Розрахунок та побудова основної траєкторії руху автомобіля відбувається в такій послідовності.

Вибирається та режимний параметр з урахуванням умови задачі.

Визначається максимальне значення кута повороту середнього (приведеного) колеса автомобіля-тягача при заданому :

 

(3.25)

 

По формулам (3.1) розраховуються координати та перехідних кривих основної траєкторії при зміні кута в межах від 0 до з інтервалом 0,05÷0,1 рад.

Визначаються кути повороту кута автомобіля-тягача при вибраних значеннях :

 

(3.26)

 

Розраховуються координати та центра кривизни колової ділянки основної траєкторії по формулам (3.3).

Визначається центральний кут кругової ділянки основної траєкторії по формулі (3.3).

Координатні осі наноситься на міліметровому папері.

Знаходиться на вісі Х кінець відрізка, довжина якого визначається по формулам (3.6) і (3.7). Якщо автопоїзд повертається на кут 180°, по вісі Y відкладається (визначається по формулі (3.8)) та паралельно осі Х проводиться на відстані вихідна пряма зворотного напрямку його руху.

Під заданим кутом до осі абсцис будують лінії вихідного напрямку руху.

Будують перехідні криві на вході і виході автопоїзда із повороту по розрахунковим координатам та .

Визначається положення центра С по координатам та і проводяться дуги кругової ділянки основної траєкторії заданим радіусом .

 

Інженерні рішення прикладних задач маневреності.

Типові задачі маневреності.

Загальні методи побудови положень кінематичних та транспортних складових автопоїзда при його криволінійному русі і загальні методи розрахунків окремих параметрів і характеристик цього руху прийнятні для вирішення ряду прикладних задач, що виникають в процесі експлуатації і при проектуванні як самого рухомого складу, так і споруд автотранспортного призначення; причому всі ці задачі так чи інакше зв’язані з проблемою вписуємості.

Розглянемо конкретні задачі.

1. Визначення можливості вписування автомобіля чи автопоїзда в прямокутний, під кутом 90 градусів переїзд (перехрещення вулиць, примикання доріг до магістралі, проїзди на території автотранспортних перешкод, складів і т.д.).

Існує два варіанта цієї задачі: пряма задача і обернена.

Пряма задача. Відома модель та структура автопоїзда і задані його геометричні та конструктивні параметри. Потрібно визначити ширину або співвідношення вхідної і вихідної ширини прямокутного переїзду, в якому може вписуватися заданий автопоїзд.

Обернена задача. Відомі або задані форми і розміри поїзда. Потрібно визначити, який тип автопоїзда і з якими повздовжніми габаритними розмірами зможе вписатися в заданий переїзд.

2. Визначення необхідної ширини дороги або площадки для розвертання автопоїзда на кут 180 градусів без маневреності. Вирішення цієї задачі виникає при необхідності змінити на дорозі напрям руху чи при під’їзді до навантажувально-розвантажувальної рампи на складі і в інших аналогічних ситуаціях.

3. визначення необхідної ширини всередині гаражних проїздів в зонах стоянки і технічного обслуговування автотранспортних підприємств. Дана задача відрізняється від попередніх тільки тим, що в ній приходиться враховувати додаткові обмеження, а саме:

Виїзд з ряду при косокутному розташуванні чи виїзд з траншейного посту, в’їзд і виїзд з воріт і т. д.

4. Визначення ширини проїзду і відстань між авто і автопоїздами при їх повздовжній розстановці, на приклад, біля навантажувально-розвантажувальної рампи на складі.

До цієї задачі лише з деякими незначними нюансами зводиться задача об’їзду перешкод чи маневру типу „переставка” на дорозі чи на території автотранспортного підприємства.

Всі перераховані вище задачі також, як і перша, можуть бути прямими і оберненими в залежності від того, що являється заданим чи відомим: рухомий склад чи проїзди і обмеження руху.

Не дивлячись на видиму різноманітність задач маневреності. Всі вони зводяться до співставлення габаритної смуги руху транспортного засобу з обмеженням руху в експлуатаційних умовах і, відповідно, для свого рішення потребують в першу чергу знання параметрів ГПД заданого автомобіля чи автопоїзда.

Побудова ГПД автомобіля чи автопоїзда вимагає розрахунок основної траєкторії, якщо не передбачається виконати кругову апроксимацію. Крім того, якщо мова йде про сідельний автопоїзд з довгобазовим напівпричепом, необхідно задатись або розрахувати передаточне відношення приводу до керуючих коліс.

 

Приклад 1. Потрібно побудувати основну траєкторію криволінійного руху автомобіля КамАЗ-5320 при повороті під кутом (1,05 рад). Вихідні дані:

– база автомобіля = 3,85м,

– мінімальний радіус = 10м,

– режимний параметр = 0,05 рад/м,

 

1. Визначаємо максимальний кут повороту приведеного колеса:

 

.

