Микропроцессорная система моделирует реальный процесс функционирования машины и на основе прогноза ее состояния формирует набор машинных команд.

Раздел V. Ходовое оборудование строймашин

Назначение, структура, виды, основные характеристики ходового оборудования (ХО)

ХО – предназначено для передачи нагрузок на опорное основание и для передвижения машин. Оно бывает активное (самоходные) и пассивное (на буксире за тягачом).

ХО состоит из движителя, подвески, опорной рамы или осей, механизма передвижения. По типу движителя ХО подразделяют на:

1 – гусеничное;

2– шинноколесное (пневмоколесное);

3– рельсоколесное;

4– специальное (шагающее, вездеходное и др.).

1 – применяют для передвижения по бездорожью. Это машины малой мощности массой 1-2 т и мощные с массой в сотни и тысячи тонн. Воспринимают значительные нагрузки при сравнительно низком давлении на грунт, большие тяговые усилия и хорошую маневренность.

Недостатки – значительная масса, материалоемкость, недолговечность, высокая стоимость ремонтов, низкие КПД и скорость движения. Передвигаются своим ходом только в пределах стройплощадок. Для их перевозки используют тягачи со специальными прицепами – трайлерами.

2 – для машин, где транспортная операция – главная (самоходные скреперы до 3 км), где часто меняются рабочие площадки, отстоящие одна от другой на значительных расстояниях. Особенность – повышенные транспортные скорости, большая мобильность, долговечность и ремонтопригодность по сравнению с гусеничным ХО.

3 – оборудуют машины, работающие в ограниченной зоне с идентичными транспортными траекториями (башенные краны, карьерные экскаваторы). Простота конструкции, невысокая стоимость, достаточная долговечность и надежность.

Недостатки: малая маневренность, сложность перебазировки, дополнительные затраты на устройство и эксплуатацию рельсовых путей.

4 – имеет несколько конструктивных решений. Выпускают с механическим и гидравлическим приводом. Шагающий ход обеспечивает низкие удельные давления на грунт и высокую маневренность.

Недостаток: малые скорости передвижения (до 0,5 км/ч). Для мощных экскаваторов драглайнов.

Основные технико-эксплуатационные показатели ХО:

1 – скорость передвижения, проходимость – способность передвигаться в различных эксплуатационных условиях (рыхлым и переувлажненным грунтам).

2 – маневренность – способность изменять направление движения в стесненных условиях.

Давление на грунт – от 0,03 до 0,7 МПа. Тяговые усилия – 45-60% от массы машины. Обеспечение машиной необходимых величин давления на грунт, тягового усилия и клиренса (расстояние от поверхности дороги до наиболее низкой точки ХО) характеризует ее проходимость. Проходимость определяется глубиной колеи h (м), которая

увеличивается с ростом давления р на контактную поверхность между опорной частью ХО и грунтом.

где c – коэффициент постели.

с=0,1-0,5 МПа/м – свеженасыпной песок, мокрая размягченная глина; с=20-100 МПа/м – мягкие скальные грунты, известняки, песчаники, мерзлота.

Маневренность характеризуется радиусом разворота R и шириной дорожного коридора

Вд.к..

Гусеничное ходовое оборудование.

Встроительных машинах применяют двухгусеничные движители, каждая гусеница состоит из ходовой рамы, замкнутой гусеничной ленты, огибающей ведущее и направляющее колеса, опорных и поддерживающих катков. Различают гусеницы гребневого и цевочного зацеплений.

Цевочное обладает лучшим сцеплением с грунтом, двигается при помощи отдельных башмаков, но имеет большую массу.

Оси опорных катков закрепляют на ходовой раме непосредственно (жесткие) или через балансиры с пружинами (мягкие).

Взимних условиях – на гладкие звенья гусеничной ленты устанавливают шипы или шпоры. На заболоченных грунтах – резинометаллические гусеницы с развитой опорной поверхностью.

Шинноколесное (пневмоколесное) ХО.

Такой движитель легче гусеничного, имеет большой ресурс работы (до 30 тыс. км пробега, в 20 раз выше ресурс). Большие скорости (60 км/ч и больше). Долговечнее, ремонтопригоднее, более высокий КПД.

Недостатки: большое удельное давление на грунт и меньшая сила тяги. Оно состоит из колес с пневматическими шинами, надеваемых на мосты.

Шины бывают камерными (1) и бескамерными (2).

