Агротехнические показатели трактора. Продольная устойчивость трактора. Статическая устойчивость от опрокидывания, страница 2

Из выражений следует, что предельный статический угол продольной устойчивости гусеничного трактора на уклоне меньше, чем на подъеме. Это объясняется снижением центра его масс относительно центра давления вперед на величину а_о.

При угле подъема или уклона свыше α_lim и α^’_lim трактор повернется относительно наружной кромки гусеницы в точке D_гдо упора в почву передней или задней наклонной ветвью и направляющим или ведущим колесом.

Предельные углы α_lim и α^’_lim продольной устойчивости трактора с двухопорной балансирной подвеской определяют в положении, когда центр давления перемещается к середине каретки. Принимают, что опрокидывание такого трактора происходит вокруг оси балансира. Поэтому в выражения для определения предельного угла наклона вместо L_oп подставляют L_к — продольную базу балансирных кареток.

Тракторы с полужесткой подвеской обладают большей устойчивостью (при α_lim=35-45°), чем тракторы с балансирной подвеской (α_lim=30-35⁰).

Гусеничные тракторы имеют высокие сцепные свойства благодаря развитой поверхности контакта с почвой и низкому давлению q. Их устойчивость против сползания выше продольной устойчивости опрокидывания. Поэтому достаточно проверить только устойчивость на опрокидывание.

8.2. Поперечная устойчивость трактора

8.2.1. Статическая устойчивость от сползания и опрокидывания

Устойчивость от сползания трактора, стоящего поперек склона (рис. 8.3), считается достаточной, если составляющая сила тяжести трактора, параллельная уклону, не больше суммы боковых реакций почвы левого Z₂ и правого Z₁бортов:

G_эsinβ_φ≤Z₁+Z₂.

Рисунок 8.3 - Схема сил, действующих на стоящий поперек склона трактор

Предельное значение боковых реакций почвы на всех колесах можно выразить через вес:

Z₁+Z₂=φG_эсоsβ_φ.

Тогда

G_эsinβ_φ≤φG_эсоsβ_φ.

или

tgβ_φ ≤ φ'.

Таким образом, сползание трактора со склона не произойдет, если коэффициент сцепления колес с почвой больше тангенса угла наклона поверхности, на которой стоит машина. Коэффициент сцепления в боковом направлении φ' зависит от физико-механических свойств почвы, типа и состояния протектора, ходовой системы, коэффициента трения, давления в шинах.

Поперечная устойчивость гусеничных тракторов в полевых условиях больше, чем колесных. На скользких дорогах устойчивость против сползания резко снижается.

Опрокидывание трактора вследствие потери поперечной устойчивости происходит чаще, чем от потери продольной устойчивости. Машина, стоящая на поперечном склоне, может опрокинуться относительно нижней боковой поверхности ходовой части.

Критерием поперечной устойчивости против опрокидывания является значение нормальной реакции (рис. 8.3) почвы на колеса машины, расположенные на стороне, противоположной опрокидыванию. Трактор не опрокинется при условии Y₁≥0.

В качестве оценочного показателя поперечной устойчивости машины принимают предельный статический угол β_lim поперечного уклона, на котором она может стоять без опрокидывания. Если вертикаль, проведенная через центр масс машины, проходит через точку О контакта колеса (нижнего) с почвой, то трактор находится в состоянии неустойчивого равновесия при Y₁=0 и характеризуется углом наклона β_lim.

Баланс моментов относительно точки О при β_lim и У₁=0 имеет вид

G_эh_цsinβ_lim=0,5В_кG_эcosβ_lim, или

tgβ_lim = 0,5В_к/h_u

Для колесного трактора принимают, что точка возможного опрокидывания лежит на середине ширины профиля колеса. Для гусеничного трактора возможной осью опрокидывания является внешняя кромка гусеницы. Тогда

tgβ_lim=0,5(В_к+b_r)/h_ц, где b_r — ширина гусеницы.

Из приведенных формул видно, что статическая поперечная устойчивость трактора повышается при увеличении ширины колеи и снижении центра тяжести.

Значения предельных углов β_lim статической поперечной устойчивости: колесных 4к4 тракторов с 40-50°.

Устойчивость движущегося поперек уклона трактора оценивается по значению угла динамической поперечной устойчивости β_дин. Наличие неровностей дороги и возникающих от этого динамических воздействий снижает его устойчивость. По данным исследований [1], β_дин=(0,4-0,6)β_lim.