Elastse (deformeerunud) ratta veeremisel jõutegurite mõjul tekib rehvi tangentsiaalne deformatsioon, mille käigus väheneb tegelik kaugus ratta pöörlemisteljest tugipinnani. Seda kaugust nimetatakse dünaamiline raadius r d rattad. Selle väärtus sõltub paljudest konstruktsiooni- ja tööteguritest, nagu rehvi jäikus ja siserõhk selles, sõiduki kaal ratta kohta, kiirus, kiirendus, veeretakistus jne.

Dünaamiline raadius väheneb pöördemomendi suurenemise ja rehvirõhu vähenemisega. Suurusjärk r d suureneb veidi sõiduki kiiruse suurenedes tänu suurenenud tsentrifugaaljõududele. Ratta dünaamiline raadius on tõukejõu rakendamiseks mõeldud õlg. Sellepärast nimetatakse seda ka jõu raadius.

Elastse ratta veeremisega kõval tugipinnal (näiteks asfalt- või betoonist maanteel) kaasneb ratta turvise elementide mõningane libisemine selle kokkupuutepiirkonnas teega. Seda seletatakse ratta ja tee kokkupuutuvate lõikude pikkuste erinevusega. Seda nähtust nimetatakse elastne libisemine rehvid, erinevalt libisemine(libisemine), kui kõik turviseelemendid liiguvad tugipinna suhtes. Kui need lõigud oleksid absoluutselt võrdsed, poleks elastset libisemist. Kuid see on võimalik ainult siis, kui ratas ja tee puutuvad kokku kaarega. Tegelikkuses puutub deformeerunud ratta tugikontuur kokku deformeerimata tee tasase pinnaga ning libisemine muutub vältimatuks.

Selle nähtuse arvutustes arvessevõtmiseks kasutage kontseptsiooni kinemaatiline raadius rattad ( veereraadius) r kuni. Seega arvutatud veereraadius r k tähistab sellist fiktiivse raadiust deformeerimata ratas, millel on libisemise puudumisel samad lineaarsed (translatsioonilised) veeremiskiirused tõelise (deformeerunud) rattaga v ja nurkpööre ω kuni. See tähendab, väärtus r kuni iseloomustab tingimuslik raadius, mis väljendab arvutatud kinemaatilist seost liikumiskiiruse vahel v sõiduki ja ratta nurkkiirus ω kuni:

Ratta veereraadiuse eripära on see, et seda ei saa otseselt mõõta, vaid määratakse ainult teoreetiliselt. Kui kirjutame ülaltoodud valemi ümber järgmiselt:

, (τ - aeg)

siis saadud avaldisest on selge, et väärtuse määramiseks r arvutuse järgi. Selleks peate mõõtma tee S mida läbib taga olev ratas n pöördeid ja jagage see ratta pöördenurgaga ( φ kuni = 2πn).

Elastse libisemise hulk suureneb rehvi elastsuse (nõuetekohasuse) ja tee kareduse samaaegse suurenemisega või vastupidi, rehvi kõvaduse ja tee pehmuse suurenemisega. Pehmetel pinnastel teedel suurendab suurenenud rehvirõhk maapinna deformatsioonist tulenevaid kadusid. Rehvi siserõhu vähendamine võimaldab pehmel pinnasel vähendada pinnaseosakeste liikumist ja selle kihtide deformatsiooni, mis toob kaasa veeretakistuse vähenemise ja maastikusõidu suurenemise.

Kuid kõval tugipinnal madala rõhu korral tekib veerehõõrdehoova suurenemisega rehvi liigne läbipaine A. Selle probleemi kompromisslahendus on reguleeritava siserõhuga rehvide kasutamine.

Praktilistes arvutustes hinnatakse ratta veereraadiust ligikaudse valemi abil:

r k = (0,85…0,9) r 0 (siin r 0 - ratta vaba raadius).

Kattega teede puhul (rataste liikumine minimaalse libisemisega) aktsepteeritakse järgmist: r k = r d.

Auto ratastel (joonis 3.4) on järgmised raadiused: staatiline r s, dünaamiline r D ja veereraadiuse r kvaliteet.

