Механизмы поворота гусеничных машин

гусеничного трактора существенно отличается от процесса поворота колесного автомобиля.

Поворот гусеничной

машины осуществляется изменением скоростей движения гусениц. При этом гусеницу, обладающую большей скоростью, называют забегающей, а гусеницу, обладающей меньшей скоростью и находящуюся ближе к центру поворота, отстающей.

горизонтальном участке с постоянной угловой скоростью и с постоянным радиусом

Очевидно, что ωт=νо/R ,
где νо – скорость точки 0т пересечения перпендикуляра, опущенного из центра поворота трактора 0 на его продольную ось симметрии;

R – радиус поворота.

Из схемы очевидно также: ν1=(R-B/2)∙ν0/R

ν2=(R+B/2)∙ν0/R,
где ν1 и ν2 – скорость соответственно отстающей и забегающей гусениц;

В – расстояние между продольными осями гусениц, так называемая колея трактора.
При повороте трактора наряду с перекатыванием гусениц их опорные поверхности должны поворачиваться вокруг некоторых точек О1 и О2 называемых полюсами поворота гусениц.

ее опорную поверхность, преодолевая при этом силы трения между гусеницами

и грунтом, срезая и сминая его, выворачивая шпорами и т. д.

При повороте гусеничной машины наряду с сопротивлением прямолинейному движению обязательно возникают дополнительные сопротивления вращательному движению. Эти сопротивления обычно очень велики, они приводят к перегрузке двигателя и снижению скорости движения ГМ.

представить в виде суммы слагающих:

1. Поперечных составляющих сил трения, возникающих

при скольжении опорной поверхности гусениц по почве.

2. Поперечных реакций почвы, вызываемых деформацией почвы под действием кромок гусениц.

3. Сил трения, возникающих при скольжении упорной поверхности зацепов в почве.

4. Сопротивления, возникающего вследствие бокового смещения точки приложения равнодействующей продольных реакций почвы на упорные поверхности зацепов;

5. Поперечных реакций почвы, вызываемых нагребанием почвы кромками гусениц.

равномерном давлении гусениц на почву и незначительных скоростях движения, полюсы

вращения гусениц проходят через середины их опорных поверхностей.

Рассмотрим процесс поворота, приняв ряд допущений:

движение происходит по горизонтальной площадке;
нагрузка на опорные поверхности распределяются равномерно;
скорости движения и ускорения малы, поэтому силами инерции можно пренебречь;
ширина гусениц равна нулю.


В действительности процесс поворота значительно сложнее: ни одно из перечисленных условий не соблюдается, полюсы вращения гусениц не находятся на середине опорной поверхности, а смещаются под влиянием ряда факторов и т.д.

приведены :

Pf1 и Pf2 – силы сопротивления перекатыванию отстающей и

забегающей гусеницы;

Рк1 и Рк2 – силы тяги на отстающей и забегающей гусеницах;

Мс – суммарный момент касательных сил трения и реакций грунта на опорной поверхности гусениц.

сопротивления повороту обеих гусениц:



Где

Gт – вес трактора, включая возможную нагрузку;

μ

– коэффициент сопротивления повороту, учитывающий все указанные выше реакции почвы на погруженные в почву элементы гусениц, коэффициент μ принимается для данного радиуса поворота постоянным по всей длине опорных поверхностей гусениц;

L – длина опорных поверхностей гусениц;

X – расстояние элемента поверхности соприкосновения движителей с почвой от середины опорных поверхностей гусениц.

Величина коэффициента μ зависит от механических свойств грунта, конструкции гусеничных звеньев и их зацепов, глубины их погружения в почву и других параметров.
f – коэффициент сопротивления перекатыванию гусениц

Мс=4∙∫ μ∙(Gт/2∙L)∙xdx=μ∙Gт∙L/4

поворачивающий момент, который может быть создан силами тяги Рк1 и

Рк2. Эти силы легко определяются из схемы на рисунке

ΣМо1=Рк2∙В-Рf2∙B-Mc=0
ΣМо2=Рк1∙В-Рf1∙B+Mc=0
откуда
Рк2=Рf2+Mc/B
Рк1=Рf1 - Mc/B

Примем Pf1=Pf2=f∙Gт/2

Pк2=f∙Gт/2+μ∙Gт∙L/(4∙В),

Pк1=f∙Gт/2-μ∙Gт∙L/(4∙В),

где f – коэффициент сопротивления перекатыванию гусениц, принимаемый нами одинаковым при повороте и прямолинейном движении.

(4B) , (1)

а с учетом равенства получим:

(Pк2-Pк1)∙B/2=Mс

Величина (Pк2-Pк1) / (B/2)

называется поворачивающим моментом Мпов.

При установившемся повороте ГМ поворачивающий момент Мпов должен быть равен моменту сопротивления повороту.