 

2. Знаходимо центральний кут кругової ділянки:

3.

 

4. Визначаємо координати перехідних кривих і , а також кут

5.

:

 

– при маємо:

 

 

 

– при маємо:

 

 

– при маємо:

 

 

– при маємо:

 

6. Визначаємо координати центра кривизни:

7.

 

8. Визначаємо відстань

9.

 

10. Визначаємо довжину проекції криволінійної траєкторії (для контролю)

11.

 

По отриманим таким чином даним будується основна траєкторія криволінійного руху автомобіля КамАЗ-5320 (рис. 3.4)при вихідних даних:

кут повороту , режимний параметр рад/м, радіус кругової ділянки .

 

 

Рисунок 3.4 - Побудова основної траекторії криволінійного руху

автомобіля КамАЗ-5320 при вихідних даних

Приклад 2. Побудувати основну траєкторію при маневрі типу „переставка” (рис. 4.1 в). Початкові дані:

Радіус повороту автопоїзда

Швидкість руху автопоїзда км/год; м/с

База автомобіля-тягача м

Режимний параметр = 0,007 рад/м

Кут повороту = 48°

Кут повороту повздовжньої осі автомобіля = 17°.

 

Розв’язок

1. Знаходимо кутову швидкість повороту середнього приведеного керованого колеса автомобіля-тягача:

 

рад/с.

 

2. Розраховуємо радіус колової ділянки основної траєкторії:

 

м

 

3. Визначаємо початкові координати центра кругової ділянки:

 

;

 

4. Вирішуючи дану систему рівнянь отримуємо:

 

м; м.

 

5. Визначаємо центра кривої ділянки:

 

;

 

6. Розраховуємо центральний кут:

 

 

7. Визначаємо радіус повороту при прямолінійному русі за формулою:

 

м

 

8. Розраховуємо довжину відрізка при :

 

; м

 

9. Знаходимо ширину і довжину криволінійної траєкторії:

 

; м

; м

 

10. Визначаємо довжину маневру „переставка”:

 

; м

 

11. Визначаємо координати центра кругової ділянки на виході при маневрі „переставка” (рис 3.1 в).

 

 

Приймаємо, яке було розраховане по формулі (3.5)

 

 

Порядок виконання роботи

1. Вивчити:

а) основні показники маневреності автопоїздів;

б) методику побудови основної траєкторії криволінійного руху;

в) основні форми траєкторій криволінійного руху автопоїзда при його повороті.

2. Записати:

а) вихідні дані;

б) розрахунок і побудову основної траєкторії криволінійного руху згідно виданого викладачем варіанту;

в) розрахунок і побудову основної траєкторії при маневрі типу „переставка” згідно виданого викладачем варіанту.

Контрольні запитання

1. Загальна характеристика показників маневреності автопоїздів.

2. Основна траєкторія. Поняття. Приклади.

3. Послідовність побудови основних траєкторій криволінійного руху.

4. Габаритна смуга руху. Поняття.

 

Варіанти завдань

Задача 1 Таблиця 3.1

№ вар.
, м	4,0	3,85	3,9	3,7	4,2	4,1	3,75
, м
, рад/м	0,07	0,08	0,09	1,0	0,06	0,05	0,07
№ вар.
, м	3,89	4,12	3,8	3,84	4,19	4,17	3,87
, м
, рад/м	0,035	0,08	0,095	0,04	0,034	0,035	0,045

 

 

Задача 2 Таблиця 3.2

№ вар.
, м
, км/год
, м	3,89	4,12	3,8	3,84	4,19	4,17	3,87
, рад/м	0,007	0,006	0,005	0,008	0,009	0,01	0,005
, град
, град
№ вар.
, м
, км/год
, м	4,0	3,85	3,9	3,7	4,2	4,1	3,75
, рад/м	0,007	0,008	0,007	0,006	0,005	0,009	0,01
, град
, град

 

Лабораторна робота № 4

 

ВИБІР ТА ПРОЕКТУВАННЯ ГІДРАВЛІЧНОГО ПІДЙОМНОГО МЕХАНІЗМУ АВТОМОБІЛІВ-САМОСКИДІВ

 

Мета роботи: Опанувати методику виконання розрахунку гідравлічного підйомного механізму, а також отримати необхідні знання для розробки подібних механізмів.

