определенное количество жидкости в зависимости от величины угла поворота рулевого колеса направляется под давлением через мотор-дозатор 2 к гидроцилиндрам поворота 1, с помощью которых осуществляется поворот (вправо или влево) машины на угол, пропорциональный величине угла поворота рулевого колеса. Предохранение агрегата рулевого управления от перегрузок осуществляется предохранительным клапаном 5. Давление масла контролируют по манометру 8, который находится на панельном щите в кабине водителя.
Погрузочный и грузонесущий органы. В погрузочно-транспортных машинах типа ПД погрузочный орган состоит из ковша со сменными зубьями и шарнирно-рычажного механизма. Ковш шарнирно закреплен на стреле, которая также шарнирно крепится к передней полураме машины. Подъем стрелы вместе с ковшом осуществляется двумя гидроцилиндрами, а поворот ковша на стреле производится одним или двумя гидроцилиндрами, шарнирно закрепленными на стреле и стенке ковша.
Управление процессом черпания осуществляется как вручную с помощью рукояток подъема стрелы и поворота ковша, так и в автоматическом режиме. В последнем случае поворот ковша в штабеле горной массы производится ступенчато в зависимости от поступающего из полостей гидроцилиндров импульса давления, величина которого пропорциональна сопротивлению внедрения ковша в штабель. Автоматическое управление рабочим органом погрузочно-транспортной машины по сравнению с ручным управлением позволяет примерно в 1,5 раза снизить время заполнения ковша, значительно уменьшить буксование колес, упростить и облегчить работу машиниста.
Вбольшинстве подземных автосамосвалов грузонесущий кузов при разгрузке опрокидывается силовыми гидроцилиндрами, например в автосамосвалах для опрокидывания кузова под углом до 65° применяются телескопические трехзвенные гидроцилиндры с последовательным выдвижением звеньев.
Внекоторых зарубежных погрузочно-транспортных машинах и автосамосвалах груз из ковша или кузова выталкивается с помощью подвижного, расположенного вдоль днища щита, управляемого гидроцилиндром. Такая конструкция ковша или кузова обеспечивает малую высоту разгрузки, но усложняет машину и повышает ее коэффициента тары.
Кабина управления. На самоходных машинах устанавливают кабины: закрытые одноместные со съемным фонарем (верхней частью кабины); открытые, каркасной конструкции со съемным ограждением (козырьком) или дугой безопасности для защиты водителя в случае опрокидывания машины. Сидение водителя покрыто виброизолирующим материалом и снабжено подрессоривающей и демпфирующей системами (пружинная подвеска с гидравлическим амортизатором). Положение сидения можно регулировать в соответствии с массой и ростом водителя.
Для управления при челноковом движении водитель располагается либо перпендикулярно к оси машины (вдоль машины) под углом до 35° к продольной оси машины в сторону ковшо-ъого исполнительного органа, либо поперек машины. При этом в кабине предусмотрены одно поворотное сиденье или два неподвижных сиденья, на которые водитель пересаживается при изменении направления движения, а также дублирование педалей подачи топлива и торможения.
Для снижения уровней шума и вибрации машины все шумогенерирующие агрегаты закреплены на вибропоглощающих резинометаллических опорах.
Вкабине машины расположен пульт с электрическими приборами, контролирующими: ток нагрузки, зарядный ток и напряжение в электроцепях; температуру масла в гидротрансформаторе; температуру воды в системе охлаждения двигателя; давление воздуха в тормозной системе; давление масла в системе смазки двигателя; частоту вращения вала двигателя и скорость движения машины. Кроме того, на пульте установлены спидометр, счетчик моточасов с часовым механизмом и другие приборы.
4.4.Передача тягового усилия и торможение самоходных машин
Всамоходных машинах передача тягового усилия осуществляется только при сцеплении приводных колес или гусениц с опорой — дорогой. Возникающую в месте контакта приводного колеса или гусеницы с дорогой внешнюю силу, направленную по касательной к поверхности колеса, называют касательной силой тяги. Ведущими колесами (соединенными посредством трансмиссии с тяговым двигателем) в самоходных машинах выполняют либо колеса,
расположенные только на одной ведущей оси, либо — на двух ведущих осях. В гусеничных механизмах перемещения привод на гусеницу осуществляется также от ведущего колеса, и касательная сила тяги распределяется равномерно по длине гусеницы.
Для выяснения физики явления передачи тягового усилия сцеплением колеса с опорой рассмотрим вначале взаимодействие бесконечно жесткого приводного колеса с жесткой опорой2 (рис. 4.9, а). От тягового двигателя через трансмиссию на колесо передается вращающий момент Мвр, который можно представить как пару сил Fк (на опору) и Fк′ (на колесо), приложенных в точках А и 0 и действующих по часовой стрелке. Колесо к опоре, прижато силой тяжести Рк′. Так как под действием пары сил колесо стремится повернуться относительно оси 0, то в месте контакта колеса с опорой возникает касательная сила тяги Fкac, вызывающая поступательное перемещение оси колеса.