(1)– состоят из покрышки, камеры, ободной ленты и вентиля для накачивания воздуха в камеру;

(2)- покрышки, герметично прилагающие к ободьям. Из резины, армированной

тканевым и металлическим кордом.

Утолщенная периферийная часть покрышки (протектор) имеет рифления определенной формы, называемые рисунком протектора.

Различают шины: 1–обычного профиля; 2–для каменных карьеров; 3- противобуксующие; 4–универсальные; 5–широкопрофильные; 6–арочные.

Давление воздуха в шинах регулируется на ходу из кабины машиниста (повышенная проходимость, снижает сопротивление передвижению и износ шин). Давление снижают при движении по рыхлому или влажному грунту, повышают – по дорогам с твердым покрытием.

В этом движителе различают приводные и управляемые колеса.

ХО может быть двухосным с одной или двумя ведущими осями, трехосным с двумя или тремя ведущими осями, четырехосным и т.д. Эту структуру обозначают колесной формулой вида А×В (А – общее число колес, В – число приводных колес, 4×2, 4×4).

Маркируются шины обычного профиля двумя цифрами через тире (например, шина 320…508 мм или 12.00-20''). Первое число – ширина профиля шины, второе – внутренний (посадочный на обод) диаметр шины в миллиметрах или дюймах.

Для шин широкого профиля: (1500×660×635 мм) – 1 число – наружный диаметр, 2 – ширина профиля, 3 – посадочный диаметр обода.

Ведущие колеса приводятся в движение попарно через дифференциалы в механических и гидромеханических трансмиссиях.

Дифференциал обладает 2мя свойствами: он распределяет крутящий момент между приводимыми им полуосями поровну, а сумма скоростей двух полуосей всегда пропорциональна скорости ведущего вала.

Новинки – индивидуальный привод для каждого колеса от собственного гидро- или электромотора, называемый приводом с мотор-колесами. Это упрощает компоновку

машины, улучшает ее маневренность и проходимость, позволяет регулировать скорости от нескольких м/час (рабочие движения) до десятков км/час (транспортные режимы).

Рельсоколесное ХО.

Оно отличается простотой устройства невысокой стоимостью, достаточной долговечностью и надежностью. Это тележка, оборудованная 2 осями с металлическими одно- или двухребордными колесами. Используют энергию внешней электросети.

Недостатки: сложность перебазирования, дополнительные затраты на устройство и эксплуатацию рельсовых путей (устройство и принцип работы рассмотрим позже в башенных кранах). Это ХО применяют для башенных и ж/д кранов, цепных и роторно- стреловых экскаваторов, экскаваторов-профилировщиков.

Тяговые расчеты строительных машин. Понятие о сцепной массе. Коэффициент сцепления движителя с дорогой. Общая характеристика сопротивлений передвижения машины. Уравнение движения

Здесь решается задача определения сопротивлений передвижению машины и ее тяговых возможностей.

Сопротивление передвижению W выразим следующим уравнением:

где 1 – сопротивление на рабочем органе машины; 2 – сопротивление передвижению движителей по горизонтальному пути;

3– сопротивление повороту машины;

4– сопротивление движению на уклоне местности;

5– сопротивление инерции при разгоне и торможении;

6– сопротивление ветрового давления.

Вэтом уравнении сохраняются только те сопротивления, которые имеют место в конкретном транспортном режиме работы машины.

1.Wpo – зависит от назначения и типа машины, характера выполняемых работ, конструкции рабочего органа и др. факторов. Его расчет ведут для конкретных типов технологических машин.

2.

f – коэффициент сопротивления передвижению движителя;

G – вертикальная составляющая внешней нагрузки на движители. Wпов не учитывают для колесных машин по твердому основанию. 3. Для колесных машин:

езда по рыхлому грунту:

Для гусеничных машин:

езда по вязкому рыхлому грунту

езда по твердому грунту

С уменьшением Rпов→Wпов возрастает. 4.

m – масса машины;

g – 9,8 м/с2 – ускорение свободного падения; α – угол подъема пути машины.

+ на подъем, — под уклон. 5.

V – скорость в конце разгона или начале торможения (м/с); tp(T) – продолжительность разгона (торможения).

+при разгоне, — при торможении. 6.

S – площадь, воспринимающая давление ветра (м2);

qb – распределенная ветровая нагрузка на 1 м2 поверхности (Па) (от географической зоны работы машины).

Коэффициенты сопротивления передвижению f и коэффициенты сцепления φ2.