Плютов Ю.А. Транспортные машины

Подождите немного. Документ загружается.

ТЕМА 3. АВТОМОБИЛЬНЫЙ ТРАНСПОРТ И САМОХОДНЫЕ МАШИНЫ

Лекция 21. Подвижной состав автотранспорта



Транспортные машины. Конспект лекций -111-

Рис. 21.1. Погрузочно-транспортные машины ПД: а – грузоподъемностью 3 и 5 т; б

– грузоподъемностью 8 т; 1 – задняя полурама; 2 – дизельный привод; 3 – ходовая часть;

4 – кабина водителя; 5 – передняя полурама; 6 – ковш

Полурамы соединены между собой вертикальным шарниром, поэтому

они могут поворачиваться в горизонтальной плоскости в обе стороны отно-

сительно друг друга. Такое исполнение шасси обеспечивает прохождение

машин по закруглениям с малыми радиусами. Чтобы машина касалась доро-

ги всеми четырьмя колесами, в машине ПД8, кроме вертикального, имеется

горизонтальный шарнир, обеспечивающий отклонение полурам относитель-

но друг друга на 12

Четырехколесное шасси имеет два ведущих моста. Передний полумост

жестко закреплен на передней полураме и обеспечивает необходимую в про-

цессе черпания жесткую связь между колесами моста при одинаковой часто-

те их вращения. Задний мост благодаря балансирующему креплению к полу-

раме силовой установки обеспечивает за счет качания на 10–12

контакт всем

колесам с почвой выработки. Поворот полурам относительно друг друга

осуществляется гидроцилиндром механизма поворота.

Колеса ведущих мостов вращаются дизельным двигателем через гид-

ромеханическую коробку передач, установленную на задней полураме. Дви-

гатель с гидромеханической коробкой передач соединяется с согласующим

редуктором и карданным валом. На согласующем редукторе установлены три

ТЕМА 3. АВТОМОБИЛЬНЫЙ ТРАНСПОРТ И САМОХОДНЫЕ МАШИНЫ

Лекция 21. Подвижной состав автотранспорта



Транспортные машины. Конспект лекций -112-

шестеренных гидронасоса НШ-I00, один из которых подает масло в гидроци-

линдры рулевого управления, а остальные – в гидросистему рабочего органа.

На машинах применены малотоксичный дизельный двигатель с водя-

ным охлаждением и двухступенчатая комбинированная система нейтрализа-

ции выхлопных газов: первая ступень – каталитический нейтрализатор, вто-

рая – жидкостный нейтрализатор (рабочая жидкость – вода).

Рабочий орган машин, размещенный на передней полураме, представ-

ляет собой ковш с шарнирно-рычажным механизмом, со

стоящим из стрелы,

тяги и рычага. Привод рабочего органа – гидравлический. Он содержит два

гидроцилиндра подъема-опускания стрелы и один гидроцилиндр опрокиды-

вания ковша для всех машин ряда, кроме машины ПД8, для опрокидывания

ковша которой установлены два гидроцилиндра.

Машины снабжены ра

бочими и стояночными тормозами. Машина

ПД3 оборудована центральным многодисковым нормально замкнутым тор-

мозом с гидравлическим управлением, выполняющим функции как рабочего,

так и стояночного тормоза. У машины ПД5 в качестве рабочего применен ко-

лодочный тормоз с пневматическим приводом, а стояночного – тормоз диско-

вого типа с пружинным замыканием, установленный на фланце ведущей ва

л-

шестерни переднего моста. Машина ПД8 оснащена пневматическими рабо-

чими тормозами, действующими на четыре колеса, и пневматическим диско-

вым стояночным тормозом, установленным на нижнем карданном валу.

Стояночный тормоз может быть использован и как аварийный.

Кабина водителя открытого типа расположена на задней полураме. С

учетом возможной челноковой системы работы кабина машины ПД8 осна-

щена двумя сиденьями и механизм

ом перестановки руля, которые обеспе-

чивают постоянство поворота машины в сторону вращения рулевого колеса.

Автосамосвалы типа МоА3 (рис. 21.2

) с дизельным приводом получили

широкое распространение для горной массы по подземным горным выра-

боткам рудников горнорудной промышленности.

