Силы, действующие в гусеничной цепи

Предварительное натяжение гусеничной цепи. Ветвь гусеничного обвода, расположенную на участке от ведущего колеса до грунта и передающую тяговое усилие, называют рабочей и обозначают /р (рис. 36). Участок обвода, расположенный между ведущим колесом и грунтом и не нагруженный тяговой силой, считают свободной ветвью — /св (см. рис. 36) Участок обвода, находящийся в контакте с грунтом, называют опорной ветвью — Lon. Периметр гусеничного обвода

Схема провисания на опорных катках гусеницы, свободной от действия сил и моментов

Рис. 36. Схема провисания на опорных катках гусеницы, свободной от действия сил и моментов

В состоянии покоя, когда на ведущем колесе отсутствует крутящий момент, гусеничная цепь, опираясь на катки и колеса, провисает на свободных участках под действием силы тяжести (рис. 37). Провисание регулируют специальными устройствами, натягивая или ослабляя гусеничную цепь. Поэтому в гусеничной цепи, не подверженной действию крутящего момента или других сил, силу, создаваемую только силой тяжести провисающих участков, называют силой предварительного или статического натяжения. Эту силу рассчитывают по формуле

где <70 — вес единицы длины гусеницы; / — длина по горизонтальной линии участка гусеницы, провисающего между двумя смежными катками; hT стрела провисания (см. рис. 37).

Гусеничный обвод машин с задним (а) и передним (б) ведущим колесами f I I I I I— рабочая ветвь;......— свободная ветвь)

Рис. 37. Гусеничный обвод машин с задним (а) и передним (б) ведущим колесами f I I I I I— рабочая ветвь;......— свободная ветвь)

Как видно из формулы (30), при данном натяжении стрела провисания увеличивается пропорционально квадрату длины участков. Чем короче и равномернее расположены эти участки, тем меньше будет сила предварительного натяжения гусеничного обвода, обеспечивающая его работоспособность. В механизмах с задним расположением ведущего колеса значение hT/l составляет Vis — Уз2-

Общая схема сил. Если к ведущему колесу приложить момент (см. рис. 36), то натяжение в рабочей и свободной ветвях гусеницы изменится по сравнению с натяжением в свободном состоянии. Уравнение равновесия моментов в гусеничном обводе при равномерной скорости гусеничного обвода имеет следующий вид:

где Гр и Гсв — силы натяжения соответственно в рабочей и свободной ветвях гусеничного обвода.

Если обе части этого уравнения разделить на гл, то получим

Силы Гр и Гсв зависят от касательной силы тяги Рк. Не следует путать между собой силу в свободном участке гусеничного обвода Гсв с силой статического натяжения Гс.

Следует подчеркнуть, что в связи с разной длиной рабочей ветви гусеничного обвода машин с задним и передним приводом (см. рис. 36) провисание свободной ветви также будет разным при натяжении гусеничной цепи силой Гр. У движителей с передним ведущим колесом /св мало по сравнению с /р, поэтому относительное приращение длины /св будет очень большим за счет натяжения сравнительно длинной рабочей ветви, суммарный зазор в соединениях которой значительно превосходит суммарный зазор короткой рабочей ветви движителя с задним ведущим колесом. Поэтому сила натяжения свободной ветви будет зависеть от отношения /св//р.

Выражение для определения силы натяжения свободной ветви при действии тягового усилия с учетом отмеченных факторов предложено проф. В.Ф. Платоновым:

Взаимодействие рабочей ветви и заднего опорного катка. Рассмотрим действие сил в рабочей ветви гусеничной цепи при равномерном движении по горизонтальному участку пути машины с задним ведущим колесом.

Ведущее колесо, наматывая на себя гусеничную цепь, стремится вытащить ее опорную ветвь из-под опорных катков. Оставаясь прижатой к земле и неподвижной относительно нее, опорная ветвь сообщает через рабочую ветвь и ось заднего колеса корпусу машины реактивную толкающую силу. Заменив гусеничную цепь силами, получим схему их взаимодействия с корпусом машины и последним опорным катком (рис. 38). Трением в гусеничном механизме, буксованием и затратами энергии на них пренебрегаем.

Силу Гр, действующую в рабочей ветви, перенесем на ось колеса и приложим к оси равную ей силу, направленную в противоположную сторону. Сила Гр, действующая в рабочей ветви, и сила Гр, прило-

Схема взаимодействия сил в гусеничном движителе

Рис. 38. Схема взаимодействия сил в гусеничном движителе

женная к оси колеса, создают на плече гл момент сопротивления на ведущем колесе. Силу Т , приложенную к оси ведущего колеса, свободную от создания момента, разложим на горизонтальную и вертикальную составляющие:

Действуя на задний опорный каток, сила Т создает перпендикулярную по отношению к ней силу RK = 7"ptg|/K. Разложим ее также на горизонтальную и вертикальную составляющие:

Горизонтальные составляющие силы Т и RKV действуя в одном и том же направлении, создают суммарную силу

которая действует через оси ведущего колеса (Г ) и заднего катка (Rka) на корпус машины и толкает его вперед, создавая силу тяги на прицепном устройстве машины. В зависимости от угла наклона рабочего участка соотношение между силами RK в и RKS будет разное. При меньшем угле г через ось ведущего колеса на корпус машины будет передаваться большая тяговая сила, а при большем угле г — меньшая. Сила RK I, передаваемая через ось заднего опорного катка, также зависит от угла ц/, но в обратном порядке по сравнению с силой Тр г

Вертикальные силы, возникающие во взаимодействии движителя и корпуса машины Трв и RKB, равны по величине (7р sinij/), направлены в противоположные стороны и приложены в разных точках на плече /к. Создаваемый этими силами момент

уравновешивается на корпусе машины, стремясь поднять задний опорный каток.

Центробежная сила и ударные нагрузки. Приведенные данные справедливы для условий, когда центробежные силы не влияют на натяжение гусеничного обвода, т.е. при движении с низкой скоростью.

Центробежную силу Ти, действующую на гусеницы, учитывают следующим выражением:

где g — ускорение свободного падения; vr — скорость перематывания гусеницы.

Действующие на гусеничный обвод центробежные силы уравновешиваются силой натяжения гусеницы. Поэтому натяжение гусеницы, возникающее от центробежных сил, называют центробежным натяжением.

Как видно из выражения (33), центробежное натяжение пропорционально массе 1 м длины гусеничного обвода и квадрату теоретической скорости движения машины. Оно не зависит от юза и буксования. На него не влияют длина и кривизна участков обвода. Оно действует на всех участках и имеет одно и то же значение.

Силу натяжения в свободной и рабочей ветвях обвода с учетом центробежной силы можно представить в виде суммы сил:

Из этих выражений видно, что центробежная сила дополнительно нагружает рабочую и свободную ветви гусеничного обвода, но не передает дополнительных нагрузок на ведущее колесо и катки движителя. Чтобы убедиться в этом, достаточно подставить выражения Тсвл, и Т в уравнение (31) вместо величин Тсв и Т соответственно.

 
Посмотреть оригинал
< Пред   СОДЕРЖАНИЕ   ОРИГИНАЛ     След >