Скреперного поезда

Кравченко А.А., специалист

Научный руководитель – ст. преподаватель С.Г. Ковалевский

Харьковский национальный автомобильно-дорожный университет

Работа скреперов в составе поезда позволяет увеличить объем грунта, набираемого в ковш, за счет реализации максимального тягового усилия. Тягово-сцепные качества полуприцепного скрепера существенным образом зависят от сцепного веса. Наиболее благоприятные условия работы пневмоколесного движителя трактора обеспечиваются при равномерном распределении сцепного веса по осям.

Возникающие в седельно-сцепном устройстве силы, при различных режимах работы скреперного поезда, приводят к изменению нормальных^- реакций наколёсах тягачей скреперов. Конструкция рычажного седельно-сцепного устройства, установленного на скрепере позволяет изменять точку

приложения сил, действующих со стороны скрепера на трактор. Таким образом возникает необходимость в определении оптимальных значений расположения рычагов седельно-сцепного устройства, соответствующих равенству реакций грунта на ведущих колесах.

Определение нормальных реакций грунта на ведущих колесах скрепера производим следующим образом.

Рассмотрим схему сил, действующих на полуприцепной скре­пер, работающий в составе поезда (рис. 1). К силам, обусловленным массой агрегата относятся: – вестрактора, – весскрепера, – вес грунта в ковше. На пневматические колёса действуют реакции грунта На скрепер, производящий набор грунта, действуют силы со стороны скрепера помощника. В случае, если копание осуществляет передний

скрепер, а задний выполняет функции толкача, силы приложены к буферу переднего скрепера, если же копает задний, а передний является

дополнительным тягачём, то силы приложены к раме трактора копающего скрепера.

Рисунок 1 – Схема сил действующих на скрепер при работе в составе поезда

Вертикальные составляющие реакций в сцепном устройстве могут быть определены по соотношению

, (1)

Коэффициент определяется в зависимости от конструкции сцепного устройства и изменяется в достаточно широком диапазоне. К ножу скрепера прикладываются горизонтальная и вертикальная реакции грунта и . На ведущих колесах трактора действует сила тяги и силы сопротивления качению и .

Из уравнений статики составленных отдельно для трактора и скрепера получим следующие выражения, определяемые в зависимости от режима копания.

Для одиночного скрепера вертикальная координата в седельно-сцепном устройстве определяется по формуле

, (2)

Вертикальная составляющая реакции в седельно-сцепном устройстве равна

, (3)

Для переднего скрепера в режиме копания вертикальная координата реакции в седельно-сцепном устройстве определяется зависимостью

, (4)

Вертикальная составляющая реакции в седельно-сцепном устройстве равна

(5)

Для заднего скрепера в режиме копания вертикальная координата реакции в седельно-сцепном устройстве равна

, (6)

Вертикальная составляющая реакции в седельно-сцепном устройстве определяется по формуле

, (7)

Определение координат точки приложения сил сопротивления грунта копанию сводится к решению следующих уравнений.

Для одиночного скрепера в режиме копания

, (8)

Для переднего скрепера в режиме копания

(9)

Для заднего скрепера в режиме копания

(10)

В результате обработки расчетных данных построены графики (рис. 2). Анализ графических зависимостей показывает, что взаимное расположение рычагов седельно-сцепного устройства должно обеспечивать изменение вертикальной координаты точки приложения сил в диапазоне от – 1 до + 0,8 м относительно опорной поверхности движителя. Оптимальное значение координаты точки “с” определяется этапом работы скреперного

поезда. Так, например, при копании грунта одиночным скрепером точка "с" должна быть расположена ниже опорной поверхности и изменяется от 0 до 0,7 м с ростом объема грунта в ковше. При копании грунта передним скрепером точка приложения сил должна располагаться ниже опорной поверхности и изменяется от 0 до 1 м. Во время заполнения ковша заднего скрепера точка должна иметь значения от 0,2 до 0,8 м и располагаться выше опорной поверхности грунта.

Выводы

Найденные диапазоны изменения расположения точки приложения сил, действующих со стороны скрепера на тягач, позволяют обеспечить реализацию максимального тягового усилия тягачами скреперного поезда. Полученные результаты могут быть использованы при проектировании седельно-сцепного устройства полуприцепных скреперов, работающих в составе скреперного поезда.

Рисунок 2 – Изменение оптимальных значений горизонтальной координаты в зависимости от объёма грунта в ковше

Литература

1. Кириченко И.Г. Аналитическое исследование модульных шарнирно-сочлененных пневмоколесных машин / И.Г. Кириченко / Проблемы машиностроения. – 2002. – Том 5. №2 – С. 151–159.

2. Ульянов H.A. Теория самоходных колесных землеройно-транспортных машин. М.: Машиностроение, 1969. – 520 с.

Дата добавления: 2015-07-16