Рис. 21.2. Автосамосвал МоАЗ-6401-9585

ТЕМА 3. АВТОМОБИЛЬНЫЙ ТРАНСПОРТ И САМОХОДНЫЕ МАШИНЫ

Лекция 21. Подвижной состав автотранспорта



Транспортные машины. Конспект лекций -113-

Конструктивная схема этих автосамосвалов такая же, как и у погрузоч-

но-транспортных машин ПД, – шарнирно-сочлененная рама, обеспечиваю-

щая высокую маневренность. Автосамосвал состоит из одноосного тягача 1 и

соединенного с ним шарнирной системой 2 полуприцепа 3 с самосвальной

разгрузкой назад, осуществляемой гидроцилиндрами 4.

Загрузка caмосвалa может производиться экскаватором с ковшом вме-

стимостью до 2 м

при условии высыпания руды в кузов с высоты не более

0,5 м над верхней кромкой бокового борта и массе кусков не более 0,5 т или

погрузочной машиной непрерывного действия.

Двигатель ЯМЗ-238К, установленный на тягаче автосамосвала, имеет

специальную регулировку топливной аппаратуры для снижения токсичности

выхлопных газов.

Автосамосвал МоАЗ-64011-9585 отличается от автосамосвала МоАЗ-

6401-9585 открытой кабиной, наличием дублиров

анных педалей тормоза, ак-

селератора и водительского сиденья для управления самосвалом при езде

вперед и назад без разворота.

Опыт эксплуатации автосамосвалов МоАЗ-6401-9585 позволил выявить

отдельные недостатки их конструкции. Они были устранены при создании

новой модели МоАЗ-7405-9586, в которой улучшена тягово-динамическая

характеристика, значительно повышено качество тормозной системы благо-

даря применению пневматических ап

паратов (автосамосвал оборудован ра-

бочей, стояночной, запасной и вспомогательной тормозными системами),

существенно модернизировано рулевое управление, применены более проч-

ные и долговечные рессоры и гидравлические амортизаторы подвески, изме-

нена конструкция сцепного устройства, увеличены вместимость и прочность

полуприцепа и внесен ряд других усовершенствований, что позволило уве-

личить на 8–10 % техническую произ

водительность по сравнению с автоса-

мосвалом МоАЗ-6401-9585.

Самоходные транспортные машины с пневматическим приводом

К этой группе относятся машины ПТ-4 и ВС-5П1, радиус действия ко-

торых ограничен длиной шланга, подводящего сжатый воздух.

Погрузочно-транспортная машина ПТ-6 (рис. 21.3

) предназначена для

механизации погрузки разрыхленной горной массы кусковатостью не более

400 мм и доставки ее к месту разгрузки на расстояние до 100 м при проходке

горизонтальных подготовительно-нарезных выработок и камер сечением

2,8х2,5 м и более при температуре окружающей среды от 5 до 35

С и относи-

тельной влажности воздуха до 97 %. Разгрузка горной массы может произво-

диться как в рудоспуски, так и на почву выработки.

ТЕМА 3. АВТОМОБИЛЬНЫЙ ТРАНСПОРТ И САМОХОДНЫЕ МАШИНЫ

Лекция 21. Подвижной состав автотранспорта



Транспортные машины. Конспект лекций -114-

Рис. 21.3. Погрузочно-транспортная машина ПТ-4: 1 – погрузочный

орган (ковш); 2 – цепь; 3 – ролик; 4 – барабан; 5 – кузов; 6 – система

управления; 7 – система орошения; 8 – подножка; 9 – ходовая часть;

10 – рычаг

Машина ПТ-4 с нижним захватом горной массы состоит из ходовой

части 9 (рис. 21.3

), погрузочного органа (ковша) 1, кузова 5, системы управ-

ления, системы орошения.

Ходовая часть машины представляет собой самоходную тележку с че-

тырьмя ведущими колесами на пневмошинах, обеспечивающими высокую

проходимость, большое напорное усилие при внедрении ковша. Тележка со-

стоит из несущей рамы, двух бортовых редукторов, цилиндра опрокидывания

бункера и боковой подрессоренной слоем резины подножки 8, на которой на-

ходится оператор во время работы машины.

Бортовая схема привода ходовой части дает возможность разворачи-

вать машину пр

актически на одном месте, что значительно повышает ее ма-

невренность. В корпусе бортового редуктора размещена пятиступенчатая

двусторонняя цилиндрическая передача.

Крутящий момент от пневмодвигателя передается на два колеса борта.

