Тяговый расчет ходового оборудования — это ключевой этап проектирования, целью которого является определение требуемых тяговых усилий, которые должны развивать движители, и расчет необходимой мощности привода для обеспечения движения машины.
Расчет для гусеничного ходового оборудования
Важно отметить, что в расчетах обычно не рассматривается одновременное действие всех возможных сил сопротивления. В рамках тягового анализа определяются два критических значения силы тяги:
- Максимальная тяговая сила: необходима для корректного выбора и оценки возможностей движителей.
- Минимальная (реактивная) сила: определяет способность незаторможенной машины противостоять внешним силам, которые могут вызвать её самопроизвольное движение (например, силы инерции, ветра или составляющая силы тяжести при движении на уклоне).
Прямолинейное движение
При прямолинейном и равномерном движении на подъем для двух- и многогусеничных машин максимальную тяговую силу (Wt.n. max) с приемлемой для практики точностью можно рассчитать по формуле:
Особенность гусеничных систем заключается в том, что благодаря одинаковым жестким механическим характеристикам движителей, тяговая сила может перераспределяться. Если одна гусеница встречает меньшее сопротивление, она может передавать часть своей силы через раму машины на гусеницу, испытывающую большее сопротивление. Таким образом, при прямолинейном движении суммарная тяговая сила обычно распределяется поровну между всеми ведущими гусеницами, независимо от разницы в нагрузке на отдельные тележки или локальных сопротивлениях грунта.
Разворот машины
Для машин с двухгусеничным ходом момент, необходимый для разворота, создается за счет разности тяговых сил на забегающей (внешней) и отстающей (внутренней) гусеницах, при этом направление этих сил остается неизменным.
Уравнение тягового баланса для забегающей гусеницы при установившемся движении по кривой выглядит следующим образом:
Режим разворота является определяющим в тяговом расчете, поскольку требуемое усилие на гусенице при повороте двухгусеничной машины может в несколько раз превышать усилие, необходимое для прямолинейного движения.
В многогусеничных системах (с тремя и более опорами) момент разворота создается иначе — за счет поперечных сил, возникающих при повороте управляемых гусениц относительно рамы машины (см. рис. 3.6.9). Конструктивное исполнение таких систем играет ключевую роль, и их можно разделить на две основные группы: трехопорные и четырехопорные.
Для минимизации поперечных нагрузок на гусеницы во время разворота в четырехопорных машинах все гусеницы, как правило, делают ведущими. Углы их поворота могут быть одинаковыми, либо угол поворота внутренних (отстающих) гусениц делают больше, чем у внешних (забегающих).
Сравнительные исследования показали, что наименьший прирост требуемой тяговой силы при повороте характерен для трехгусеничных опорных систем, в которых все гусеницы являются приводными.
Тяговый расчет шагающего ходового оборудования
Привод шагающего механизма, используемого, например, в тяжелых экскаваторах, расходует энергию на три основных процесса:
- Подъем массы экскаватора (mэ).
- Преодоление сил трения базы о грунт при перемещении машины (для трехопорных механизмов).
- Перенос ходовых башмаков (эта составляющая обычно незначительна и часто не учитывается в расчетах).
Тяговый расчет рельсового ходового оборудования
Мощность приводных двигателей для рельсового ходового оборудования (например, для кранов) рассчитывается исходя из полного сопротивления перемещению Wж. Это сопротивление определяется по формуле, которая учитывает различные факторы, влияющие на движение по рельсам.
