|
Чтобы обеспечить тягачу
передвижение, ведущие звездочки его ходовых тележек должны развить окружное
усилие, равное алгебраической сумме проекций всех сопротивлений на
направление движения. К этим сопротивлениям относятся усилия, передаваемые
рабочим органом посредством соединяющих их шарниров и гибких подвесок, а
также сопротивления самопередвижению тягача.
В рабочем состоянии экскаватора первая группа
сопротивлений складывается из проекций сопротивления грунта копанию Р01 и Рог
на направление движения, сопротивления передвижению откосников и задней опоры
и составляющей силы тяжести рабочего органа в том же направлении. Последняя
составляющая возникает только при движении экскаватора на наклонных участках
и определяется как произведение силы тяжести рабочего органа на синус угла
наклона. При движении ЭТР на подъем эта составляющая прибавляется к сумме
рассматриваемых сопротивлений, а на спусках — вычитается из нее.
В результате измерений на экскаваторе ЭР7Е, оборудованном
откосниками в верхней части рабочего органа, при разработке суглинков
плотностью 3—10 ударов по плотномеру ДорНИИ на горизонтальном участке
получена линейная зависимость горизонтальной составляющей этой группы
сопротивлений от скорости передвижения V экскаватора.
Так, при v = 59 м/ч величина горизонтальной составляющей
равна 3400 кгс, а при v = 125 м/ч она составляет 3720 кгс. При разработке
мерзлых грунтов плотностью 73—105 ударов тем же экскаватором величина этих
сопротивлений достигла 10800—12 300 кгс. Наличие откосников для образования
наклонных стенок на всю глубину траншеи увеличивает сопротивление экскаватора
передвижению. Так, при разработке траншей экскаватором ЭР7АМ в грунтах
плотностью 4—6 ударов при угле развала откосников 15° эти сопротивления
составили 7200— 7465 кгс при а=49 м/ч и 10 950 кгс при и=84 м/ч. Из
приведенных данных следует, что сопротивление перемещению откосников,
установленных на всю глубину траншеи, составляет более половины всех
сопротивлений передвижению ЭТР.
В транспортном положении при опирании рабочего органа на
заднюю опору из перечисленных сопротивлений на горизонтальном участке
передвижения сокращаются сопротивления передвижению колесной задней опоры,
которые составляют примерно 5% от силы тяжести рабочего органа. На наклонных
участках общее сопротивление передвижению изменяется за счет рассмотренной
выше составляющей силы тяжести рабочего органа.
При движении экскаватора с поднятым рабочим органом сила
тяжести последнего догружает опорные катки гусеничных тележек, увеличивая тем
самым сопротивление самопередвижению тягача.
Вторая группа (сопротивление самопередвижению)
складывается из сопротивления катков передвижению, пропорционального
суммарной нормальной к поверхности передвижения нагрузке, и проекции реакции
грунта на направление движения, которая возникает вследствие деформации почвы
наклонными участками гусеничной цепи. Сопротивление самопередвижению тягача
экскаватора ЭР7Е по данным исследований, проведенных в СКВ «Газстроймашина»,
находится в пределах 3320— 5845 кгс, что составляет 13,9—16,6% от нормальной
нагрузки (в случае передвижения на горизонтальном участке — от вертикальной
нагрузки).
В рабочем режиме, по данным исследований Г. Д. Романюка,
мощность, затрачиваемая на передвижение ЭТР, составляет в среднем 0,02 л. с. на разработку 1 м3 грунта в час. В транспортном режиме эта мощность может быть увеличена
за счет более высоких значений транспортных скоростей. Имеющееся при этом
снижение окружного усилия на ведущих звездочках не компенсируется ростом
скорости передвижения. В случае одномоторного дизельного привода с
механической трансмиссией или непосредственного отбора мощности на ход от
дизеля требование повышения мощности хода в транспортном режиме ЭТР
выполняется автоматически, поскольку в этом случае другие исполнительные
механизмы (рабочий орган, транспортер) не работают, и на передвижение может
быть расходована вся мощность дизеля. Если ходовая трансмиссия приводится от
электрического или гидравлического двигателя, то при их выборе учитывают
изложенные выше обстоятельства. Так, в конструкции дизель-электрического
экскаватора ЭТР231 для привода хода установлен электродвигатель мощностью 40
кВт, в то время как для наибольшей реализуемой экскаватором
производительности 800 м3/ч достаточно иметь двигатель мощностью 12 кВт. '
Для реализации требуемого тягового усилия кроме мощности
привода и связанной с ней прочности трансмиссии необходимо иметь достаточную
сцепную массу. Это значит, что сцепление опорной ходовой системы тягача с
почвой должно быть таким, чтобы на всех режимах работы ЭТР обеспечить ему
надежное передвижение без буксования. Указанное требование может быть
записано в виде условия
Величина коэффициента сцепления зависит от состояния почвы
(плотности, влажности, пластических свойств и других) и конструкции опорных
устройств — башмаков гусеничных тележек. Для башмаков с грунтозацепами в виде
поперечных ребер коэффициент сцепления равен 0,4—0,5 в зависимости от
состояния почвы.
Вторым фактором, определяющим тяговую способность
экскаватора, является сила нормального давления W, которая в случае
передвижения тягача на горизонтальном участке равна силе тяжести тягача,
сложенной с вертикальной составляющей усилия, передаваемого тягачу рабочим
органом при помощи его передней подвески. С ростом этой силы увеличивается
сцепление тягача с грунтом, но одновременно возрастают удельные давления
гусениц на грунт. Стремление избежать этого связано с усложнением конструкции
ходовых тележек.
По изложенным причинам сила нормального давления является
нерациональным регулятором величины сцепления тягача с почвой. Однако она
оказывает существенное влияние на это сцепление при движении тягача по
наклонным участкам за счет изменения влияния сил тяжести на силу W и на
сопротивление передвижению.
|