Staatiline raadius on kaugus seisva ratta teljest teepinnani. See sõltub ratta koormusest ja õhurõhust rehvis. Staatiline raadius väheneb, kui koormus suureneb ja õhurõhk rehvis väheneb, ja vastupidi.

Dünaamiline raadius on kaugus veereva ratta teljest teepinnani. See sõltub koormusest, õhurõhust rehvis, kiirusest ja ratta kaudu edastatavast pöördemomendist. Dünaamiline raadius suureneb kiiruse suurenemise ja edastatava pöördemomendi vähenemisega ning vastupidi.

Veereraadius Ratta telje lineaarkiiruse ja selle nurkkiiruse suhet nimetatakse:

Veereraadius, olenevalt koormusest, õhurõhust rehvis, ülekantud pöördemomendist, ratta libisemisest ja libisemisest, määratakse katseliselt või arvutatakse valemiga

(3.13.)

Kus n kuni - täisratta pöörete arv; S K - ratta läbitud vahemaa täispöörete arvuga.

Avaldisest (3.13) järeldub, et kui ratas libiseb täielikult (S k = 0), siis veereraadius r kvaliteet= 0 ja täieliku libisemisega (n k = 0) g kvaliteet → oz.

Nagu uuringud on näidanud, erinevad kõva pinnaga ja hea haarduvusega teedel veereraadius, staatiline ja dünaamiline raadius üksteisest veidi. Seetõttu on see võimalik

Edaspidi arvutuste tegemisel kasutame seda ligikaudset väärtust. Nimetame vastavat väärtust ratta raadiuseks ja tähistame seda r k .

Erinevat tüüpi rehvide puhul saab ratta raadiuse määrata vastavalt GOST-ile, mis reguleerib staatilisi raadiusi mitmete koormusväärtuste jaoks.

ki ja õhurõhk rehvides. Lisaks saab avaldise abil arvutada rehvi nimimõõtmete järgi ratta raadiuse m

(3.14)

Riis. 3.4. Ratta raadiused

Rehvide valimiseks ja rataste veereraadiuse määramiseks nende mõõtmete alusel on vaja teada koormuse jaotust telgede vahel.

Sõiduautode puhul sõltub koormuse jaotus kogumassist telgede vahel peamiselt paigutusest. Klassikalise paigutusega moodustab tagasild 52...55% kogukaalust, esiveolistel 48%.

Ratta rk veereraadius valitakse sõltuvalt ühe ratta koormusest. Suurima ratta koormuse määrab auto massikeskme asend, mis määratakse auto esialgse eskiisi või prototüübi järgi.

Järelikult saab auto esi- ja tagatelje iga ratta koormuse määrata vastavalt valemitega:

P 1 = G 1/2, (6)

P 2 = G 2 / 2. (7)

kus G 1, G 2 on koormused kogumassist vastavalt auto esi- ja tagasillale.

Leiame kauguse esisillast massikeskmesse valemi abil:

a=G 2 *L/G a, (8)

kus G a on sõiduki gravitatsioonimoodul (N);

L – autobaas.

Kaugus massikeskmest tagasillani

Rehvid valime iga ratta koormuse alusel vastavalt tabelile 1.

Tabel 1 – Autorehvid

Rehvi tähistus	Rehvi tähistus

155-13/6,45-13		240-508 (8,15-20)
165-13/6,45-13		260-508P (9.00P-20)
5,90-13		280-508 (10,00-20)
155/80 R13		300-508 (11.00R-20)
155/82 R13		320-508 (12,00-20)
175/70 R13		370-508 (14,00-20)
175-13/6,95-13		430-610 (16,00-24)
165/80 R13		500-610 (18,00-25)
6,40-13		500-635 (18,00-25)
185-14/7,35-14		570-711 (21,00-78)

175-16/6,95-16		570-838 (21,00-33)
205/70 R14		760-838 (27,00-33)
6,50-16
8,40-15
185/80 R15
220-508P (7,50R-20)
240-508 (8,25-20)
240-381 (8,25-20)

Näiteks: 165-13/6,45-13 maksimaalse koormusega 4250 N, 165 ja 6,45 - profiili laius vastavalt mm ja tolli, velje istme läbimõõt 13 tolli. Nende mõõtmete järgi saate määrata ratta raadiuse vabas olekus.

r c = + b, (10)

kus b – rehvi profiili laius (mm);

d – rehvi velje läbimõõt (mm), (1 toll = 25,4 mm)

Ratta veereraadius r k määratakse, võttes arvesse koormusest sõltuvat deformatsiooni

r k = 0,5 * d + (1 - k) * b, (11)

kus k on radiaalse deformatsiooni koefitsient. Standard- ja laia profiiliga rehvide puhul võetakse k väärtuseks 0,1…0,16.

