Лекция 9.7. Характеристика поворота гусеничного трактора

9.7.1. Выбор типа механизма поворота для установки на гусеничную машину

В зависимости от типа механизма поворота значения мощности прямолинейного и криволинейного движения будут отличаться.

На рисунке 81 представлена зависимость изменения мощности внешних сопротивлений при повороте машин с разными механизмами поворота в конкретных почвенных условиях от относительного радиуса поворота . Наибольшая мощность внешних сопротивлений возникает при повороте машин с простым дифференциалом, особенно на малых радиусах поворота. Это объясняется тем, что скорость движения машины на повороте сохраняется такой же, как при прямолинейном движении, а сила внешних сопротивлений возрастает весьма значительно. Таким образом, применение простого дифференциала требует резервирования мощности двигателя из условий обеспечения поворота.

Двойной дифференциал также сохраняет скорость на повороте, равную скорости прямолинейного движения, но при большем минимальном радиусе поворота. Поэтому график зависимости для двойного дифференциала будет начинаться при большем значении относительного радиуса поворота (точка на графике), т.е. область функционирования этого механизма поворота несколько уже, чем область действия механизма поворота на основе простого дифференциала.

Муфты поворота и планетарные механизмы заметно снижают мощность . Но при этом снижается скорость на повороте (по сравнению с простым дифференциалом), а, следовательно, и средняя скорость.

Реализация поворота с меньшими сопряжена с созданием специальных механизмов поворота, конструктивно и кинематически очень сложных. Они не нашли применения в силу недостаточной востребованности.

В связи с вышеизложенным выбор типа механизма поворота зависит от условий эксплуатации и требований, предъявляемых к гусеничной машине.

9.7.2. Построение характеристики поворота гусеничного трактора. Анализ возможности поворота трактора в заданных условиях движения

Для оценки возможностей поворота гусеничного трактора определим величину поворачивающего момента, который может быть получен при полном использовании мощности двигателя. Назовём этот момент поворачивающим моментом по двигателю и обозначим его через с добавлением в индексе цифры, указывающей номер передачи трактора, которой он соответствует. Этот поворачивающий момент зависит от типа механизма поворота.

При полном использовании номинальной мощности двигателя в процессе установившегося поворота баланс крутящих моментов, приложенных к ведущему мосту трактора, можно выразить следующим уравнением

,

где - ведущий момент трактора при номинальной мощности двигателя.

Из этого уравнения следует, что тормозной момент, который в рассматриваемом случае может быть создан на отстающей полуоси

.

Подставляя полученное выражение тормозного момента в формулы для определения поворачивающего момента, можно найти значения поворачивающих моментов по двигателю при различных механизмах поворота. В частности, при муфтах поворота и одноступенчатых планетарных механизмах поворота, устанавливаемых на гусеничных тракторах сельскохозяйственного назначения

.

Из этого уравнения видно, что на поворачивающий момент по двигателю влияют номер передачи, на которой совершается поворот (момент ), и условия движения (сила ). Чем меньше требуемая касательная сила тяги , тем при прочих равных условиях может быть больше поворачивающий момент .

Поворачивающий момент по двигателю иногда невозможно реализовать из-за недостаточного сцепления с дорогой забегающей гусеницы, которая начинает буксовать, не развив необходимую для получения указанного момента касательную силу тяги. Поэтому наряду с этим моментом следует различать поворачивающий момент по сцеплению забегающей гусеницы с дорогой .

Для того чтобы найти величину момента , определим сначала касательную силу тяги , которую может развивать при повороте трактора забегающая гусеница по условиям сцепления с дорогой. Допустим, что вес трактора распределяется поровну между обеими гусеницами, а коэффициент сцепления при повороте такой же, как при прямолинейном движении. Тогда

,

где - момент на ведущей звёздочке забегающей гусеницы, затрачиваемый на преодоление действующих в ней внутренних сопротивлений.

Поскольку момент незначителен, то можно принять

.

С другой стороны нами было установлено, что касательная сила тяги забегающей гусеницы

.

Так как при установившемся повороте момент сопротивления повороту равен поворачивающему моменту, т.е. , то

.

Подставив в это уравнение вместо и их значения, соответствующие буксующей забегающей гусенице, получим

,

откуда

.

Таким образом, поворачивающий момент, который трактор может развить по условиям сцепления с дорогой, не зависит от механизма поворота.

Поворот гусеничного трактора можно проанализировать графически с помощью диаграммы, изображённой на рисунке 82, которую называют характеристикой поворота гусеничного трактора.

На оси абсцисс характеристики откладывают относительные радиусы поворота , а на оси ординат – значения результирующего момента сопротивления повороту и поворачивающих моментов и , возможных по мощности двигателя и по сцеплению с дорогой. При этом следует учитывать заданные дорожные условия, нагрузку на крюке, зависимость приведённого коэффициента сопротивления повороту, коэффициента сопротивления качению и направления тягового сопротивления от радиуса поворота.

Кривая по мере увеличения радиуса поворота снижается, так как уменьшаются значения коэффициента сопротивления повороту и углы .

На характеристике нанесены две кривые поворачивающих моментов на первой и второй передачах трактора, и . Кривая расположена выше кривой . Следовательно, при соответствующей мощности тракторного двигателя возможен поворот данного агрегата на первой передаче при любых радиусах поворота . Однако по условиям сцепления с дорогой поворот агрегата при радиусах меньших , невозможен, так как на участках характеристики, соответствующих более крутым поворотам, кривая расположена ниже кривой .

Чтобы найти по данной характеристике минимальный радиус, при котором возможен установившийся поворот рассматриваемого агрегата, нужно точку пересечения кривых и спроектировать на ось абсцисс и определить искомое значение .

Кривая пересекает кривую в точке . Проектируя эту точку на ось абсцисс, находим минимальное установившееся значение радиуса поворота агрегата при движении на второй передаче. Более крутые повороты на этой передаче невозможны из-за недостаточной мощности двигателя.

Дата добавления: 2015-10-24