Определение коэффициента запаса устойчивости в горизонтальной плоскости

Значение определяется по выражению ,

где - момент сил, препятствующих повороту машины.

(3.37)

где - момент сопротивления повороту базовой машины; - момент сопротивления повороту рабочего оборудования.

Для машин с активным навесным рабочим органом .

определяется для гусеничных машин по формуле:

, (3.38)

где - коэффициент сопротивления повороту: для влажных суглинков, для сухой вспаханной почвы, для торфяников [1].

Для колесных машин:

, (3.39)

где - коэффициент сцепления колес с грунтом (см. табл. 1); - вертикальная нагрузка на переднююось; - продольная база.

для полунавесного рабочего оборудования можно определить по следующему выражению:

, (3.40)

где - коэффициент трения опорной поверхности рабочего органа погрущу; - вертикальная реакция грунта на опорную поверхность рабочего органа; - расстояние от центра опорной поверхности до ц.д. базовой машины.

При расчете момента сил, стремящихся повернуть машину, считается, что ее поворот происходит относительно ц.д. Поэтому плечами сил являются расстояния от ц.д. до линии действия сил.

 

Рис. 3.9. Схема к статическому расчету в горизонтальной плоскости.

На рис. 3.9 изображен вид сверху каналоочистителя, показанного на рис. 3.4. Для такой схемы при запертом положении гидроцилиндра:

,

. (3.41)

При плавающем положении гидроцилиндра ротор ложится на дно канала, и между кожухом ротора и грунтом возникает сила трения ,которую можно определить следующим образом:

,

где - реакция грунта на кожух ротора определяетсяпо уравнению (3.11); - коэффициент трения грунта по металлу (см. табл. 4 приложения).

Тогда:

,

определяется по уравнению (3.41).

При необходимо предусмотреть установку стабилизатора, принять другую базовую машину или внести необходимые изменения в конструкцию принятой с последующим пересчетом .

 

Определение коэффициента запаса устойчивости при переводе рабочего органа в транспортное

Положение.

Для расчета выполняется эскиз в масштабе проектируемойилимодернизируемой машины (рис. 3.10), по которому определяют плечи действия сил тяжести базовой машины и рабочего оборудования. Для приведенных схем расположения рабочих органов:

. (3.42)

Рис. 3.10. Схема к расчету коэффициента запаса устойчивости при переводе рабочего органа в транспортное положение:

а — с задней навеской; б — с боковой навеской.

 

Статические расчеты при транспортном

Перемещении машины

При задней навеске рабочего оборудования рассматривается машина в момент ее разгона при движении на подъем. В этом расчетном положении учитываются сила давления ветра , силы инерции , возникающие при разгоне машины, силы тяжести , , . Расчетная схема приведена на рис. 3.11. Как видно из рис. 3.11, увеличение ведет к уменьшению и к увеличению . Угол , при котором , называется критическим углом. Для безопасной работы машины необходимо соблюдение условия:

. (3.43)

 

Рис. 3.11. Схема сил, действующих на машину.при транспортном передвижении:

а — с задней навеской рабочего органа;

б — с передней навеской рабочего органа.

Угол, при котором соблюдается условие (3.43), называется максимальным углом или предельным углом уклона. Из уравнения (3.43) находят , приняв . Для схемы, приведенной на рис. 3.11, уравнение (3.43) после подстановки выражений и примет вид:

. (3.44)

Уравнение (3.44) необходимо решить относительно , что и даст искомый максимально допустимый угол . С этой целью приведем уравнение (3.44) к следующему виду:

. (3.45)

Уравнение (3.45) решается так же, как и уравнение (2.28). Значение определяется по формуле:

, (3.46)

где - сила тяжести рассматриваемого агрегата; - транспортная скорость, до которой разгоняется машина; - ускорение свободного падения; - время разгона машины до транспортной скорости.

Для гусеничных тракторов с [1]. Значение определяется по формуле:

, (3.47)

где - давлениеветра, кПа; - подветренная площадь. Упрощенноможно считать для рассматриваемой схемы, что:

, (3.48)

где и - соответственно габариты базовой машины по ширине и высоте.

В результате расчета уравнения (3.45) относительно получим два значения. За принимается положительное значение, меньшее 90°. Аналогично находится угол и для машины с передней навеской рабочего органа. При этом рассматривается торможение машины на спуске. Основное отличие заключается в том, что силы инерции возникают при торможении машины. Определяется следующим образом:

, (3.49)

где - транспортная скорость передвижения машины; - время торможения. Для гусеничных машин с[1].Для схемы, приведенной на рис. 3.16, после подстановкив уравнение(3.43) выражений и получим:

;

или

, (3.50)

где - сила тяжести рабочего оборудования; - сила тяжести груза, находящегося в рабочем органе.

Для машины с прицепным рабочим оборудованием восстанавливающий момент создает только сила тяжести тягача и, если имеется противовес, то и сила тяжести противовеса. Опрокидывающий момент для тягача с противовесом определится следующим образом:

,

где - высота прицепного шарнира.

Определение машин с полунавесным рабочим оборудованием, (рис. 3.12), опирающемся о землю в транспортном положении, выполняется с учетом реакций в шарнире , и сил инерции рабочего оборудования . Реакции и определяются так же, как и при тяговом расчете по уравнениям (2.12), (2.13), но считается неизвестным. Для схемы, приведенной на рис. 3.12:

Рис. 3.12 Схема к определению максимального безопасного угла

подъема машины с полунавесным рабочим органом.

 

,

.

При боковой навеске рабочего оборудования рассматривается движение с транспортной скоростью по косогору поперек уклона с поворотом при минимальном радиусе (рис. 3.13).