Mootori väliskarakteristikute arvutamine

Arvutamine algab võimsuse Nev määramisega, mis on vajalik liikumise tagamiseks etteantud maksimaalsel kiirusel Vmax.

Kui sõiduk on ühtlases liikumises, saab mootori võimsust sõltuvalt teeoludest väljendada järgmise valemiga (kW):

N ev = V max * (G a * + K in * F * V ) / (1000 * * K p), (12)

kus - sõiduautode teetakistuse koefitsient määratakse järgmise valemiga:

0,01 + 5 * 10 -6 * V . (13)

K in – voolujoonestuskoefitsient, K in = 0,3 N*s 2* m -4 ;

F – auto esiosa pindala, m2;

Edastamise efektiivsus;

K p – paranduskoefitsient.

Veoautode ja maanteerongide teetakistustegur

=(0,015+0,02)+6*10-6 * V . (14)

Sõiduautode esiosa leiame valemist:

F A = 0,8 * B g * H g, (15)

kus B g – üldlaius;

H g – üldpikkus.

Esiosa veoautodele

F A = B * H g, (16)

Mootori kiirus

Mootori väntvõlli pöörlemiskiirus n v, mis vastab sõiduki maksimaalsele kiirusele, määratakse võrrandiga (min -1):

n v = Vmax * , (17)

kus on mootori pöörlemissageduse koefitsient.

Olemasolevatel sõiduautodel on mootori pöörete suhe vahemikus 30...35, karburaatormootoriga veoautodel - 35...45; diiselmootoriga veoautodel – 30…35.

Auto (traktor) liigub sellele erinevate jõudude toimel, mis jagunevad liikumapanevateks jõududeks ja liikumistakistusjõududeks. Peamine liikumapanev jõud on veoratastele rakendatav veojõud. Veojõud tekib mootori töö tulemusena ja selle põhjuseks on veorataste koosmõju teega. Veojõu Pk määratletakse kui telje võllidele mõjuva momendi ja veorataste raadiuse suhet sõiduki ühtlasel liikumisel. Seetõttu on veojõu määramiseks vaja teada veoratta raadiust. Kuna auto ratastele on paigaldatud elastsed õhkrehvid, muutub ratta raadius sõidu ajal. Sellega seoses eristatakse järgmisi rattaraadiusi:

1. Nominaalne – ratta raadius vabas olekus: r n =d/2+H, (6)

kus d – velje läbimõõt, m;

H – rehviprofiili kogukõrgus, m.

2. Staatiline r c – kaugus teepinnast koormatud seisva ratta teljeni.

r =(d/2+H)∙λ, (7)

kus λ on rehvi radiaalne deformatsioonitegur.

3. Dünaamiline r d – kaugus teepinnast veereva koormatud ratta teljeni. See raadius suureneb koos ratta tajutava koormuse G k vähenemisega ja rehvi siseõhu rõhu suurenemisega p w.

Sõiduki kiiruse kasvades venib rehv tsentrifugaaljõudude mõjul radiaalsuunas, mille tulemusena raadius r d suureneb. Ratta veeremisel muutub ka veerepinna deformatsioon võrreldes seisva rattaga. Seetõttu erineb tee r d resultantsete tangentsiaalsete reaktsioonide rakendusõlg r c-st. Kuid nagu katsed on näidanud, on praktiliste veojõuarvutuste jaoks võimalik võtta r c ~ r d.

4 Ratta kinemaatiline raadius (veeremine) r k - sellise tingimusliku mittedeformeeruva rõnga raadius, millel on antud elastse rattaga sama nurk- ja lineaarkiirus.