 

Теоретичні відомості

Класифікація самоскидів. Автомобілі-самоскиди і самоскидні автопоїзди класифікують:

1) за експлуатаційним призначенням (будівельні, сільськогоспо-дарські, кар’єрні, вузькоспеціалізовані);

2) за напрямком розвантаження кузова (з розвантаженням назад; на бічні сторони, назад і на бічні сторони, назад чи на бічні сторони з попереднім підйомом вверх, з бункерним розвантаженням кузова через люк у днищі);

3) за принципом дії системи розвантаження (із примусовим перекиданням кузова, із примусовим вивантаженням вантажу, саморозвантажувальні);

4) за типом кузова (універсальні, ковшові).

Найбільш розповсюдженими спеціалізованими автотранспортними засобами є автомобілі-самоскиди і самоскидні автопоїзди для перевезення будівельних вантажів. Будівельними самоскидами перевозяться переважно навалювальні, насипні і рідкі вантажі. До них відносяться різні будівельні вантажі, використовувані при будівництві промислових, енергетичних, житлових і інших об’єктів: камінь і щебінь при скельних розробках; ґрунт при кар’єрних земляних роботах; пісок, гравій, глина, вапно й інші сипучі матеріали при доставці до будівельних майданчиків і дорожньо-будівельних ділянок; бетонні суміші, асфальт і інші будівельні розчини, що доставляються на будівельні майданчики.

Сільськогосподарські самоскиди призначені як для перевезення різних насипних, навалювальних будівельних вантажів, використовуваних у сільському будівництві, так і основних сільськогосподарських вантажів, до яких відносяться добрива, корма, зерно, коренеплоди і т.п.

Кар’єрні самоскиди використовуються на відкритих гірських розробках у якості одного з основних ланок комплексного технологічного процесу виїмки породи і видобутку корисних копалин у гірничорудній промисловості (чорній і кольоровій металургії, вугільній промисловості) при транспортуванні породи у відвали, а корисних копалин – до місць їхньої переробки чи нагромадження.

Вузькоспеціалізовані автомобілі-самоскиди і самоскидні автопоїзди застосовуються для перевезення тільки певного виду вантажу, наприклад, бетоновози, цементовози, зерновози. Автомобілі-самоскиди з розвантаженням кузова назад є найбільш розповсюдженими. При використанні автомобілів-самоскидів у складі автопоїздів з одним чи двома причепами більш доцільним є розвантаження кузова на бічні сторони.

Розвантаження кузова в трьох напрямках застосовуються при необхідності розширення діапазону використання самоскида (перевезення сільськогосподарських, будівельних і інших видів вантажів).

Самоскиди з попереднім підйомом кузова використовуються при необхідності розвантаження кузова в ємності, розташовані вище рівня підлоги кузова-самоскида (наприклад, у залізничні вагони, у вантажні відсіки літаків), для завантаження різних бункерів, бетонозмішувачів, каменедробарок і т.п.

Бункерне розвантаження самоскида через люк у днищі кузова застосовуються найчастіше на самоскидних напівпричепах для перевезення вугілля і руди.

Сучасні автомобілі-самоскиди мають, як правило, примусове розвантаження кузова, що при перекиданні залишається на шасі автомобіля. Однак є конструкції самоскидів зі знімними перекидними кузовами. Вони можуть працювати з декількома знімними кузовами.

Примусове вивантаження вантажу виконується за допомогою шнекових пристроїв (пилоподібних і сипучих матеріалів – цементу, борошна, зерна й ін.) чи конвеєрних підлог, призначених для вивантаження головним чином таких вантажів, як бавовна, зерно, торф, добрива. Конвеєрні підлоги приводяться в рух від двигуна автомобіля чи від інших машин.

Вузькоспеціалізовані самоскиди, що мають саморозвантажувальні кузови, пристосовані для перевезення ґрунту і різних будівельних матеріалів у межах будівельних майданчиків з короткими плічми перевезень. Центр ваги навантаженого кузова в таких автомобілів розташовується за опорою кузова (у напрямку його розвантаження). Розвантаження відбувається в результаті перекидання кузова після відмикання замка, що утримує кузов, під впливом моменту, створюваного силою ваги вантажу щодо точки опори кузова. Центр ваги піднятого порожнього кузова розташовується з протилежної сторони щодо опори навантаженого кузова, тому після розвантаження кузов прагне повернутися в горизонтальне транспортне положення.

Основні схеми самокидів.

Схема загального компонування автомобілів-самоскидів вибирається виходячи з області їхнього застосування й експлуатаційного призначення. На рис. 4.1 показані шість найбільш розповсюджених принципових схем самоскидів з гідравлічним піднімальним механізмом. Відмінність схем полягає в напрямку розвантаження платформи, розміщенні основного виконавчого органу – гідроциліндра, будові піднімального механізму.

Найбільше поширення мають самоскидні установки, виконані за схемою, показаною на рис. 4.1, а. Платформа 1 розвантажується на одну сторону – назад; гідроциліндр 2 розташований під платформою і передає зусилля безпосередньо на її основу. За цією схемою виконані самоскидні установки автомобілів-самоскидів ЗІЛ-ММЗ-555, ЗІЛ-ММЗ-4502, МАЗ-503А та ін.

