Полная версия

Главная arrow Прочие arrow Актуальные направления научных исследований XXI века: теория и практика. № 2

  • Увеличить шрифт
  • Уменьшить шрифт


<<   СОДЕРЖАНИЕ ПОСМОТРЕТЬ ОРИГИНАЛ   >>

ОЦЕНКА ОПТИМАЛЬНОЙ ВЕЛИЧИНЫ КРЮКОВОЙ НАГРУЗКИ МАШИНОТРАКТОРНОГО АГРЕГАТА

Проведена оценка оптимального значения буксования и соответствующей крюковой нагрузки, при которой будет иметь место небольшой тяговый КПД и при этом окажется устраненным дифферент опорной поверхности.

Рассматривая деформацию грунта передним наклонным участком гусеницы, мы пришли к выводу, что в случаи буксования

8=1 — cos(3

этот участок перенесет грунт в строго вертикальном направлении и соответствующая реакция грунта при этом равняется той части веса машины, которая приходится на передний участок гусеницы Gx.

Если буксование, в силу тех или иных причин, отличается от указанного значения, то на передний участок гусеницы начинает действовать

горизонтальная сила бульдозерного сопротивления или тяговое усилие. Под

224

действием момента от этой силы опорная поверхность гусеницы отклонится от горизонтали, и машина получит дифферент. Появление дифферента сопровождается увеличением глубинный колеи и ростом затрат энергии на колееобразования, ухудшающим тягово-сцепные и опорные качества машины [2, 3].

Для устранения дифферента целесообразно сместить центр тяжести машины в ту или иную сторону вдоль оси машин.

По своему действию смещение центра тяжести эквивалентно изменению вертикальной нагрузки на переднюю наклонную ветвь гусеницы на некоторую величину AG, которая создает компенсирующий момент относительно начала опорной поверхности гусеницы.

Составляя сумму моментов внешних сил относительно этой точки при условии, что грунт является линейно-деформируемой средой, получим

После выравнивания корпуса машины вертикальная нагрузка на передний наклонный участок гусеницы окажется равным

Используя зависимость, устанавливающую связь между силой бульдозерного сопротивления и буксованием, получим

Тяговое усилие гусеницы:

Во время движения машины на ее гусеницах возникает горизонтальная сила:

Под действием этой силы возникает буксование. Считая в первом приближении буксование пропорциональным горизонтальной силы, запишем:

где Ст - коэффициент горизонтальный деформации грунта, откуда:

Оценивая эффективность машинотракторного агрегата его тяговый КПД (по грунту)

получим, после подстановки Ркр и Рк, функцию, в которой единственным неизвестным окажется буксование.

Исследование полученной зависимости, с целью определения оптимального буксования, приводит к громоздкой математической формуле.

Поэтому задачу лучше решать в цифровом формате, построением кривой цтг = 0(5) и определением по ней оптимального буксования.

В качестве примера на рисунке 4 приведем решение задачи по отысканию оптимального буксования модели гусеничной машины с идеализированным движителем, полную весом G = 580килограмм.

При выполнение расчетов принимались следующие параметры: угол наклона передние ветви гусениц р =24 градуса длина опорной поверхности L =58 сантиметров параметры грунта:

коэффициент вертикальной деформации грунта Cq =0,1 кг/см3 коэффициент горизонтальной деформации грунта Ст = 1600 кг ширина гусениц 5 = 10 сантиметров В случае буксования гусениц

Эпюра вертикального давления движитель на грунт будет иметь форму изображенную на рисунке 1.

При этом полный вес машины

отсюда

и реакция грунта на переднюю ветвь гусеницы В условиях рассматриваемого примера:

Анализ кривых тягового КПД, показывает существования его экстремальных значений. Увеличение сопротивляемости грунта сдвигу влечет рост тягового КПД и смещение его максимума в сторону меньших пробуксовок.

Эпюра вертикального давление движителя на грунт при буксовании

Рисунок 1 - Эпюра вертикального давление движителя на грунт при буксовании

Зависимости тягового КПД модели идеализированного движители от буксования

Рисунок 2 - Зависимости тягового КПД модели идеализированного движители от буксования

Необходимо подчеркнуть, что получение значения тягового КПД, могут быть достигнуты лишь в случае отсутствия дифферента опорной поверхности [1, 4]. Поэтому реальные машины, у которых координаты центра массы не изменяются в процессе эксплуатации и имеющие дифферент не могут обеспечивать характер изменения тягового КПД, оцениваемого по формуле (12).

Вывод

Практическая ценность приведенных выводов состоит в том, что они позволяют оценить оптимальное значение буксования и соответствующую крюковую нагрузку, при которой будет иметь место небольшой тяговый КПД, если при этом окажется устраненным дифферент опорной поверхности.

Естественно, что отклонение крюкового усилия, от оптимального значения приведет к более интенсивному снижению тягового КПД, чем то, которое определяет формула (11). Однако в определении его фактической величины нет целесообразности, ибо этот режим просто не следует выбирать при эксплуатации машины.

Устанавливая связь между физико-механическими свойства грунта размерами опорной поверхности и буксованием, упомянутые формулы позволяют подойти к решению еще одного вопроса - выбора оптимального угла наклона передние ветви гусеницы.

Список литературы

  • 1. Воскобойников, И.В. Многооперационные лесные машины [Текст]: монография / И.В. Воскобойников. Том 1 - Москва : Изд-во Моек. гос. ун-та леса. 2013 - 480 с.
  • 2. Клубничкин, Е.Е. Динамическое моделирование движения

гусеничной лесозаготовительной машины с использованием прикладных пакетов компьютерных программ [Текст] / Е.Е. Клубничкин, В.Е. Клубничкин, В.М. Крылов, Д.В. Кондратюк // Лесной вестник. №8. 2012. С. - 41-47.

  • 3. Клубничкин, Е.Е. К обоснованию удельного давления гусеничного лесопромышленного трактора [Текст] / Е.Е. Клубничкин, В.Е. Клубничкин, В.М. Крылов, Д.В. Кондратюк // Лесной вестник. №8. 2012. С. 48-51.
  • 4. Клубничкин, В.Е. Оценка влияния внешних условий на лесозаготовительные машины [Текст] / В.Е. Клубничкин // Лесной вестник. №6. 2010. С. 119-123.

УДК 681.2.08

 
<<   СОДЕРЖАНИЕ ПОСМОТРЕТЬ ОРИГИНАЛ   >>