Pöördemomendi mõjul veereval rattal surutakse teega kokku puutuvad turviseelemendid kokku ja ratas läbib võrdse pöörlemiskiirusega lühema teekonna kui vaba veeremise ajal; pidurdusmomendiga koormatud rattal on teega kokkupuutuvad turviseelemendid venitatud. Seetõttu läbib piduriratas võrdse kiirusega veidi pikema teekonna kui vabalt veerev ratas. Seega pöördemomendi mõjul raadius rк väheneb ja pidurdusmomendi mõjul suureneb. R k väärtuse määramiseks “kriidijälgede” meetodil tõmmatakse teele kriidi või värviga ristjoon, millele veereb autoratas ja jätab seejärel teele jäljed.

Kauguse mõõtmine läärmiste väljatrükkide vahel määrake veereraadius valemiga: r k = l / 2π∙n, (8)

kus n on vahemaale vastav ratta pöörlemiskiirus l .

Ratta täieliku libisemise korral vahemaa l = 0 ja raadius r = 0. Mittepöörlevate rataste ("SW") libisemise ajal on pöörlemissagedus n=0 ja r kuni .

P E T R O Z A V O D S K I Y

RIIGIÜLIKOOL

METSAMAJANDUSE TEADUSKOND

Tõmbemasinate osakond

METSAMASINAD

(Loengukonspekt. 2. osa)

See loengukonspekt ei pretendeeri täielikkusele, seetõttu on üksikute küsimuste täielikuks uurimiseks vaja kasutada soovitatud kirjandust (iga küsimust arutatakse üksikasjalikult klassiruumi tundides).

Kokkuvõttes tuuakse välja metsatöömasinate (liikuvate) masinate otstarve ja koht raietootmises, ratas- ja roomiksõidukite üldine ja veojõu dünaamika (autode ja traktorite veojõu tasakaal, veo- ja kiirusomadused ning võimsuse tasakaal, maastikusõiduvõime, stabiilsus ning metsamasinate üldine dünaamika.). Vaadeldakse jõuülekannete tüüpe, nende ülesehitust ja tööpõhimõtet (eeliseid ja puudusi), neile esitatavaid nõudeid; käsitletakse mehaaniliste ja hüdrauliliste jõuülekandeskeemide elemente (sidurid, käigukastid, ülekandekastid, kardaan- ja lõppajamid, diferentsiaal ja selle kinemaatika ja staatika, roomiksõidukite pöördemehhanismid, roomiksõidukite pööramise teooria alused, määramine pöörde- ja pidurisüsteemide põhiparameetrid, roolielemendid, juhitavate rataste paigaldus jms, vedeliku siduri ja pöördemomendi muunduri ahelad, nende omadused).

Kokkuvõttes antakse lühiinfot ratassõidukite šassiisüsteemide, ratas- ja roomiksõidukite vedrustuste kohta.

Märkmeid saab kasutada järgmiste erialade uurimiseks:

"Ratas- ja roomiksõidukite teooria ja disain",

"Mobiilsõidukite käigukastid"

"Metsamasinate jõuülekanded ja juhtimismehhanismid",

"Metsaveokid"

"Metsavarumismasinad"

ning see võib olla kasulik üliõpilastele ja magistrantidele, kes tegelevad ratas- ja roomiksõidukite veojõuarvutustega kursusetööde ja diplomite väljatöötamise ajal, veojõu- ja haardumisomaduste, pöörlemisteooria põhialuste jms uurimisel metsa- ja üldotstarbeliste masinate puhul.

Kokkuvõtte töötas välja veotehnika osakonna professor

M. I. Kulikov

SISSEJUHATUS

Metsatööde mehhaniseerimisel on juhtival kohal järjest enam metsamasinad. Metsamasinad on metsatööstuses kasutatavad masinad metsamaterjali veoks, mis hõlmab puidu transportimist (libisemist) ja äravedu (ratas- ja roomiktraktorid, puiduveokid jne). Enamiku metsamasinate aluseks on üldotstarbelised sõidukid ja traktorid (ZIL, MAZ, Ural, KamAZ, KRAZ, T-130, MTZ-82 jne). Metsamasinatele esitatakse mitmeid nõudeid, millest peamised on:

1. Masina konstruktsiooni vastavus töötingimustele ja suure jõudlusega töö tagamine.

2. Kõrge veojõu ja dünaamilised omadused, kõrge murdmaavõime, sõukruvi hea haardumine maapinnaga, kõrge manööverdusvõime, hea kohanemisvõime tööks erinevates kliimatingimustes jne.

