Перспективы развития конструкций ЗТМ.



Первое направление включает проблемы качества, надежности, конкурентоспособности и экономических свойств машины. Главной задачей этого направления является повышение показателей безотказности, оригинальности, ремонтопригодности и осуществление мероприятий технического обслуживания.

Второе направление характеризует проблемы электронизации, касающейся широкой автоматизации и роботизации МЗР на базе достижений микропроцессорной техники и использования ЭВМ.

Третье направление включает решение проблем дальнейшего повышения эффективности рабочих органов МЗР. Оно включает два основных поднаправления совершенствования рабочих органов: на базе традиционных методов воздействия на грунт и на основе использования новых ресурсосберегающих эффектов (применение антифрикционных материалов, оборудования для осуществления гидравлической и газо-воздушной смазки рабочих органов, термических эффектов, электрофизических методов, использование газо и гидродинамики для интенсификации разрушения, уплотнения и перемещения грунта).

Четвертое направление касается проблем совершенствования систем привода и энергетических установок МЗР.

Пятое направление касается дальнейшего развития систем машин различного назначения на основе методов модульного проектирования и унификации, ресурсосберегающих технологий и создания системы механизированного инструмента.

Шестое направление включает проблемы использования средств и методов автоматизированного проектирования (САПР), автоматизированных систем научных исследований (АСНИ) и производства машин, повышения качества проектно-конструкторских работ и методов поиска новых решений.

Седьмое направление касается решения важных задач повышения эффективности использования машин посредством совершенствования структуры подготовки и переподготовки кадров. Использование систем автоматического управления машин требует нового подхода к подготовке работников различного уровня (инженеров, операторов и наладчиков) для создания и эксплуатации машин со встроенным микропроцессорным оборудованием.


Силы, действующие на колеса при качении. Уравнение движения.

В тяговых расчетах машин с пневмоколесным ходовым оборудованием определяющее значение имеют три фактора взаимодействия грунта и колеса с пневматической шиной: сопротивление качению, скольжение и сцепление.

Сопротивление качению зависит от модуля деформации грунта, уменьшаясь с его увеличением, и от скорости восстановления упругой деформации грунта: чем она больше, тем меньше сопротивление. Сопротивление качению снижается при повышении эластичности каркаса и увеличении радиуса пневматической шины.

В расчетах сопротивление качению характеризуется коэффициентом сопротивления качению f, равным отношению коэффициента трения качения «а» к силовому радиусу колеса «rс» (расстояние от линии действия силы тяги Т до центра колеса) или, для ведомого колеса, отношение силы Рf, приложенной к оси колеса, под действием которой происходит качение, к вертикальной нагрузке на колесо R (рис. 4.5) т.е.  или . Этот коэффициент – величина переменная, зависящая от давления воздуха в шине, состояния грунта и ряда других факторов. Но в практических расчетах его считают постоянным для данных колес и грунта.

Характерная особенность взаимодействия пневмоколеса с грунтом заключается в скольжении по поверхности качения, приводящему к снижению скорости поступательного движения и потери энергии. Проскальзывание пневматической шины по поверхности качения в сторону противоположную направлению поступательного движения колеса, называется буксованием.

Проскальзывание колеса оценивают коэффициентом буксования «δк» или скоростным коэффициентом полезного действия колеса ηск. Коэффициент ηск–величина меньше единицы, определяемая отношением суммарного числа оборотов колесного движителя за время прохода участка пути в режиме свободного (ведомого) колеса к числу оборотов за время прохода этого же участка пути в режиме ведущего колеса.

Коэффициент буксования δк=1- ηск. Изменениям коэффициента ηск от 1 до 0 и δк от 0 до 1 соответствует изменение силы тяги колесного движителя от наибольшего значения до нуля.

 

Рис.4.5 Силы, действующие на колесо: а – на ведомое; б – на ведущее.