Из сказанного очевидно, что механизм поворота гусеничной машины должен подводить к забегающей и отстающей гусеницам силы тяги Pк2 и Pк1, отличные от сил тяги прямолинейного движения

отношение L / B – чем оно больше, тем труднее

поворачивать ГМ.
При очень больших значениях L / B может потребоваться такая большая сила тяги на забегающей гусенице, что силы сцепления ее с грунтом будет недостаточно. Гусеница начнет буксовать, а машина не будет поворачиваться.
Предельное значение L / B по сцеплению с грунтом может быть найдено из следующего соотношения:

Pк2 = φ∙Gт/2

или (f∙Gт/2)+μ∙Gт∙L / (4B) = (φ∙Gт/2)

откуда (L / B) = 2∙(φ-f) / μ

Таким образом, с очень большим отношением (L / B) машины создавать нельзя.

в любых условиях эксплуатации должны :

1. Обеспечивать плавный и быстрый

переход от движения по прямой к движению по кривой любого радиуса.

2. Не создавать дополнительных, по сравнению с прямолинейным движением, нагрузок на двигатель при повороте трактора.

3. Не влиять на устойчивость прямолинейного движения трактора.

4. Давать возможность отстающей и забегающее гусеницам вращаться с различными угловыми скоростями во время поворота и подводить к ним силы тяги, отличающиеся по величине, а иногда и по знаку от сил тяги при прямолинейном движении.

подвода мощности к ведущим колесам делятся на два вида:

Механизмы с

одинарным подводом потока мощности.

Механизмы с двойным подводом потока мощности к ведущим колесам


Существует множество механизмов поворота различающихся как по принципу действия, так и по конструкции, начиная от наиболее простых муфт поворота и заканчивая сложными устройствами, в которых механизмы поворота объединены с коробками передач.

ведущие звездочки, а, следовательно, и гусеницы жестко связаны.

Такое свойство

муфт поворота является их большим достоинством, поскольку жесткая связь обеспечивает высокую проходимость ГМ и, если сцепление гусеницы с грунтом достаточно, то машину не уводит в сторону.

При повороте трактора влево,
левый фрикцион выключается, и весь крутящий момент передается через правую муфту ведущей звездочке забегающей гусеницы, создавая необходимую силу тяги на ней. К левой гусенице при полном выключении муфты момент не подводится и ее сила тяги равна нулю.

При полностью выключенной муфте (левой) и затянутом тормозе отстающая гусеница остановится, и ГМ начнет поворачиваться вокруг точки пересечения продольной оси гусеницы и поперечной оси трактора.

передача;
3-тормоз водила;
4-тормоз солнечной шестерни;
5-солнечная шестерня;
6-сателлит;
7-ведомая шестерня главной

передачи;
8-коронная шестерня; 9-водило;
10–корпус ПМП

барабан 4–левый. Вращающиеся с коронной шестерней сателлиты начнут вращать и

солнечную шестерню, вследствие чего скорость вращения их вокруг шестерни падает, водило и торсионы также замедляют скорость вращения, и трактор плавно поворачивает влево.

Для кругового поворота (разворота на месте) необходимо отпустить тормоз солнечной шестерни и затянуть тормоз водила 3.

При этом сателлиты больше не обкатывается вокруг солнечной шестерни, а только вращают ее. В зависимости от степени затяжки остановочного тормоза (водила) 3 ГМ сделает крутой поворот или развернется «на месте».

за счет изменения статического напора, называются гидростатическими.
Большинство объемных гидромашин

обратимы, т.е. одинаковые агрегаты могут работать и насосом и мотором

Насос 1 по нагнетательному трубопроводу подаёт жидкость к гидромотору 2, пройдя который жидкость возвращается в насос. Насос 6 восполняет утечки и через обратные клапаны 3 подаёт рабочую жидкость в магистраль низкого давления (т.е.в ту, по которой жидкость возвращается в насос).

Таким образом, для изменения кинематического передаточного числа объёмного гидропривода необходимо изменять суммарный объем рабочих полостей в насосе или моторе, или одновременно и в том и в другом.

1, солнечную шестерню 2 и водило 3,
а также гидрообъемную

передачу 4, состоящую из нерегулируемого гидромотора 5
и регулируемого гидронасоса 6. Эпициклические шестерни 1 приводятся от коробки передач и вращаются в одну сторону, солнечные шестерни 2 приводятся от гидромотора, вращаются в разные стороны, водила 3 приводят во вращение левую и правую звездочки гусеничных цепей.

забегающего борта вращается в ту же сторону, что и эпициклическая,

на водиле их движения складываются - водило забегающего борта вращается быстрее.
Солнечная шестерня отстающего борта вращается в сторону, обратную эпициклической, на водиле их движения вычитаются - водило отстающего борта вращается медленнее. Скорость трактора на повороте не изменяется.
При выключенной КПП одна гусеница движется вперед, другая - назад, обеспечивая поворот на месте.
Таким образом, на повороте не отключается гусеница отстающего борта и, следовательно, не уменьшается сила тяги (не "пропадает" половина сцепного веса).
В БМП нет фрикционных элементов (муфт и тормозов) как в традиционных механизмах поворота (ТМП), где кинетическая энергия трактора рассеивается в тепло. Кинетическая энергия отстающего борта "перебегает" на забегающий (явление рекуперации мощности).