3. Paljulubav disain, mis võimaldab esialgset põhimudelit pikka aega kaasajastada.

4.Osade, sõlmede ja sõlmede kõrge töökindlus ja kulumiskindlus, nende ühendamine.

5.Kõrge efektiivsus – minimaalsed kulud kütustele ja määrdeainetele, varuosadele, hooldusele jne.

Lisaks esitatakse metsaveoautodele lisanõudeid: reisi koormuse suurendamine, liikumiskiiruse suurendamine ja murdmaavõimekuse parandamine.

Nende nõuete täitmine saavutatakse tavaliselt mootori võimsuse suurendamisega maanteerongi massi tonni kohta ja selle kogukandevõime suurendamisega. Aasta-aastalt suureneb autode mootorite võimsus ja maanteerongide kandevõime (ZIL-131-110 kW-12,0 t; MAZ-509-132 kW-17,0 t; KRAZ-255 - 176 kW-23,0 t; KRAZ-260-220 kW-29 ,0 t).

Käigu- ja šassiisüsteemide täiustamine mängib juhtivat rolli sõiduki keskmise kiiruse suurendamisel ja maastikusõiduvõime suurendamisel. Raiet teostavad spetsiaalsed traktorid - skidderid, mis transpordivad puitu poolveealuses asendis. Viimastel aastatel on intensiivne spetsiaalsete masinate uute konstruktsioonide väljatöötamine.

Skidderid loodi esmakordselt NSV Liidus 1946. Peamiselt raietöödel kasutatakse roomiksõidukeid, millel on parem manööverdusvõime kui ratastel (enamik raiet tehakse madala pinnase kandevõimega aladel). Kuid ratastega tõukejõusüsteemi eelised - suured kiirused, sujuv kulgemine jne sundisid disainereid asuma uute kõrgendatud maastikuvõimega ratassõidukite (TLK-4, TLK-6, ShLK jne) väljatöötamise teele.

Roomiktraktorite tootlikkuse ja veoomaduste suurendamine saavutatakse kandevõime ja mootori võimsuse suurendamisega.

MOOTORI PÖÖRDEMOMENDI ÜLEKANDMINE JUHTIDELE

METSAMASINATE RATAD. EDASI EFEKTIIVSUS

Kaasaegsed autod ja traktorid, nii välismaised kui ka kodumaised, kasutavad kolb-sisepõlemismootoreid, mille arendamine on loonud tendentsi nende kiirust suurendada. See toob kaasa nende kompaktsuse ja väikese kaalu. Kuid teisest küljest toob see kaasa asjaolu, et nende mootorite võlli pöördemoment on nende mootorite suhteliselt suurest võimsusest hoolimata oluliselt väiksem kui pöördemoment, mis tuleb anda masina veoratastele. Järelikult on veoratastel liikumiseks vajaliku pöördemomendi saamiseks vaja süsteemi lisada lisaseade - "mootor - veorattad", mis tagab mitte ainult mootori pöördemomendi edastamise, vaid ka selle suurenemise. Selle seadme rolli tänapäevastes autodes ja traktorites täidab jõuülekanne. Käigukast sisaldab mitmeid mehhanisme: sidur, käigukast, kardaan, põhi-, lõpp- (lõpp)käigud, pöördemehhanismid ja lisakäigukastid (ülekandekastid), mis loovad konstantse ülekandearvu. Mootori pöördemoment edastatakse sidurite kaudu käigukasti. Kaasaegsetel autodel on hõõrdsidurid kõige levinumad tüübid. Siduri hõõrdemomendi M m ja mootori nimipöördemomendi Me suhet nimetatakse siduri ohutusteguriks β:

β = M m / M e (1)

Selle koefitsiendi väärtus varieerub veoautode ja traktorite puhul laias vahemikus (1,5–3,8) ning valitakse veoüksuse kiirendamisel libisemisel tekkiva hõõrdetöö ulatuse, samuti mootori ja mootori kahjustuste eest kaitsmise tingimustest. käigukasti osad võimalike ülekoormuste korral.

