Строительная техника

Промышленные тракторы

Раздел: Быт. Хозяйство. Строительство. Техника

При взаимодействии рабочего оборудования, установленного на тракторе, с разрабатываемым грунтом возникают усилия, проекции которых на вертикальные плоскости алгебраически складываются с первоначальным весом агрегата, изменяя сцепной вес системы трактор—навесное оборудование.

При рабочем элементе цикла взаимодействие оборудования с грунтом носит характер случайного процесса, поэтому сцепной вес агрегата можно рассматривать также как случайный процесс или как непрерывную случайную величину.

Характер изменения сцепного веса системы трактор—оборудование рассмотрим на примере бульдозерного агрегата.

Усилие копания на отвале бульдозера передается на трактор через толкающие брусья и штоки гидроцилиндров подъема и опускания бульдозерного оборудования. В шарнирах заделки усилие в толкающих брусьях в основном дает проекцию на горизонтальную (параллельную опорной поверхности) плоскость, а усилие в штоках гидроцилиндров — на вертикальную (перпендикулярную опорной поверхности) плоскость. Усилия на штоках гидроцилиндров возникают при принудительном выглублении и заглублении отвала с помощью гидропривода управления и при возникновении сил, заставляющих отвал перемещаться относительно корпуса трактора (самозаглубление отвала, наезд трактора на препятствие при отвале, заполненном грунтом, и т. п.).

Экспериментальные исследования работы трактора с рабочим оборудованием (бульдозером) на наиболее распространенных (типичных) грунтах показали, что распределение вероятностей отношения сцепного веса системы к весу агрегата является одномодальным и симметричным и удовлетворительно описывается нормальным законом с математическим ожиданием, равным единице, т. е. при сцепном весе системы, равном полному весу агрегата или весу трактора с рабочим оборудованием. Указанный факт является обоснованием для принятия при расчетах полного веса агрегата в качестве основной характеристики сцепного веса системы трактор—оборудование. Полигоны построены по результатам исследований А. Г. Карлова.

Были проведены также специальные исследования по отысканию экстремальных грунтов, для которых законы распределения отношений GC4/Ga отличаются от рассмотренных. Было установлено, что при разработке пластичной глины (С = 7 ударов) определенного качества возникают значительные составляющие силы копания, заглубляющие отвал, при компенсации которых возрастает сцепной вес агрегата (математическое ожидание Gcn/Ga- = 1,2).

При разработке плотного грунта, находящегося на границе разрабатываемое грунтов тракторами исследуемого класса, математическое ожидание отношения Gcu>/Ga осталось близким к единице, однако дисперсия распределения вероятностей сцепного веса значительно возросла. распределения вызваны сочетаниями качеств грунта, встречающимися достаточно редко, и их необходимо учитывать при прочностных расчетах тракторов, в то время как тяговые расчеты должны базироваться на распределении

Поскольку при взаимодействии рабочего оборудования с грунтом вертикальные усилия приложены не в центре тяжести трактора, то они, кроме изменения сцепного веса, искажают случайным образом и эпюру давлений движителя на грунт

Изменения сцепного веса и давлений движителя на грунт в процессе работы влияют на показатели тяговой характеристики, в частности, изменяются зависимость коэффициента буксования от тягового усилия и сопротивление передвижению по сравнению с теми же зависимостями при стационарной нагрузке. Однако это влияние для указанных составляющих проявляется несколько по-разному. Если в первом случае (буксование) количественная мера изменений мало. зависит от грунтовых условий, то для сопротивления передвижению качества грунта играют решающую роль. Так, при одинаковой определенной догрузке трактора силами резания с соответствующим сдвигом центра давления движителя на грунт вперед коэффициент сопротивления передвижению увеличивается в 3 раза на легком грунте при образовании значительной колеи (исследования А. И. Брусенцева) и только на 30—50 % на плотном грунте, где колея практически не образовывалась.

Указанные факторы говорят о том, что в расчетах необходимо принимать эти данные с учетом всего диапазона грунтовых условий, встречающихся при эксплуатации трактора, или определенные на грунтах типичных для условий эксплуатации.

Аналитическое детерминированное описание зависимости показателей функций буксования или сопротивления передвижению от изменения эпюры давлений при случайной тяговой нагрузке в сочетании с таким же описанием изменения сцепного веса представляет исключительные трудности, и реальное решение задачи целесообразно осуществлять при совокупном рассмотрении всех указанных и других факторов (продольные и поперечные крены, неравномерная плотность грунта и т. п.), определяющих случайные изменения функций буксования и сопротивления передвижению. При этом функции сопротивления передвижению и буксования будут представлять собой корреляционные поля, описываемые соответствующими линиями регрессии.

Необходимо отметить, что применительно к промышленным тракторам к моменту проведения настоящих исследований не полностью была решена задача аналитического описания рассматриваемых функций при постоянном сцепном весе, эпюре давлений и стационарной тяговой нагрузке, что ставит перед нами комплексную задачу по описанию указанных характеристик движителя при стационарном и случайном нагружении.