Характеристика поворота гусеничного трактора

На рис. 33. 2, а показана схема поворота гусеничного трактора на горизонтальном участке пути.

В гусеничном тракторе поворот обеспечивается тем, что механизм поворота создает различные скорости движения; гусеница, движущаяся с большой скоростью (забегающая гусеница), поворачивает трактор в сторону отстающей гусеницы.

Угловая скорость ω_т вращения машины около оси поворота О может быть определена по формуле

где v ´ — скорость точки О _т;

R — радиус поворота трактора.

Вращение гусеницы около оси О можно разложить на относительное вращение около полюсов вращения О ₁ и О ₂ (так называют в теории трактора проекции оси поворота на продольные плоскости симметрии гусениц) с угловой скоростью ω_т и переносное поступательное движение со скоростями v ₂ и v ₁. Скорости прямолинейного поступательного движения гусениц v ₂ и v ₁ могут быть определены по формулам:

(33.6)

(33.7)

где v ₁ и v ₂ — соответственно скорости забегающей и отстающей гусеницы.

Полюсы O ₁ и O ₂ занимают положение, показанное на рис. 33.2, только при отсутствии буксования и скольжения гусениц. Буксование и скольжение гусениц приводит к поперечному смещению полюсов О ₁ и О ₂ от плоскости симметрии. Однако этим смещением полюсов практически можно пренебречь.

Рис. 33.2. Гусеничный трактор:

а — схема поворота; б — силы, действующие на трактор без прицепа; в — силы, действующие на трактор при повороте с прицепом

Рассмотрим простейший случай поворота гусеничного трактора при следующих допущениях: поворот происходит на горизонтальном участке с равномерной угловой скоростью, центробежная сила отсутствует, центр тяжести трактора лежит на пересечении осей симметрии опорной поверхности трактора; давление на опорные поверхности гусениц распределено равномерно; сила тяги на крюке Р _кр равна нулю (рис. 33.2, б). На трактор в этом случае действуют: сила тяги Р ₂ на забегающей гусенице; сила тяги Р ₁ на отстающей гусенице; силы сопротивления движению Р´_f и Р"_f. Кроме того, в направлении, перпендикулярном направлению движения, действуют силы сопротивления повороту, которые можно считать пропорциональными массе трактора, приходящейся на единицу длины. Указанный коэффициент пропорциональности называется коэффициентом сопротивления повороту и обозначается буквой µ.

На каждую гусеницу при принятых допущениях приходится половина массы трактора 0,5 G, а на единицу длины опорной поверхности приходится масса, равная . Поэтому на единицу длины опорной поверхности будет действовать сила

Силы сопротивления повороту можно заменить их равнодействующими R ₁ и R ₂, каждая из которых равна и приложена на расстоянии

от плоскости, в которой находятся полюсы вращения О ₁ и О ₂.

Сумма проекций всех сил, действующих на трактор при повороте на продольную ось,

Уравнение моментов относительно точки

(33.8)

Уравнение моментов относительно точки О ₁:

(33.9)

Правые части уравнений (33.8) и (33.9) называются моментом сопротивления поворота М _р, т. е.

(33.10)

Из уравнений (33.8) и (33.9) можно получить выражения для сил тяги отстающей и забегающей гусениц:

(33.11)

(33.12)

считая, что

Анализ приведенных уравнений показывает, что силы тяги на забегающей и отстающей гусеницах зависят от коэффициента сопротивления повороту µ, длины опорной поверхности гусениц L и ширины колеи трактора В.

При повороте гусеничного трактора сила тяги забегающей гусеницы, как это видно из формул (33. 11) и (33.12), имеет положительное значение, т. е. силу тяги создает двигатель. Сила тяги отстающей гусеницы, как правило, имеет знак минус, т. е. сила тяги возникает при торможении гусеницы.

Улучшение условий поворота гусеничного трактора достигается,главным образом, при уменьшении значения в формулах (33.11) и (33.12), т. е. путем уменьшения коэффициента сопротивления повороту µ или уменьшения отношения , т. е. увеличением ширины колеи трактора по сравнению с длиной поверхности гусеницы.

Коэффициент сопротивления повороту µ находится экспериментальным путем для определенных грунтов, формы обвода гусеничной цепи и ее звеньев, распределения давления по опорной поверхности и радиуса поворота.

Рассмотрим влияние силы тяги на крюке на поворот гусеничного трактора (рис. 33.2,б), принимая все ранее изложенные допущения, но учитывая только силу тяги Р _кр. Составляющая сила тяги Р ´_кр создает момент Р ´_кр i. В результате должно произойти смещение полюсов поворота гусениц О ₁ и О ₂ влево и, следовательно, изменятся эпюры сил сопротивления поворота (рис. 33.2,6). При равномерном распределении давления по опорной поверхности гусеницы удельное сопротивление повороту

будет а сумма проекций всех сил на ось ординат

(33.13)

После подстановки соответствующих значений R ₁, R ₂ и Р ´_кр получим

(33.14)

откуда

(33.15)

Смещение полюсов поворота гусениц x _о в процентном отношении составляет очень малую часть от длины опорной поверхности L. Поэтому вполне можно пренебречь величиной х _о, и тогда расчетная схема будет иметь вид, представленный на рис. 33.2,в. Равнодействующие силы сопротивления повороту обеих гусениц

(33.16)

Результирующий момент сопротивления повороту

(33.17}

Сила тяги на отстающей и забегающей гусеницах с учетом силы тяги на крюке будет определяться по формулам:

(33-18)

(33.19)

Как следует из формулы (33.17), уменьшение результирующего момента при повороте трактора с нагрузкой на крюке может быть получено при применении такого устройства, которое обеспечивало бы положение шарнира прицепной тяги возможно ближе к середине опорных поверхностей гусениц. Такое прицепное устройство получило название маятникового прицепа.