.

A

Б

p min= 1,2 кПа

p max = 100,7кПа

Рис. 5.5. Эпюра давления гусениц на грунт.