Самоскид, виконаний за схемою, приведеною на рис. 4.1, б, має також розвантаження платформи 1 назад, але гідроциліндр 2 розміщений між кабіною і платформою і впливає на передній її борт. Така схема застосовується на самоскидах, що мають шасі з розташуванням кабіни над двигуном і привід тільки на задні колеса (4 2 і 6 4). При компонуванні таких самоскидів для забезпечення раціонального розподілу повного навантаження по мостах приходиться істотно зміщати центр ваги платформи назад. При цьому неминуче утвориться зазор між кабіною і платформою, у якому легко може бути розміщений гідроциліндр. Таке розташування гідроциліндра має ряд переваг:

виключення зосередженого навантаження на несучу систему платформи, що дозволяє знизити масу (металоємність) платформи;

зменшення зусилля на гідроциліндрі (дозволяє при заданому тиску робочої рідини зменшити діаметр гідроциліндра);

скорочення числа висувних ланок у гідроциліндрі і відповідно числа ущільнювальних вузлів;

полегшення доступу до гідроциліндра при обслуговуванні.

За такою схемою виконані самоскидні установки КамАЗ-5511, КрАЗ-6505.

Варто підкреслити, що при передньому розташуванні гідроциліндра може бути забезпечене тільки однобічне розвантаження платформи назад.

На рис. 4.1, в показана самоскидна установка для розвантаження платформи на три сторони, гідроциліндр 2 розташований під платформою 1. Ця самоскидна установка забезпечує найбільшу універсальність автомобіля-самоскида: він може працювати як тягач із причепом-самоскидом (розвантаження на бічну сторону), так і поодиноко (розвантаження назад і на бічну сторону). За такою схемою виконуються всі сільськогосподарські самоскиди, зокрема ЗІЛ-ММЗ-554М, ЗІЛ-ММЗ-4504, КАЗ-4540. На цих самоскидах платформа має прямокутну форму і три відкривних борти (два бічних і задній).

Самоскидна установка, показана на рис. 4.1, г, має розвантаження платформи тільки на дві бічні сторони (праворуч і ліворуч), гідроциліндр розташований під платформою. Така схема застосовується на автомобілях-самоскидах, призначених для систематичної роботи з причепом-самоскидом. Відсутність розвантаження назад обмежує експлуатаційні можливості автомобіля-самоскида при його роботі без причепа. Така схема має і свої переваги: більш проста конструкція платформи з твердим (не відкривається) заднім бортом, уніфікованим з переднім бортом, менш

 

Рисунок 4.1 - Основні принципові схеми самоскидів

 

металоємна і трудомістка. При розвантаженні на бічну сторону значно менше, ніж при розвантаженні назад, навантажується крутним моментом рама шасі, що дозволяє не застосовувати надрамник.

Самоскид на рис. 4.1, д має також двостороннє розвантаження платформи, але на відміну від попередньої схеми він укомплектований двома гідроциліндрами, розташованими перед і позад платформи, які передають зусилля відповідно на передній і задній борти. Істотною перевагою такої схеми є зниження зосередженого навантаження на основу платформи. Це дозволяє знизити металоємність основи і загальну масу платформи. Таку схему доцільно застосовувати, коли розміщенню гідроциліндра під платформою заважають агрегати шасі (карданний вал, задній міст, апарати гальмової системи й ін.). До переваг слід також віднести гарний доступ до гідроциліндрів при їхньому обслуговуванні. Істотним недоліком схеми є збільшення числа гідроциліндрів, що крім збільшення вартості знижує безвідмовність роботи самоскида, тому що гідроциліндр і в першу чергу його ущільнювальні кільця є найбільш вразливим місцем гідравлічного піднімального механізму.

На схемі, приведеній на рис. 4.1, е, представлена самоскидна установка з важільною системою підйому платформи назад і поршневим гідроциліндром. Зусилля гідроциліндра передається не безпосередньо на днище платформи, а через систему важелів 3. Ця схема має такі переваги:

горизонтальне розташування гідроциліндра поліпшує умови його компонування;

поршневий гідроциліндр має більш просте ущільнення висувного штока в порівнянні з ущільненнями багатоступінчастого телескопічного гідроциліндра, що підвищує надійність гідроприводу і дозволяє збільшити тиск;

важільна система деякою мірою перешкоджає бічному зсуву платформи при перекиданні назад, що підвищує бічну стійкість самоскида.

До недоліків варто віднести трудомісткість і металоємність важільної системи.

Описані принципові схеми самоскидних установок застосовуються на шасі як вантажних автомобілів, так і напівпричепів і причепів.