Строительная техника

Промышленные тракторы

Раздел: Быт. Хозяйство. Строительство. Техника

В общем случае усилие сопротивления передвижению принято рассматривать как сумму трех слагаемых

В литературе существуют различные толкования о том, какие потери усилия следует отнести к потерям в гусеничном движителе, а какие — к сопротивлению передвижения. Как правило, сопротивлением передвижению принято считать сумму Рп и Рг. Экспериментально определить только (Ра + Рг) в реальных условиях трудно, поэтому в сопротивление передвижению кроме этой суммы включают и другие виды потерь усилия, число которых зависит от метода испытаний. В частности, при широко распространенном методе буксировки испытываемого трактора тягачом сопротивление передвижению

Pf — Ри + Pv + Рви + Рт* где Рт — потери тягового усилия в трансмиссии при буксировке (от ведущего колеса до выключенного фрикционного элемента).

Аналогично при измерении тягового усилия тензометрированием одного из валов трансмиссии при движении трактора без нагрузки будут измерять также сумму указанных четырех слагаемых с той лишь разницей, что Рт будут обусловлены потерями в трансмиссии при определенной нагрузке. При этом значения Рт могут быть определены с достаточной степенью точности.

Под сопротивлением передвижению будем понимать сумму Рп + + Рг + РВк- Для решения задач, которые сводятся к определению Ркр при известном Рк, это допущение не является существен--ным и может быть принято. При стандартных испытаниях тракторов сопротивление передвижению определяют буксированием испытуемого трактора тягачом с различной скоростью и получают зависимость коэффициента сопротивления /с передвижению от действительной скорости vR.

С увеличением скорости сопротивление передвижению для всех тракторов увеличивается по линейному или близкому к нему закону примерно с одним темпом. В среднем увеличение скорости с 3 до 10 км/ч влечет за собой увеличение сопротивления передвижению на 20 %. Абсолютные значения коэффициента сопротивления передвижению при данных значениях скорости находятся в диапазоне /с = 0,06-f-0,12.

Разброс абсолютных значений объясняется различным состоянием грунтовой дорожки при проведении испытаний и особенностями конструкции ходовой системы трактора.

При другом способе определения применяют динамометрические ведущие колеса или элементы заднего моста. В этом случае трактор передвигается или без нагрузки на крюке и на осциллографе происходит запись крутящего момента, который затем пересчитывают в тяговое усилие, или загрузочным устройством обеспечивают требуемое тяговое усилие на крюке.

Наиболее реальные значения Pf могут быть получены при непосредственном замере в процессе работы трактора с дорожно-строительным агрегатом Рк и Ркр и определении мгновенных значений Pf при синхронном замере других показателей работы трактора —vn УДИ б.

В связи с этим комплекс сравнительных исследований, выполненных на тракторе ТЭМП-2, включал в себя определение сопротивления передвижению тремя способами: при буксировке; при движении и записи на ленту осциллографа значений крутящего момента на полуосях заднего моста с последующим определением усилия сопротивления передвижению без нагрузки и с нагрузкой на крюке; при работе с бульдозерным оборудованием непосредственно при разработке грунта.

На первой стадии исследования проводили на укатанной глинистой дорожке с горизонтальной поверхностью. Нагрузка на крюке обеспечивалась динамометрической тележкой. На тракторе был установлен бульдозер, толкающие брусья которого находились в горизонтальном положении. Буксирный трос крепили к специальному кронштейну, установленному на прицепной скобе, что обеспечивало линию действия тормозящего усилия на минимальной высоте у опорной поверхности.

В результате было установлено, что абсолютные значения сопротивления передвижению минимальны при транспортировании трактора буксировкой. При тензометрической записи крутящего момента без приложения нагрузки на крюке сопротивление передвижению увеличилось примерно на 20—30 %. Интересно отметить, что построенные зависимости располагаются почти эквидистантно, т. е. абсолютная разница сопротивлений передвижению, полученных различными способами, не меняется с увеличением скорости, вследствие чего относительная их разница уменьшается. Подобное явление объясняется следующим образом.

При определении Pf путем тензометрирования ведущих колес увеличивается слагаемое Рвк, причем чем больше нагрузка на крюке, тем больше Рвк, поскольку абсолютные потери усилия в зацеплении движителя и его ведущих ветвях возрастают. При этом относительные потери, выражаемые отношением тягового усилия на крюке к касательному, с ростом этих усилий будут уменьшаться, а КПД движителя — повышаться.

По результатам проведенной серии испытаний были получены зависимости коэффициента сопротивления передвижению от тягового усилия на крюке при различных скоростях  движения.

С ростом Ркр при уд = = const сопротивление передвижению Pf увеличивается сначала постепенно (примерно на 20 % при увеличении Ркр от 0 до 120 кН), что объясняется увеличением Рвк, а затем резко, что вызвано дополнительным увеличением Ри. Рост последнего обусловлен появлением дополнительных потерь на прессование грунта при интенсивном буксовании трактора. При Ркр = = 120 кН буксование а составляет 10 %, а при Ркр = 180-7-200 кН наступает полное буксование. Именно в диапазоне Ркр = 120 ч--f-220 кН и происходит резкое нарастание Pf. Это нарастание соизмеримо с увеличением тягового усилия на крюке и, следовательно, относительные потери в этом случае не уменьшаются, а остаются на прежнем уровне.

