Строительная техника

Промышленные тракторы

Раздел: Быт. Хозяйство. Строительство. Техника

При конструировании трактора основная первичная информация о нем выступает в виде его массы. При конструировании тракторов значительный интерес представляет связь массы с основными геометрическими размерами трактора, а. также мощностью двигателя, мощностью гидросистемы и другими его показателями. Основой таких связей служат корреляционные поля зависимости соответствующего параметра от массы трактора.

И. П. Керовым, А. А. Ясновым и другими установлено, что при анализе зависимостей между параметрами различных машин целесообразно использовать методы теории вероятности и математической статистики. При выявлении корреляционных зависимостей расчеты выполняли в следующей последовательности:

на поля регрессии наносили точки всей совокупности параметров; выбирали функции регрессии нескольких видов; методом наименьших квадратов определяли коэффициенты для функции каждого типа, при этом некоторые функции приводили к линейному виду путем логарифмирования; находили корреляционное отношение и выбирали тип функции регрессии с наибольшим корреляционным отношением; определяли границы зоны отклонения всей совокупности параметров от кривой регрессии (при исключении явно ошибочных данных).

Приводимые корреляционные зависимости целесообразно использовать при предварительном выборе параметров вновь создаваемых тракторов, оценке технического уровня и выборе путей модернизации тракторов. Для этих целей корреляционные зависимости удобно изображать в виде графиков, на которые наносят и параметры оцениваемого трактора. Отклонение значения параметра от границ зоны корреляционной зависимости свидетельствует об ошибке в его выборе. Однако, если параметр находится внутри границ, то не всегда можно дать однозначный ответ: при смещении параметра к какой границе зоны улучшаются показатели тракторов. В случае, когда о влиянии данного параметра на эффективность трактора информации нет, считается предпочтительным то значение параметра, которое близко к значению математического ожидания (среднестатистическое значение корреляционной зависимости).

Если в результате теоретических и экспериментальных исследований выявляются оптимальные значения параметра или тенденции его развития, то прогрессивным следует считать параметры, соответствующие этим значениям.

По корреляционным зависимостям мощности двигателя в функции массы базового трактора видно, что мощность увеличивается медленнее, чем масса, и с увеличением массы трактора его энергонасыщенность уменьшается. Например, с увеличением массы колесных тракторов-погрузчиков с 10 до 80 т энергонасыщенность снижается (по средним значениям) с 8,8 до 6,4 кВт/т или на 36 %.

В то же время для получения наивысшей производительности тракторов тяжелых тяговых классов последние должны обладать большой удельной мощностью на единицу массы трактора вследствие наличия большей массы рабочего оборудования гусеничных тракторов общего назначения и увеличенной дистанции перемещения и высоты подъема ковша тракторов-погрузчиков. Это объясняется трудностью создания тракторов тяжелых тяговых классов высокой энергонасыщенности при сохранении показателей надежности, отвечающих современным требованиям.

При увеличении массы трактора пропорционально увеличивается тяговое усилие, в то же время радиус ведущего колеса увеличивают пропорционально корню кубическому из массы.

Вследствие этого крутящий момент на ведущих колесах увеличивается пропорционально массе в степени 4/3. Это значит, что при увеличении массы трактора в 8 раз крутящий момент на колесах возрастает в 16 раз и одновременно увеличивается крутящий момент в трансмиссии.

В связи с этим увеличивают передаточное число трансмиссии также в степени 4/3 и соответственно усложняют конечные передачи.

С повышением тягового класса трактора увеличивают также пропорционально массе в степени 1/3 линейные размеры всех узлов и деталей (например, рамы, полуоси ведущего колеса, башмака гусеницы), вследствие чего изгибающие моменты элементов увеличиваются пропорционально массе в степени 4/3.

Корреляционные зависимости между линейными параметрами и массой практически не изменяются в течение длительного периода, а между параметрами мощности и массой постоянно изменяются (энергонасыщенность тракторов увеличивается на 0,5—1 % в год). Корреляционные зависимости между параметрами тракторов можно использовать в теоретических исследованиях, методиках расчета и т. п., например, в случае, когда необходимо найти для расчетов недостающие исходные данные.

Значительный интерес представляют собой корреляционные связи между массой трактора и размерами дорожно-строительного оборудования, в частности, отвала бульдозера. Теоретически на трактор заданной массы можно навесить отвал любого размера, однако имеется несколько практических ограничений по условиям компоновки и обеспечения обзорности.

В некоторых случаях, когда необходимо разрабатывать легкие грунты, при работе бестраншейным способом, планировании и др., указанные размеры и формы отвала уже нецелесообразны и используют отвалы других конструкций и размеров (полусферические, сферические, универсальные и др.). Как уже говорилось, в связи с тем, что тяговое усилие пропорционально массе трактора, а линейные размеры отвала пропорциональны >Лпт, с увеличением массы трактора удельное усилие копания (на единицу длины кромки отвала) возрастает в степени 2/3, т. е. при прочих равных условиях увеличение массы трактора с 10 до 50 т увеличивает. удельное усилие копания примерно в 3 раза. Отсюда, чем выше тяговый класс трактора, тем более плотные грунты он должен разрабатывать. Поэтому тяжелые тракторы целесообразно использовать при рыхлении и разработке тяжелых грунтов (мерзлых, скальных и т. п.).

Другим следствием этого является то, что ширина отвала легких тракторов в большинстве случаев ограничивается возможностью резания грунта, а для тяжелых тракторов, вероятно, что ограничение отсутствует.