Конструкция редукторов предусматри

вает отключение их от колес при бук-

сировании машины, а также автоматическое торможение при прекращении

подачи сжатого воздуха и торможении машины от самопроизвольного дви-

жения на наклонном участке пути. В задней части рамы установлены два

амортизатора для поглощения ударных нагрузок при опрокидывании кузова

пневмоцилиндром, закрепленным шарнирно на раме ходовой части. Задний

борт открывает

ся автоматически одновременно с подъемом кузова.

Вырыв погрузочного органа (ковша) 1 из штабеля происходит при на-

матывании на барабан 4 тяговой пластинчатой цепи 2, огибающей ролик 3.

Вращение барабана производится пиевмодвигателем через встроенный пла-

нетарный редуктор. Ковш, подвешенный на опорных роликах, которые уста-

новлены на цапфах несущей рамы ходовой части, имеет сварную конструк-

ТЕМА 3. АВТОМОБИЛЬНЫЙ ТРАНСПОРТ И САМОХОДНЫЕ МАШИНЫ

Лекция 21. Подвижной состав автотранспорта



Транспортные машины. Конспект лекций -115-

цию, усиленную ребрами жесткости, и на рабочей кромке имеет наплавку из

твердого сплава.

Нагрузка от ковша при внедрении его в отвал горной массы восприни-

мается упорами, которые регулируют также положение режущей кромки

ковша относительно почвы. На раме устанавливаются отбойные рессоры,

воспринимающие ударные нагрузки от рычагов при разгрузке горной массы

в кузов. Управлен

ие машиной осуществляется посредством регулирования

подачи сжатого воздуха к исполнительным механизмам.

Для снижения запыленности в месте погрузки и разгрузки горной мас-

сы применена оросительная система эжекторного типа для образования водяно-

го тумана и подачи его в место образования пыли при работе машины.

Самоходный вагон ВС-5П1 предназначен для доставки горной массы

по горизонтальным выработкам при ведении горных работ.

Загрузка вагона про

изводится погрузочной машиной или другими сред-

ствами погрузки. Высота падения погружаемых кусков крупностью не более

300 мм не должна превышать 200 мм от уровня боковых бортов кузова.

Самоходный вагон ВС-5П1 (рис 21.4

) представляет собой транспортное

средство типа самосвал с боковым двусторонним опрокидыванием кузова.

Вагон состоит из ходовой части, кузова, кабины водителя, панели управле-

ния, пневмо- и гидрокоммуникаций и телескопического цилиндра.

Рис. 21.4. Самоходный вагон ВС5П1: 1 – рулевая колонка; 2 – кабина; 3 – панель

управления; 4 – кузов; 5 – ведущий мост; 6 – рулевой ведомый мост

Ходовая часть машины состоит из рамы с ведущим и рулевым ведомым

мостами с колесами на пневмошинах и рулевого управления. Ведущий мост

представляет собой смонтированный на раме привод, на выходные валы ре-

дуктора которого насажены колеса.

Двухскоростной редуктор обеспечивает две скорости движения вагона.

Переключение скоростей осуществляется пневмоцилиндром. Крутящий мо-

мент от пневмодвигателя на выходные валы редуктора передает

ся через

дифференциал, который обеспечивает вращение ведущих колес без про-

скальзывания при движении на закруглениях. На валу редуктора имеется ко-

ТЕМА 3. АВТОМОБИЛЬНЫЙ ТРАНСПОРТ И САМОХОДНЫЕ МАШИНЫ

Лекция 21. Подвижной состав автотранспорта



Транспортные машины. Конспект лекций -116-

лодочный фрикционный тормоз. Педаль тормоза и кран переключения ско-

ростей вынесены в кабину. Ведомый мост установлен на шарнире, благодаря

чему обеспечивается контакт всех колес вагона при наезде одного из них на

препятствие высотой 200 мм и, следовательно, равномерная нагрузка на ко-

леса и уменьшенный износ шин. Рулевое управление ходовой части содер-

жит рулевой прив

од с редуктором от автомобиля ЗИЛ164 и гидравлический

усилитель, которым через систему рычагов осуществляется поворот рулевых

колес.

Кузов сварной конструкции с двумя откидными (боковыми) бортами

устанавливается на валиках кронштейнов ходовой части. В закрытом (транс-

портном) положении кузова борта автоматически удерживаются тягами. Ку-

зов поворачивается телескопическим гидроцилиндром с тремя ступенями

двойного действия.