Так, отношение Ркр к Рк при Ркр = 120 кН и Ркр = 190 кН постоянно и составляет 0,87. Естественно, что действительная скорость в диапазоне Рк = 1204-190 кН вследствие буксования снижается по сравнению с рд. Кривая 3 была получена по результатам испытаний трактора с двигателем мощностью 150 кВт, что вызвало взаимное изменение скорости и тягового усилия в исследуемом диапазоне Ркр. Например, увеличение Pf при значениях Ркр меньше 30—40 кН объясняется увеличением скорости при этом, а меньшие значения Pf при Ркр больше 50—60 кН — уменьшением скорости.

Таким образом, можно сказать, что применяя метод буксировки, получаем значения Pf на 15—25 % меньшие Pfy соответствующих рабочему диапазону тяговых усилий промышленного трактора. Увеличение скорости для всех значений Ркр вызывает рост сопротивления передвижению Pf с темпом, равным 3—5 % на 1 км/ч действительной скорости в диапазоне от 2 до 10 км/ч, что соответствует результатам, полученным при исследованиях сельскохозяйственных тракторов.

На второй стадии исследования проводили при разработке бульдозером стандартных траншей длиной 40 м с отсыпкой грунта в кавальер на суглинистом грунте плотностью 6—11 ударов плотномера ДорНИИ. Исследования включали движение трактора с поднятым отвалом бульдозера по днищу траншеи с неровностями, оставленными при копании грунта, а также при работе с бульдозерным оборудованием. Одновременно фиксировали касательное тяговое усилие и тяговое усилие на крюке. Для проведения исследований была разработана аппаратура, позволяющая измерять параллельную продольной оси трактора составляющую толкающих усилий левого и правого  брусьев.    

Так, среднее значение для трактора с двигателем мощностью Ne = 150 кВт составляет 0,135, что на 20 % больше /с при Ркр = 0; при мощности 243 кВт эта разница составила 30 %, а при 350 кВт — 40 %. При определении коэффициента сопротивления передвижению сопротивление передвижению Pf делилось на массу агрегата (трактор с бульдозером) без учета изменения его сцепного веса вследствие наличия вертикальной составляющей.

Сопротивление передвижению при работе под нагрузкой изменяется от 6 до 50 кН, как и в случае Ркр = 0, однако дисперсия и коэффициент вариации выше.

Во время работы трактора с бульдозерным оборудованием коэффициент /с изменяется от 0,03 до 0,3 (в 80 % случаев Pf = 14 ч--f-38 кН). Так, для тракторов с энергонасыщенностью 5,5—6,6 кВт/т в 80 % случаев при работе с бульдозерным оборудованием /с = = 0,06-4-0,2 при среднем значении 0,135. При всех способах определения сопротивления передвижению с увеличением скорости сопротивление передвижению увеличивается, однако темп увеличения при разных способах определения неодинаков. При работе с бульдозером средние значения Pf как функции средней скорости растут быстрее, чем при других способах определения Pf. Так, увеличение средней скорости с 2,66 до 7,01 км/ч, т. е. в 2,5 раза, повлекло за собой увеличение Pf от 24 до 32 кН, т. е. на 35 % (в других случаях это увеличение составляет примерно 20 %).

Быстрое увеличение Pf можно объяснить следующим. При работе с бульдозером на повышенных скоростях водитель интенсивнее работает отвалом, в результате чего создаются вертикальные переменные нагрузки, днище траншеи менее ровное, трактор работает со значительными ускорениями. Все это дает дополнительный прирост к обычному увеличению сопротивления передвижению при увеличении скорости. Таким образом, реальные потери тягового усилия на передвижение хотя и могут достигать больших значений (до /с = 0,3), в среднем выше полученных при тяговых испытаниях буксировкой на 50—60 %, а полученных тензометрированием ведущих колес с нагрузкой на крюке — на 30—40 %.

Воспользуемся принятым в статистической динамике методом и будем представлять сопротивление передвижению как линию регрессии корреляционных полей в функции основных доминирующих переменных: тягового усилия и скорости.

Выполненный корреляционный анализ по отечественным и зарубежным скреперам показал, что коэффициент К с корреляционным отношением 0,88 для порожнего скрепера равен 0,5; для груженого скрепера — 1,53.

Для изучения вопроса о сопротивлении передвижению применительно к колесному скреперу был собран статистический материал по значению /Сс Для прицепных скреперов, самоходных скреперов и колесных тракторов при скоростях движения от 2 до 10 км/ч, а также рассмотрены результаты исследований, выполненных Г. В. Аникиным, применительно к скреперному агрегату на базе трактора Т-100М [25]. По результатам проведенного анализа приняли в качестве среднего значения /сс = 0,039.

На основании выполненных исследований, а также изучения распределения вероятностей /с по результатам тяговых и других видов испытаний гусеничных тракторов было установлено, что на плотных суглинистых дорожках математическое ожидание fc = 0,0755. Таким образом, без учета движения на уклонах коэффициент сопротивления движению агрегата для груженого скрепера /с а = = 0,0755 + 1,53-0,039 = 0,137.

При равной вероятности движения трактора на подъем и под уклон можно считать полученное значение /с.а математическим ожиданием нормального распределения суммарного сопротивления передвижению, учитывающего движение на уклонах.

  Землеройно-транспортные машины ЗТМ. Бульдозеры, грейдер-элеваторы

  Теоретические вопросы движения автомобиля. АВТОМОБИЛЬ СВОИМИ РУКАМИ

  Ходовые устройства. Гусеничные ходовые устройства. Использование ...