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影響履帶轉(zhuǎn)向阻力系數(shù)的因素分析

2014-04-29 23:19:58周亞輝周鳴宇
中國機(jī)械 2014年18期

周亞輝 周鳴宇

摘要:履帶轉(zhuǎn)向阻力系數(shù)大小的選取,對履帶整機(jī)結(jié)構(gòu)的設(shè)計有很大的影響,目前人們只考慮了轉(zhuǎn)彎半徑對履帶轉(zhuǎn)向阻力系數(shù)的影響,而往往忽略了履帶沉陷量、履帶中心距與其接地長度對其的影響。本文逐一對影響履帶轉(zhuǎn)向阻力系數(shù)的因素進(jìn)行分析。

關(guān)鍵詞:轉(zhuǎn)向阻力系數(shù);行駛阻力系數(shù);履帶沉陷量;轉(zhuǎn)彎半徑

引言

履帶與地面之間的水平作用,是一個非常復(fù)雜的物理現(xiàn)象,與其直接相關(guān)的因素很多,如履帶的整體結(jié)構(gòu)形式,履帶板的結(jié)構(gòu)參數(shù),地面土壤的物理—力學(xué)性能,履帶對地面的沉陷量等。其中,履帶與地面之間的轉(zhuǎn)向阻力系數(shù)大小的選定對履帶結(jié)構(gòu)設(shè)計和強(qiáng)度設(shè)計有很大的決定作用,本文將對影響轉(zhuǎn)向阻力系數(shù)大小的因素逐一進(jìn)行分析。

1.影響履帶轉(zhuǎn)向阻力系數(shù)因素的理論分析

影響轉(zhuǎn)向阻力系數(shù)的因素很多,下面假定車輛沿順時針方向轉(zhuǎn)彎, 為車輛幾何中心, 為履帶理論轉(zhuǎn)向中心, 分別為橫向和縱向偏心距離,其中 , ,L為履帶接地長度, 為履帶中心距, 為履帶車輛理論轉(zhuǎn)彎半徑。

蘇聯(lián)尼基金教授提出的經(jīng)驗公式【1】:

2.各參數(shù)對履帶轉(zhuǎn)向阻力系數(shù)的影響分析

2.1履帶轉(zhuǎn)向阻力系數(shù)和轉(zhuǎn)彎半徑關(guān)系

由圖1曲線可知,當(dāng)轉(zhuǎn)彎半徑很小時,履帶轉(zhuǎn)向阻力系數(shù)很大;當(dāng)履帶轉(zhuǎn)彎半徑 時,履帶轉(zhuǎn)向阻力系數(shù)大約為0.6;當(dāng)轉(zhuǎn)彎半徑足夠大時,履帶車輛近似于直行,此時履帶轉(zhuǎn)向阻力系數(shù)趨近于行駛阻力系數(shù)。

圖1 履帶轉(zhuǎn)向阻力系數(shù)和轉(zhuǎn)彎半徑之間的關(guān)系曲線

2.2履帶轉(zhuǎn)向阻力系數(shù)和履帶沉陷量關(guān)系

由圖2曲線可知,在轉(zhuǎn)彎半徑一定的條件下,隨著履帶沉陷量的增大,轉(zhuǎn)向阻力系數(shù)亦增加。由于隨著履帶沉陷量的增加,履帶式機(jī)器所受的總的土壤水平變形阻力增加,但行駛阻力系數(shù)為履帶所受的土壤水平變形阻力與機(jī)器重力與垂直外載荷的合力的比值相關(guān)。

圖2 履帶轉(zhuǎn)向阻力系數(shù)和履帶沉陷量關(guān)系曲線

2.3履帶轉(zhuǎn)向阻力系數(shù)和履帶接地長度、履帶中心距關(guān)系

由圖3曲線可知,在一定的范圍內(nèi),隨履帶接地長度的增加,履帶轉(zhuǎn)向阻力系數(shù)隨之減?。欢S著履帶中心距的增加,履帶轉(zhuǎn)向阻力系數(shù)隨之增加。但履帶接地長度和履帶中心距不能孤立來看對履帶轉(zhuǎn)向阻力系數(shù)的影響,因為只有在 范圍內(nèi)才是合適的,如果 時,履帶行走裝置不穩(wěn)定,如果 時,履帶車輛無法轉(zhuǎn)彎[2]。

圖3 履帶轉(zhuǎn)向阻力系數(shù)和履帶接地長度、履帶中心距之間的關(guān)系曲線

3.結(jié)論

通過上述計算和分析,總結(jié)出影響履帶轉(zhuǎn)向阻力系數(shù)大小的因素分析:

3.1對履帶轉(zhuǎn)彎阻力系數(shù)影響最大的是履帶的轉(zhuǎn)彎半徑,當(dāng)轉(zhuǎn)彎半徑很小時,轉(zhuǎn)向阻力系數(shù)很大;當(dāng)轉(zhuǎn)彎半徑趨于無窮大時,轉(zhuǎn)向阻力系數(shù)等同于行駛阻力系數(shù),相當(dāng)于履帶是直行。

3.2在一定的范圍內(nèi),隨履帶接地長度的增加,履帶轉(zhuǎn)向阻力系數(shù)隨之減??;而隨著履帶中心距的增加,履帶轉(zhuǎn)向阻力系數(shù)隨之增加。

3.3履帶的沉陷量對履帶的轉(zhuǎn)向阻力系數(shù)影響很大,并且提高了履帶式機(jī)器所受的總的土壤水平變形阻力。

參考文獻(xiàn):

[1]吳運(yùn)耕.試談雙履帶行走裝置的轉(zhuǎn)彎理論和功率計算[J].工程機(jī)械,1987,1:19

[2]劉景鵬.排土(巖)機(jī)履帶行走裝置主要參數(shù)選定[J].機(jī)械研究與應(yīng)用,2005,6:83-84.

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