 

Рис. 3.13. Схема к определению максимального безопасного

угла косогора.

Восстанавливающий и опрокидывающий моменты в этом случае создают силы тяжести , , сила ветра , силы инерции , (центробежные силы), возникающие при движении машины с поворотом.

,

где - габарит машины по длине.

,

где - транспортная скорость передвижения; - радиус поворота.

,

где - ширина тракторапо гусеницам; - ширина гусеницы.

Для колесных машин:

,

где - минимальный радиусповорота.

Применительно к схеме,изображенной на рис. 3.13, уравнения для расчета моментов имеют вид:

, (3.51)

. (3.52)

В уравнении (3.52) вычисляется следующимобрезом:

, (3.53)

где - скорость движения рабочего органа.

,

.

Далее выражения (3.51) и (3.52) подставляются в уравнение (3.23). Из полученного уравнения находят для косогора. Методика решения уравнения та же, что и для уравнения (2.28).

Полученные значения и заносятся в рекомендации по эксплуатации машины. Однако при углах уклонов, равных , машина может сползать по уклону. Поэтому определяется из условия отсутствия сползания, находится из уравнения:

. (3.54)

Предельная сила тягипо сцеплению определяетсяпо уравнению (2.32). Подставив соответствующее выражение в неравенство (3.54), решают полученное неравенство относительно по вышеизложенной методике. Определив значение из условия отсутствия сползания, сопоставляют его с . За действительный максимально безопасный угол считается меньшее из двух значений, которое и указывается в правилах по эксплуатации проектируемой машины.

 

 

Приложение

 

Таблица 1. Техническая характеристика гусеничных тракторов

Марка трактора	ДЭТ-250М	Т-180Г	Т-130БГ-1	Т-100МЗ	Т-100МЗБ
Тяговый класс Габаритны размеры, мм: длина ширина высота Масса трактора, кг: конструктивная эксплуатационная Продольная база, мм Дорожный просвет, мм Ширина гусеницы, мм Координаты центра тяжести, мм: от продольной оси (вправо) от оси ведущих звёздочек (вперёд) Марка двигателя Частота вращения, с-1 Мощность, кВт Оптовая цена, руб	В-ЗОВ	Д-130	Д-1606	Д-108	Д-108-2

Продолжение табл. 1

 

Марка трактора	Т-4А	Т-150	ДТ-75Р	Д-75Б	ДТ-75МР
Тяговый класс Габаритны размеры, мм: длина ширина высота Масса трактора, кг: конструктивная эксплуатационная Продольная база, мм Дорожный просвет, мм Ширина гусеницы, мм Координаты центра тяжести, мм: от продольной оси (вправо) от оси ведущих звёздочек (вперёд) Марка двигателя Частота вращения, с-1 Мощность, кВт Оптовая цена, руб	А-01М	СМД-60	СМД-14Н	СМД-14Н	А-41

 

Таблица 2. Техническая характеристика колёсных тракторов

Марка трактора	К-701	К-700	Т-150К	МТЗ-80	МТЗ-82
Тяговый класс Габаритны размеры, мм: длина ширина высота Масса трактора, кг: конструктивная эксплуатационная База трактора, мм Колея, мм Дорожный просвет, мм Минимальный радиус поворота, мм Координаты центра тяжести, мм: от продольной оси (вправо) от оси задних колес Марка двигателя Частота вращения, с-1 Мощность, кВт Оптовая цена для промышленности, руб.	ЯМЗ-240Б	ЯМЗ-238МБ	СМД-62	1,4       -20 Д-240	1,4     3200,   -15 Д-240

 

 

Продолжение табл. 2

 

Марка трактора	МТЗ-50	МТЗ-52	ЮМЗ-6	Т-10М	Т-16М	Т-25
Тяговый класс Габаритны размеры, мм: длина ширина высота Масса трактора, кг: конструктивная эксплуатационная База трактора, мм Колея, мм Дорожный просвет, мм Минимальный радиус поворота, мм Координаты центра тяжести, мм: от продольной оси (вправо) от оси задних колес Марка двигателя Частота вращения, с-1 Мощность, кВт Оптовая цена для промышленности, руб.	1,4       -20 Д-50	1,4       -15 Д-50	1,4     1260-1860   Д-65М	0,9     1200-1800   +8 Д-37Е	0,6       Д21А2 14,7	0,6     1200-1400   - Д-21 14,7

 

 

Таблица 3. Средние значения коэффициентов сопротивления

передвижению и сцепления [1,2]

 

Грунт	Коэффициент сопротивления	Коэффициент сцепления
Гусеничные машины	Колёсные машины	Лыжи	Гусеничные машины	Колёсные машины
Торфяное болото	0,1-0,3	0,2-0,3	0,7-0,9	0,15-0,9	0,1-0,6
Песок	0,1-0,15	0,16-0,20	0,4-0,6	0,40-0,5	0,3-0,4
Супесь	0,07-0,12	0,04-0,18	0,4-0,6	0,6-1,0	0,4-0,7
Суглинок	0,08-0,15	0,12-0,2	0,4-0,7	0,7-0,8	0,5-0,7
Суглинок тяжёлый и глины	0,07-0,15	0,03-0,02	0,4-0,7	0,9-1,0	0,7-0,8
Стерня	0,08-0,09	0,07-0,1	-	0,7-0,9	0,6-0,7
Луг влажный скошенный, залежь	0.07-0,08	0,09-0,10	-	0,8-0,9	0,6-0,7
Свежевспаханное поле	0,10-0,12	0,17-0,18	-	0,6-0,8	0,4-0,5

 

 

 

 

Матвиенко С.А.