Строительная техника

Промышленные тракторы

Раздел: Быт. Хозяйство. Строительство. Техника

Изучая вопрос о получении экспериментальных тяговых характеристик промышленных тракторов, необходимо иметь в виду следующее.

1.         Диапазон весов испытываемых тракторов является чрез

вычайно широким. Сцепной вес составляет от 60—80 до 600—800 кН,

причем при испытаниях необходимо создавать тормозное тяговое

усилие, превышающее сцепной вес трактора или испытываемого

агрегата. Непрерывно создают все более тяжелые трактора, увели

чение веса тракторов опережает во времени увеличение веса специ

альных динамометрических лабораторий. Следовательно, практически

неизбежно торможение испытываемых тракторов с помощью других

тракторов  или  иных самоходных машин  (тягачей  и т. п.).

Динамометрирование осуществляют с помощью тензоэлементов и датчиков, показания которых записываются на регистрирующую аппаратуру.

В связи с тем, что необходимо проводить большое число опытов по ступенчатому нагружению испытываемого трактора, а также выполнять большой объем работ, связанных с подготовкой тяговой дорожки требуемых размеров и состояния поверхности, проведение   тяговых   испытаний   очень   трудоемко.

2.         Для промышленного трактора характерна зона повышенного буксования от 7 до 100 %, но именно в этой зоне получить устойчивое нагружение ступенями довольно затруднительно.

3.         Промышленные тракторы работают в широком диапазоне грунтовых условий: от песков до пластичной глины, от взорванной скалы до бетонных площадок, и поэтому часто необходимо определять тягово-сцепные показатели на одном или нескольких грунтах из всего диапазона грунтовых условий.

В этом случае в распоряжении испытателей отсутствует необходимая тяговая дорожка, а испытания приходится проводить на относительно небольших специально  расчищенных  площадках.

4.         Ввиду значительной трудоемкости изготовления промышленных  тракторов  для   проведения   лабораторно-полевых   испытаний выделяют, как правило, один трактор, на котором обычно уже смонтированы датчики и приборы. Они могут быть дополнительно использованы при проведении данных конкретных испытаний. Кроме того, у такого трактора обычно предварительно снята стендовая характеристика моторно-трансмиссионной установки. Время, выделенное для тяговых испытаний, крайне ограничено, так как трактор требуется для проведения других видов исследований.

5. При испытаниях промышленных тракторов часто не удается снять характеристики на всех передачах в условиях одной погоды, изменение погоды дестабилизирует грунтовые условия и вследствие этого  изменяются  сроки   проведения   испытаний.

Тяговые испытания в настоящее время регламентированы ГОСТ 23734-79, которым предусмотрено определение тяговых показателей гусеничных тракторов на глинистом треке, укатанном или расчищенном грейдером, с плотностью, соответствующей 5— 12 ударам плотномера ДорНИИ и влажностью 8—15 % на глубине 8—12 см, а показателей колесных тракторов —на очищенном от грязи и следов масла треке с асфальтовым или бетонным покрытием (в том числе термокадаме). При этом регламентирована высота закрепления тормозного троса от опорной поверхности. В практике трос часто крепят к тыльной стенке отвала бульдозера. Трос, проходя под днищем трактора, передает усилие на тензозвено и далее — тормозному средству.

Для уменьшения трудоемкостиТи сокращения сроков проведения тяговых испытаний была разработана методика ускоренных тяговых испытаний промышленных тракторов, базирующаяся на использовании стендовой характеристики двигателя (для тракторов с МТ) или двигателя-гидротрансформатора (для тракторов с ГМТ), экспериментальной кривой буксования, определении контрольных точек и последующем расчете тяговой характеристики.

Методика имеет следующие стадии. На первой стадии осуществляют снятие стендовой характеристики МТБ. Для трактора с МТ снимают скоростную характеристику двигателя, а для трактора с ГМТ — выходную характеристику на турбинном колесе гидротрансформатора. При наличии оборудования (безгусеничных стендов) предусмотрено снятие характеристики МТУ через ведущие колеса трактора.

На второй стадии в полевых условиях определяют сцепные качества движителя и несколько контрольных точек в соответствии с принятым методом тяговых испытаний. На второй стадии трактор испытывают на тяговой дорожке торможением через тензоэлемент при помощи загрузочного устройства или другого трактора, фиксируют показания тензоэлемента регистрирующей аппаратурой синхронно с показаниями датчиков частоты вращения коленчатого вала двигателя, ведущих колес трактора и путеизмерительного колеса. При этом возможно два способа нагружения в зависимости от характеристик загрузочного устройства. При первом способе нагружение осуществляют по ступеням при стабилизированном тяговом режиме в течение некоторого времени (не менее 5 с). При втором способе (когда торможение осуществляют другим трактором) проводят   непрерывное   нагружение  с   замедлением  трактора.

На третьей стадии рассчитывают тяговую характеристику, используя результаты полевых и стендовых испытаний. На базе полевых испытаний определяют частоты вращения двигателя и турбинного колеса, теоретическую и действительную скорости, коэффициент буксования и тяговое усилие на крюке, после чего строят график зависимости б (РКр)

На основании стендовой характеристики двигателя или выходной характеристики блока двигатель—гидротрансформатор графически находят крутящие моменты Мп двигателя или турбинного колеса гидротрансформатора МТу соответствующие частотам вращения Яд коленчатого вала двигателя или турбинного колеса пт гидротр ансформатор а.