Н.А. Ульянов предложил для определения коэффициента буксования (в процентах) эмпирическую формулу:

;                             (4.3)

где Рк – окружная сила при буксовании, характеризуемом величиной δк; R-нормальная реакция грунта колесу; A, B, n – коэффициенты, зависящие от типа шин, давления воздуха и грунтовых условий. Значения коэффициентов А, В, n приведены в таблице 4.3.

    Из сущности коэффициента δк следует, что увеличение тягового усилия при данной нормальной нагрузке связано с увеличением проскальзывания колеса. При достижении силы тяги, соответствующей δк=1, колесо полностью проскальзывает, его поступательное движение прекращается. Это явление связано с понятием сцепления колесного движителя с поверхностью качения.

Движитель, взаимодействуя с поверхностью качения, преобразует крутящий момент, подводимый к нему от двигателя, в силу тяги. При определенных вертикальных нагрузках на ось колеса и при конкретных грунтах тяговое усилие ограничено величиной, обусловленной сцеплением колеса с основанием и характеризуется коэффициентом сцепления φ, равным отношению максимальной окружной силы, Рк.макс, определяемой условиями сцепления шины колесного движителя с поверхностью качения, к нормальной реакции грунта на колесный движитель R:

  ;                               (4.4)

где Тмакс – максимальная составляющая касательная реакция грунта на колесо.

    Исследованиями установлена связь между коэффициентом буксования пневмоколесного движителя и характерными режимами работы машины. При δк=0,1 колесный движитель работает с максимальным КПД; при δк=0,2 достигается максимальная тяговая мощность; при δк=0,3 развивается наибольшая устойчивая сила тяги, а при δк=1 – максимальная кратковременная сила тяги.

К основным параметрам колеса с пневматической шиной относят радиус колеса r, ширину профиля шины bкол, давление воздуха в шине pw, нормальную деформацию шины λ, силовой радиус rс, вертикальную нагрузку на колесо Gк и рисунок протектора. Качение ведомого колеса, нагруженного вертикальной силой Gк, происходит под действием силы Pf, приложенной к его оси (рис. 4.5, а). На участке контакта возникают реактивные силы с равнодействующей Rпол. Из условия равновесия колеса:

;                               (4.5)

Поскольку R=Gк, то Pf= Gк·f .

При качении ведущего колеса (рис. 4.5., б) на ось действует вертикальная нагрузка Gк и реакция от рамы машины Fк. Для качения колеса к нему необходимо приложить крутящий момент Мк. В месте контакта шины с опорной поверхностью возникают реактивные силы с равнодействующей Rпол. Из условия равновесия:

 ;                                                           (4.6)

Разделив это равновенство на rс, получим:

;                                    (4.7)

Отношение - называется окружной силой ведущего колеса. Так как Т=Fк и R=Gк, то:

;                     (4.8)

Таким образом, окружная сила ведущего колеса расходуется на преодоление сопротивления передвижению (Pf) и создание силы тяги (Т), используемой на преодоление сил сопротивления грунта копанию.

В общих расчетах пневмоколесного ходового оборудования движущую силу МЗР определяют по крутящему моменту движителя Мк, связанному с крутящим моментом двигателя Ме уравнением:

;                                     (4.9)

где iм –общее передаточное число трансмиссии; ηм –механический КПД трансмиссии.

Окружная сила движителя:

;                                   (4.10)

или

;                                   (4.11)

где rс- силовой радиус колеса; wе- угловая скорость вращения двигателя.

Приближенные значения силового радиуса колесного движителя находятся по зависимостям: на плотном грунте rс=r-(0,12÷0,15)·bк; на рыхлом грунте rс=r-(0,08÷0,10)·bк где r –радиус недеформируемого профиля шины (паспортный); bк –ширина профиля шины.

Теоретическая скорость движения машины:

;                                        (4.12)

где wен - номинальная угловая скорость вращения двигателя.

Действительная скорость движения с учетом коэффициента буксования:

;                                  (4.13)

 

 


Дата добавления: 2018-02-18; просмотров: 822; Мы поможем в написании вашей работы!

Поделиться с друзьями:






Мы поможем в написании ваших работ!