Koefitsiendi β valikul arvestatakse ka siduriketaste hõõrdeteguri võimalikku muutust, hõõrdepindade kulumisest tingitud vedrude survejõu vähenemist jne Sidurilt kandub edasi pöördemoment käigukasti ja muude ülekandeelementide kaudu veoratastele. Siduri vedava ja käitatava ketaste vahelise libisemise puudumisel (δ sidur = 0) määratakse ülekande ülekandearv üldkujul: i tr =ω e /ω k = n e /n k, (2)

kus ω e ja n e on vastavalt mootori väntvõlli nurkkiirus ja pöörlemiskiirus;

ω k ja n k on vastavalt veorataste nurkkiirus ja pöörlemiskiirus.

Võrdsust (2) võib esitada järgmiselt:

i tr =i k ∙i rk ∙i gl ∙ii kp = i k ∙i rk ∙i o, (2΄)

kus i к – käigukasti ülekandearv;

i рк – ülekandekorpuse ülekandesuhe;

i gl – põhi(kesk)käigu ülekandearv;

i - pöördemehhanismi ülekandearv;

i käigukast – lõppajam ülekandearv;

i o – konstantne ülekandearv, mis on rakendatud nii põhi-, pöördemehhanismi- kui ka lõppkäigus, aga ka teistes jõuülekande käigukastides.

Masina veorataste pöördemomendi määrab:

M k = M e ∙i tr ∙η tr, (3)

η tr – ülekande efektiivsus, mis määratakse seosest:

η tr =N kuni /N e =(N e - N tr)/N e =1-(N tr / N e) , (4)

kus Nk on veoratastele antav võimsus;

Ntr – ülekandes kaotatud võimsus.

Jõuülekande efektiivsus η tr võtab arvesse mehaanilisi kadusid, mis tekivad laagrites, käigukasti hammasrataste sidurites, kesk- ja lõppülekandes ning kadusid õli muljumise ajal. Edastamise efektiivsus määratakse tavaliselt katseliselt. See sõltub käigukasti konstruktsiooni tüübist, valmistamise ja montaaži kvaliteedist, laadimisastmest, õli viskoossusest jne. Kaasaegsete autode ja traktorite jõuülekannete kasutegur nominaaltöörežiimil jääb vahemikku 0,8...0,93 ja sõltub järjestikku ühendatud käigupaaride arvust η kp = 0,97..0,98; η c.p. =0,975...0,990.

Selle järgi saab η tr väärtuse ligikaudselt arvutada:

η tr = η c.p. ∙η kp (4΄)

Võttes arvesse tühikäigukadusid:

η külm = 1-M külm / M e, (5)

kus M idle on käigukasti sisendvõllile taandatud takistusmoment, mis tekib käigukasti tühikäigul.

m ts, m To - vastavalt silindriliste ja koonusülekannete paaride arv.

Ratta veereraadiused

Auto (traktor) liigub sellele erinevate jõudude toimel, mis jagunevad liikumapanevateks jõududeks ja liikumistakistusjõududeks. Peamine liikumapanev jõud on veoratastele rakendatav veojõud. Veojõud tekib mootori töö tulemusena ja selle põhjuseks on veorataste koosmõju teega. Veojõu Pk määratletakse kui telje võllidele avalduva pöördemomendi ja veorataste raadiuse suhet sõiduki ühtlasel liikumisel. Seetõttu on veojõu määramiseks vaja teada veoratta raadiust. Kuna auto ratastele on paigaldatud elastsed õhkrehvid, muutub ratta raadius sõidu ajal. Sellega seoses eristatakse järgmisi rattaraadiusi:

1. Nominaalne – ratta raadius vabas olekus: r n =d/2+H, (6)

kus d on velje läbimõõt (rehvi istme läbimõõt), m;