Кабина водите

ля образуется двумя секциями: в левой секции установ-

лено кресло для водителя, в правой – рулевая колонка педали тормоза и воз-

духораспределителя хода. Панель управления содержит гидравлическую и

пневматическую аппаратуру управления вагоном. Она составляет единое це-

лое с кабиной и отделяет машиниста от кузова.

Контрольные вопросы

1. В чем заключается принципиальная разница между прицепом и по-

луприцепом?

2. В чем заключается принципиальное различие между троллейвозом и

дизель-троллейвозом?

3. Каковы рациональные области применения подвижного состава ав-

тотранспорта?

4. Какие типы карьерных автосамосвалов вы знаете?

5. Каковы основные требования к кузову автосамосвала?

План лекции

1. Сила тяги автомобиля: как реализуется, регулируется, чем ограничи-

вается.

2. Тягово-динамическая характеристика.

На автосамосвал при движении действуют сила тяги, силы сопротивле-

ния движению и силы торможения.

Различают индикаторную, касательную и полезную силы тяги автомо-

биля.

Индикаторная сила тяги вырабатывается в цилиндрах дизельного дви-

гателя и регулируется подачей топлива в цилиндры.

ТЕМА 3. АВТОМОБИЛЬНЫЙ ТРАНСПОРТ И САМОХОДНЫЕ МАШИНЫ

Лекция 22. Сила тяги автомобиля



Транспортные машины. Конспект лекций -117-

Касательная сила тяги регулируется на ободе ведущего колеса автомо-

биля передаточным отношением коробки передач (для автосамосвала с

ГМТ) и током генератора (для автосамосвала с ЭМТ).

Полезная сила тяги реализуется на «крюке» (т.е. лобовой поверхности)

автомобиля. Она равна касательной силе тяги за вычетом потерь в трансмис-

сии и не регулируется.

Механизм реализации силы тяги представлен на рис. 22.1

. Чтобы за-

ставить колесо вращаться, к нему надо приложить вращающий момент F–F'.

Чтобы колесо двигалось поступательно, его нужно поставить на опору (авто-

дорогу). Тогда под действием сцепного веса М

сц

g в точке О произойдет сцеп-

ление колеса с дорогой. По третьему закону Ньютона сила F' вызовет реак-

цию F

, равную ей по величине и обратную по направлению. Силы F' и F

уравновесят друг друга, поэтому движение колеса будет осуществляться под

действием силы F, которая и будет называться силой тяги автомобиля.

Рис. 22.1. Сила тяги автосамосвала

Сила тяги автомобиля – искусственно создаваемая, внешняя, регули-

руемая сила, приложенная к центру колеса и направленная в сторону движе-

ния автомобиля.

Сила тяги F

, H, автосамосвала ограничивается мощностью источника

энергии, мощностью двигателя и сцепной массой. Как правило, основным

ограничением является ограничение по сцеплению ведущих колес автосамо-

свала с дорожным покрытием, т.е.

≤ 1000 М

сц

ф, (22.1)

где М

– масса автосамосвала, т.

Сила тяги автосамосвала имеет также ограничение по мощности двигате-

ля при заданной скорости движения υ, км/ч, и вычисляется по формуле



F F к

Mсц g

ТЕМА 3. АВТОМОБИЛЬНЫЙ ТРАНСПОРТ И САМОХОДНЫЕ МАШИНЫ

Лекция 22. Сила тяги автомобиля



Транспортные машины. Конспект лекций -118-

= 3600 N

дв

тр

ом

/υ, (22.2)

где N

дв

– мощность двигателя (дизеля), кВт; η

тр

– КПД трансмиссии, пере-

дающей вращающий момент от вала двигателя к движущим колесам (при ме-

ханической трансмиссии равен 0,72–0,82, при гидромеханической – 0,7–

0,72, при электромеханической – 0,69–0,71); η

ом

– коэффициент, учитываю-

щий отбор мощности на вспомогательные устройства автомобиля (0,85–0,88).

Графическая зависимость силы тяги от скорости движения автосамо-

свала называется его тяговой характеристикой. В современных методиках тя-

говых расчетов автотранспорта пользуются тягово-динамическими характе-

ристиками (рис. 22.2

). Сначала по известной массе автосамосвала и значению

динамического фактора (точка А) определяют рабочую точку (точка В) на тя-

говой характеристике, а затем – значения скорости (точка С) и силы тяги

(точка Д) автомобиля.