При найденных Мд или Мт определяют условное касательное усилие (без учета КПД трансмиссии) на ведущих колесах трактора соответственно для МТ и ГМТ

Полученные результаты заносят в таблицу, затем строят графики зависихмостей Рку (Ркр) и пт/як (ядв) для всего диапазона тяговых усилий. В дальнейшем графики используют для определения Ркр в   произвольных   точках   графоаналитическим   методом.

При торможении трактора методом замедления необходимо учитывать силы инерции.

Дальнейшее построение характеристики осуществляют следующим образом.

Задают любую частоту вращения вала двигателя на стендовой скоростной характеристике двигателя или на выходной характеристике блока двигатель—гидротрансформатор. В заданной точке графоаналитическим методом определяют для трактора с МТ мощность двигателя #д, крутящий момент двигателя Мю часовой расход GT топлива, удельный ge расход топлива; для трактора с ГМТ — крутящий момент М на турбинном колесе гидротрансформатора, частоту вращения /гд коленчатого вала двигателя, часовой расход топлива GT, мощность двигателя Мд,   удельный ge расход топлива.

Условное касательное тяговое усилий Рку определяют по формулам. По графику Рку (Ркр) графоаналитическим методом находят Ркр, соответствующее рассчитанному Рку. По ранее построенному графику б (Рк) графоаналитическим методом определяется буксование трактора (о), соответствующее полученному Ркр. Далее по известным в теории трактора формулам находят теоретическую и действительную скорости, мощность на крюке и условное  тяговое   КПД.

Указанная методика позволяет сократить затраты труда и времени на проведение тяговых испытаний в результате значительного сокращения объема экспериментальных исследований на треке и применения методов расчета, обеспечивающих получение достоверных результатов.

Для приближения результатов тяговых испытаний к тяговым характеристикам трактора при работе его в условиях эксплуатации разработана методика, позволякяцая имитировать переменный сцепной вес и центр давления движителей трактора, что имеет место при работе трактора в агрегате с оборудованием переднего или заднего расположения (бульдозер и рыхлитель). Такая методика позволяет оценивать по сцепным свойствам не только традиционные параметры движителя (давление на грунт, базу, площадь опорной поверхности, высоту грунтозацепа), но и показатели, характеризующие свойства подвески.

Методика базируется на загрузочно-имитационном устройстве (ЗИУ), состоящем из трех взаимосвязанных, работающих в комплексе элементов — имитатора нагрузки оборудования переднего расположения, имитатора нагрузки оборудования заднего расположения и загрузочного устройства. При необходимости можно использовать один из имитаторов. Имитаторы крепят к трактору с помощью элементов 2 и гидроцилиндров 4, управляемых гидрораспределителем. На трактор в агрегате может действовать вертикальная составляющая силы, увеличивающая или уменьшающая сцепной вес трактора. При имитации силы, уменьшающей вес трактора, рабочая жидкость подается в надштоковую полость гидроцилиндров 4у штоки выдвигаются, катки 1 опираются на грунт и передняя или задняя часть трактора приподнимается. Имитация увеличения сцепного веса осуществляется подъемом грузов 5 и катков / штоками гидроцилиндров.

При необходимости имитировать движение без вертикальных усилий распределитель системы управления устанавливают в плавающее положение и вес грузов 5 воспринимается катками 1. Если необходимо изменять не только продольную, но и поперечную координату центра давлений движителей, то цилиндры 4, катки У, элементы 2 и грузы 5 объединяют в левый и правый комплекс и управляют ими раздельно с помощью двух распределителей. Тяговое усилие измеряют в элементах 2, соединяющих ЗИУ с трактором, или в тросе, соединяющем трактор с тормозным средством 6f динамометром или тензозвеном. Первый вариант методически более правильный, поскольку исключается погрешность, связанная с потерями тягового усилия при качении катков 1 по грунту. Однако на практике усилия в элементах, соединяющих ЗИУ с трактором, измерять очень сложно, в связи с чем более приемлем второй вариант.

Гидрораспределителем, включающим систему ЗИУ на подъем, опускание или плавающее положение, можно управлять при помощи специального управляющего блока по заданной программе или вручную при ступенчатой регулировке положения штоков. Трактор тормозят обычным загрузочным устройством или устройством, имитирующим   переменную   горизонтальную   нагрузку.

Предложенная методика испытаний с применением ЗИУ отличается от применяемых простейших методов имитации, заключающихся в том, что на площадку, закрепленную на передней или задней части трактора устанавливают грузы различной массы (увеличение сцепного веса) или вывешивают трактор, например, на лыже, скользящей по грунту (уменьшение сцепного веса), универсальностью и обеспечением более достоверного воспроизведения реальных нагрузок. Однако следует отметить, что указанная методика не в состоянии абсолютно адекватно имитировать работу трактора в агрегате, так как на ЗИУ невозможно воспроизвести действительную точку приложения тяговой нагрузки на режущей кромке рабочего органа навесного оборудования, которая находится ниже опорной   поверхности  движителей.

В этом случае для получения тяговой характеристики необходимо измерять усилия в элементах, соединяющих оборудование с трактором, и синхронно фиксировать другие параметры (скорость, расход топлива и т. д.) при загрузке трактора рабочим оборудованием в процессе выполнения технологических операций, соответствующих этому оборудованию, и обрабатывать полученные результаты  методами   статистической  динамики.

Механизмы РУТ. Формула И. Н. Корнилаева. ТРАНСМИССИИ