Рис. 4.9. Схемы к определению тягового и тормозного усилий самоходных машин
Максимальная касательная сила тяги Fкасmах ограничивается либо моментом Мвр, приложенным к колесу, либо силой сцепления колеса с опорой. Касательная силы тяги, исходя из максимальной величины вращающего колесо момента,
Fкас max = Мвр max / R
а исходя из максимальной величины силы сцепления колеса с опорой
Fкас max =ψPк′ |
(4.2) |
где R — радиус колеса; ψ — коэффициент сцепления колеса с опорой. Суммарная касательная сила тяги (Н) транспортной машины
F =ψ åPk′ = 1000Pсцψ |
(4.3) |
где Рсц — сцепной вес3 или суммарная сила тяжести машины, приходящаяся на приводные колеса, кН.
Если касательная сила тяги по величине превышает силу сцепления приводных колес с опорой, т. е. Fкас > 1000Рсцψ, то приводные колеса начинают буксовать.
Пневматические шины самоходных машин являются упругими и обладают конечной жесткостью. При взаимодействии шины с дорогой, также обладающей конечной жесткостью, обод шины (рис. 4.9, б) сжимается в направлении, противоположном вращению колеса, а поверхность опоры дороги растягивается в направлении движения. Поэтому по сравнению с абсолютно жестким колесом в приводном колесе с пневмошиной нормальное давление N0 смещается относительно вертикальной оси симметрии колеса на линейную величину k1, которая называется коэффициентом трения качения. Для колеса с пневмошиной коэффициент сопротивления перемещению
ω = 2k1 + μd D
где d и D — соответственно диаметр цапфы и колеса; μ — коэффициент трения в подшипнике.
2Такое допущение возможно для приводных колес локомотива и рельсов.
3Обычно силу тяги выражают в ньютонах, а сцепной вес – в килоньютонах
Величина касательной силы тяги колеса с пневмошиной и всей самоходной машины определяется так же, как и для жесткого колеса по формулам (4.1) — (4.3).
Коэффициент сцепления ψ пневмошин с дорогой зависит от рисунка протектора шины, внутреннего давления в камерах, состояния верхнего покрытия дороги и др.
Рассмотрим физическое явление торможения приводного колеса, которое может осуществляться либо двигателем, либо механическими тормозами. Торможение двигателем производят только в самоходных машинах с электроприводом, механическое — при прижатии к ободу тормозного барабана (рис. 4.9, в).
Тормозная сила колеса (Н)
Вт = 2Тт f |
(4.4) |
где Тт — сила нажатия тормозной колодки, Н; f — коэффициент трения колодки о тормозной барабан.
Тормозная сила колеса ограничивается силами сцепления колеса с опорой:
Вт max =ψPk′ |
(4.5) |
Суммарная тормозная сила (Н) самоходной машины |
|
Fт.с = f åТт = 1000Pторψ |
(4.6) |
где Ртор — тормозной вес или суммарная сила тяжести самоходной машины, приходящаяся на колеса, снабженные механическими тормозами, кН.
Если суммарная тормозная сила превышает силу сцепления тормозных колес с опорой, т. е. Fт.с > 1000Pторψ, то возникает движение юзом, при котором машина перемещается поступательно с застопоренными колесами, теряя управление, а также наблюдается повышенный износ пневмошин.
На подземных самоходных машинах устанавливают пневматические, электрические или дизельные двигатели. Основными характеристиками двигателя являются его мощность N, момент на валу Мдв и частота вращения пдв. Зависимость частоты вращения пдв от момента Мдв, выраженная графически, называется механической характеристикой двигателя, а зависимость касательной силы тяги Fкac машины от скорости ее движения v — тяговой характеристикой.
На практике пользуются обращенной механической характеристикой двигателя, в которой координатные оси изменены местами и графически выражена зависимость Мдв от nдв
(рис. 4.10, a).
Рис. 4.10. Характеристики тяговых двигателей: а — обращенная механическая тягового электродвигателя постоянного тока (1) и пневмодвигателя (2); б — дизельного двигателя погрузочно-транспортной машины ПД-8 с четырехступенчатой коробкой передач (I—IV — ступени коробки передач)
Касательная сила тяги (Н) самоходной машины может быть определена в зависимости от момента двигателя (Н·м):
Fкас = М дв iтрη / R
где iтр — передаточное число трансмиссии от вала двигателя к оси приводной колесной пары; R — радиус качения колеса (принят постоянным), м; η — КПД передачи.
При постоянном передаточном числе iтр (например, в машинах с пневмоили электроприводом) тяговая характеристика — более мягкая, подобная обращенной механической характеристике. В самоходных машинах с дизельным приводом, имеющим; более жесткую характеристику, передаточное число трансмиссии выполняют переменным, что обеспечивает выбор водителем различной силы тяги и соответствующей скорости движения в зависимости от загрузки машины и уклонов дороги. При построении тяговой характеристики самоходной машины с дизельным приводом по оси ординат откладывают силу тяги F или динамический фактор Dф = F/(G+G0)g —отношение силы тяги к суммарному весу самоходной машины и перевозимого груза, а по оси абсцисс — скорость перемещения машины v (рис. 4.10,
б).
Вопросы для самопроверки
1.Дайте классификацию самоходных погрузочно-транспортных и транс портных
машин.
2.Перечислите основные комплексы самоходных машин для очистных и подготовительных работ.
3.Начертите схему погрузочно-транспортной машины и укажите основные сборочные
единицы.
4.Перечислите основные мероприятия по снижению токсичности отработавших газов.
5.Объясните физический смысл: передачи тягового усилия сцеплением колеса с опорой; процесса торможения приводного колеса.