Рис. 22.2. Тягово-динамическая характеристика

автомобиля

Если используется динамическая характеристика автомобиля, то значе-

ние силы тяги устанавливается по формуле (22.2)

ТЕМА 3. АВТОМОБИЛЬНЫЙ ТРАНСПОРТ И САМОХОДНЫЕ МАШИНЫ

Лекция 22. Сила тяги автомобиля



Транспортные машины. Конспект лекций -119-

Контрольные вопросы

1. Какие силы действуют на движущийся автомобиль?

2. Каково соотношение между индикаторной, касательной и полезной

силой тяги?

План лекции

1. Основное сопротивление движению автомобиля.

Дополнительные сопротивления движению автомобиля.

Суммарное сопротивление движению автосамосвала складывается из

следующих сопротивлений: основного W

, воздушной среды W

, от уклона W

инерции вращающихся масс W

и на криволинейных участках W

, т.е.

оВ

ijR

WW W WW W=+±++ Н. (23.1)

Суммарное сопротивление движению автосамосвала рассчитывается на

каждом участке трассы как в грузовом, так и в порожняковом направлениях.

Сила основного сопротивления движению автосамосвала определяется

по формуле

оо

ω⋅ Н, (23.2)

где ω

– удельное основное сопротивление движению автосамосвала, Н/т; М

– полная масса автосамосвала, т (с грузом

();

+ без груза

); q

– грузоподъемность, т; q

– масса тары, т.

В зависимости от назначения дороги и типа дорожного покрытия ре-

комендуются следующие значения ω

, Н/т:

Постоянные откаточные дороги с покрытием:

бетонным, асфальтовым………………….150–200

щебеночным, гравийным…………………250–400

Забойные дороги:

на скальных породах………………………400–600

на рыхлых породах………………………..600–1000

Отвальные дороги:

на скальных породах………………………900–1200

на рыхлых породах………………………..1200–2000

ТЕМА 3. АВТОМОБИЛЬНЫЙ ТРАНСПОРТ И САМОХОДНЫЕ МАШИНЫ

Лекция 23. Силы сопротивления движению автомобиля



Транспортные машины. Конспект лекций -120-

Приведенные значения ω

относятся к груженым автосамосвалам,

для порожних автомобилей эти значения необходимо увеличить на 20–

25 %.

Сила сопротивления воздушной среды вычисляется по формуле

ав

ВПЛП

()

3,6

υ±υ

=λ ⋅ ⋅ Н, (23.3)

где λ

– коэффициент обтекаемости автосамосвала, λ

= 5,5–7,0; S

ЛП

– пло-

щадь лобовой поверхности автосамосвала, м

;

– скорость движения авто-

самосвала при установившемся режиме, км/ч:

при движении на подъем или по горизонтальному участку

äâ

àîìòð

3600

()

giÌ

⋅

=⋅η⋅η

ω+ ⋅

, (23.4)

при движении на спуск

= 30–40 км/ч,

где N

дв

– мощность передвижного двигателя, кВт; i – величина уклона

на данном участке,

оо

; η

ом

– коэффициент отбора мощности, η

ом

= 0,88–0,90;

тр

– КПД трансмиссии (для гидромеханической – η

тр

= 0,70–0,72; для элек-

тромеханической – η

тр

= 0,66–0,69).

Если алгебраическая сумма (υ

± υ

) ≤ 35 км/ч, то сопротивлением

воздушной среды в расчетах можно пренебречь

Сила сопротивления от уклона автодороги определяется по формуле

Wgi

⋅⋅ Н. (23.5)

Сила сопротивления, вызываемого инерцией вращающихся масс, вы-

числяется по формуле

1000 (1 ) ,

WÌ à

⋅+γ⋅ Н, (23.6)

где γ

– коэффициент инерции вращающихся масс автомобиля (при гидро-

механической трансмиссии γ

= 0,01–0,03, при электромеханической

= 0,1–0,15); а – ускорение (замедление) автосамосвала, м/с

аа(1)

3,6

−

υ−υ

⋅

, (23.7)

где υ

аi

, υ

а(i-1)

– скорость движения автосамосвала, соответственно, на после-

дующем и предыдущем участках трассы, км/ч; l

– длина i-го участка трассы,

м.