§ 8. Баланс мощности, тяговый баланс и центр

давления гусеничного трактора

На гусеничный трактор (рис. 308) в общем случае ускоренного движения действуют момент М, силы G', P_jt Р,, Р_кр, Р_в, Р_ш, Р_ок, Р'_ок, Р_кг, Р'_кг и реакции R_z, R_x, Рщ., R_K0, R_rK, R'_rK и R'_Ko . Положение силы тяже- сти G' определяется продольной в и вертикальной h координатами. Считаем, что усилие тягового сопротивления орудия Р_кР приложено к условной точке прицепа О_п, лежащей на линии следа поперечной пло- скости проходящей через центр О ведущего колеса, и направлено под углом у к опорной поверхности. Положение точки О_п определяется ко- ординатой и продольной координатой в. Сила Р_кр разложена на две составляющие: параллельную опорной плоскости Р_кpcosv и пер- пендикулярную ей P„pSinY. Примем Р„_р cos у « Р_кр.

Нормальная R_z и продольная R_x реакции опорной поверхности дей- ствуют на гусеницы в точке ц. д., называемой центром давления трак- тора. Эти реакции являются результирующими элементарных нормаль- ных и продольных реакций опорной поверхности, действующих на гусеницы, и дают равнодействующую Рщ.. Сила Р_гп разная, но противо- положно направленная реакции Рпг есть равнодействующая воздейст- вий гусеницы на опорную поверхность. Силы Р_кг и Р'_кг соответственно ведущих и направляющих колес действуют на гусеницы, а на колеса — равные, но противоположно направленные им реакции гусениц Р_гк

^и К,-

К ведущим колесам приложены суммарный момент касательных сил инерции вращающихся деталей.

Давление гусеничного трактора на опорную поверхность характе- ризуется удельным давлением:

(175)

С cos а _ /?₂

9ср ■

100

Qs =

(176)

'ус ^ус ^г

где b_г — ширина гусеницы; /_ус—длина опорной поверхности гусеницы, образованная ее звеньями, находящимися в зоне расположения опорных катков.

2/_ус Ь_г

Рис. 308. Схема сил, действующих на гусеничный трактор.

Значение q_Cp для сельскохозяйственных тракторов находится в пределах 0,04—0,05 МПа, для болотоходных — до 0,02 МПа. Этот по- казатель является условным, так как нормальные реакции опорной по- верхности распределяются по длине /_ус неравномерно и зависят от свойств опорной поверхности, конструкции гусеничного движителя и си- лового воздействия агрегатируемой машины на трактор.

В общем случае середина опорной длины гусеницы не совпа- дает с центром давления ц. д. и центром тяжести ц. т. и смещена от них в продольном направлении соответственно на величины а_г и а_д. Продольный вынос центра тяжести трактора относительно середины опор- ной длины гусениц а_г может иметь положительное (центр тяжести вы- несен вперед) или отрицательное (центр тяжести смещен назад) зна- чение.

Для определения величины а_д, называемой смещением центра дав- ления составим уравнение моментов, действующих на трактор сил и реакций относительно центра давления ц. д.

G' cos а (<з_д -f а_г) — (G' sin a -f- Р_}) h — Р_кр /г_кр —

-P_Kpsin Y [в-а, - а_А) + Р_вг'_к = 0, (177)

где г_к — радиус ведущего колеса гусеничного движителя.

Из уравнения (177) находим, что смещение центра давления трак- тора для общего случая прямолинейного движения равно:

а ^{sin а + P}f) ^{h +} + ^еsin v) ~ ^к _{д (1?8)}

^д G' cos а + Р_кр sin у

Для движения трактора по горизонтальной опорной поверхности с равномерной скоростью (а = 0; /=0) получим:

^д G' + P_Kpsin_T

Формула (179) определена для случая агрегатирования трактора с сзади расположенной рабочей машиной. Общим условием, обеспечи- вающим лучшее сцепление гусениц с опорной поверхностью и меньши- ми потерями на качение, является ограниченное смещение центра дав- ления. При заднем расположении рабочей машины центр тяжести трак- тора должен быть несколько впереди средины опорных поверхностей гусениц, т.е. а_г~ + (0,05-7-0,08) /_ус, а при переднем а_г« — (0,02-ь Н-0,05) /_ус.

Уравнение баланса мощности гусеничного трактора в общем слу- чае движения можно представить уравнением

под

= N

(180)

кр

N„„ = Mm = ЛА„„ + N_s -f- N_c N_jr --

пер

N_j±N_i ->_rN_s + N_C-i- N_fr,

N.

I /

+ / CO

~ ^г dt

где

■ мощность, затрачиваемая на преодоление момента касательных

сил инерции вращающихся деталей и движущихся звеньев гусениц; N_c = RxV_s — мощ- ность, затрачиваемая на скольжение гусениц; Nf_r = Nn+Nr — Мощность, затрачиваемая на деформацию опорной поверхности (N_a) н трение в деталях гусеничного движите- ля (N_r).

Для равномерного движения без скольжения по горизонтальной опорной поверхности

— = 0; — = 0; и, = 0; а = о) dt dt J

получим:

(181)

N.

под

М(й = jV_Kp N_jr

или

Mu = P_Kpv + fG'v,

где f — коэффициент сопротивления качению (с учетом потерь на трение в гусеничном движителе), в зависимости от типа опорной поверхности лежит в пределах 0,05—0,14.

Тяговый баланс гусеничного трактора для приведенных условий по полной окружной силе ведущего колеса

^Рко = "Г = ^Ркр + (183)

Г„