При повороте дополнительной нагрузке подвергаются детали, жестко соединяющие между собой сдвоенные колеса. Нагружение этих элементов и затраты энергии на буксование или скольжение колес зависят от фона, радиуса поворота и расстояния между сдвоенными колесами. Так, при увеличении расстояния между шинами от 45 до 70 см момент сопротивлению повороту трактора возрастает на 15 % при радиусе 8 м и на 27 % при радиусе 5 м [1].
4.3. Работа ведущего колеса
4.3.1. Сцепление и тягообразование
Основной проблемой, решаемой в теории качения ведущего колеса, является повышение его сцепных свойств с опорной поверхностью для обеспечения высокой силы тяги.
Сцепление ведущего колеса с почвой обусловлено действием следующих сил: трения Рк' между почвой и опорными поверхностями шины или почвозацепов; зацепления Рк", возникающей при упоре почвозацепов в почву; Рк'", действующей в плоскости среза бруска почвы, расположенного между почвозацепами.
Сумма сил Рк'+Рк"+Рк'"=Рк представляет собой активную касательную силу, которую создает момент на ведущем колесе:
Рк=Мвед/rд(4.7)
При этом, силой, толкающей ведущее колесо поступательно вперед и преодолевающей все силы сопротивления качению, является реакция почвы на перечисленные составляющие, численно равная активной силе Рк. Касательная сила Рк может быть реализована в реактивное толкающее усилие только в пределах значений силы сцепления колеса с почвой Рφ. При превышении величины касательной силы Рк значения силы Рφ нарушается сцепление колеса с почвой, происходит ее срыв и ускоренное вращение колеса.
Качество сцепления колеса с почвой оценивают по коэффициенту сцепления φ. При прямолинейном движении его определяют как отношение касательной силы Рк в пятне контакта к нормальной нагрузке на колесо:
φ=Pк/Gн. (4.8)
Коэффициент сцепления зависит от свойств шины и опорной поверхности, а также характера нагрузок на колесо. К эксплуатационным факторам, влияющим на φ, относятся: тип и состояние почвенного фона, дороги; давление воздуха в шине; износ протектора шины.
Тяговый баланс ведущего колеса рассмотрим с допущениями, принятыми при анализе тягового баланса ведомого колеса: колесо катится равномерно по горизонтальной поверхности; в ступице отсутствует момент трения; сопротивление воздуха равно нулю.
Используя схему сил и моментов, действующих на ведущее колесо (рис. 4.4), составим уравнения равновесия этих сил и моментов:
Ркр=Хк;
Yк=Gн (4.9)
Мвед=Yкак+rдХк.
Рисунок 4.4 - Схема сил и моментов, действующих на ведущее колесо с эластичным ободом при равномерном движении по горизонтальной деформируемой поверхности
Равновесие сил и реакций в горизонтальной плоскости характеризует реакцию почвы Хк на касательную силу Рк, создающую тяговое усилие колеса.
Из уравнения равновесия моментов следует, что подведенный к колесу от трансмиссии ведущий момент затрачивается на преодоление момента сопротивления качению YKaKи момента PKprд, создаваемого силой сопротивления Ркр. Разделив обе части уравнения моментов на радиус колеса rд, получим уравнение тягового баланса ведущего колеса, движущегося по горизонтальной поверхности прямолинейно и равномерно без воздействия сил сопротивления воздуха и трения (в оси колеса)
Рк=Ркр+Рf (4.10)
Помимо ведущего и ведомого различают и другие режимы работы колеса. Они определяются соотношением моментов движущего rдХк и сопротивления Yкaк. Если rдХк>YKaK, то колесо движется в ведущем режиме. Разница между этими моментами определяет избыточную силу, передаваемую корпусу машины и преодолевающую силу Ркр
Уважаемый посетитель!
Чтобы распечатать файл, скачайте его (в формате Word).
Ссылка на скачивание - внизу страницы.