Работа 2. Определение устойчивости и геометрических параметров проходимости колесного трактора тz-4к-14

Цель работы: выявить взаимосвязь устойчивости и геометрических параметров проходимости трактора от ряда конструктивных и эксплуатационных факторов; овладеть методиками определения координат центра масс и оценки устойчивости колесного трактора.

Оборудование: Колесный сочлененный трактор ТZ-4К-14, весы, динамометр, тельфер, подставка под трактор, рулетка, угломер, стенд устойчивости.

1 Общие сведения

Устойчивость трактора (статическая и динамическая) определяет безопасность его работы в реальных условиях эксплуатации при стоянке и движении на косогорах, на поворотах, подъемах и уклонах.

Показателями статической устойчивости трактора являются:

- координаты центра масс;

- предельные углы продольного и поперечного опрокидывания;

- предельные углы по сцеплению шин с опорной поверхностью.

Одним из измерителей динамической устойчивости является критическая скорость движения трактора на повороте заданной кривизны и заданного поперечного уклона (на вираже).

2 Порядок выполнения работы

2.1 Измерить на горизонтальной площадке и обозначить на схеме трактора – его продольную базу L, ширину колеи передних В₁ и задних В₂ колес, дорожный просвет (клиренс) Н, углы свеса передний ₁ и задний ₂, радиусы продольной R_пр и поперечной R_попер проходимости;

При определении базы замеры производить с левой и с правой сторон трактора. Заполнить таблицу 2.1.

2.2 Определить массу трактора m, для этого присоединить динамометр к передней оси и подтянуть ее тельфером до момента отрыва передних колес от опорной поверхности, записать показания динамометра z₁; то же самое проделать с задним мостом и определить z₂ (см. рисунок 2.1).

Рисунок 2.1 Схемы для определения массы трактора и параметров проходимости трактора

Поперечный радиус проходимости определить по схеме на рисунке 3.1

,

отсюда , (2.1)

Продольный радиус проходимости определяется аналогично:

(2.2)

Результаты расчетов свести в таблицу 2.1.

2.3 Рассчитать продольные координаты центра масс а и b по данным нормальных реакций на передних и задних колесах z₁ и z₂ и базы L, составив уравнение моментов от всех сил, действующих на трактор.

2.4 Определить высоту h центра масс, для этого подтянуть заднюю ось так, чтобы угол продольного наклона трактора составил 35, записать показания динамометра R_д.

Высоту h рассчитать по формуле

(2.2)

где =35.

Результаты замеров и расчетов записать в таблицу 2.2.

2.5 Рассчитать предельные углы статической устойчивости трактора по условию опрокидывания и результаты записать в таблицу 2.3:

- на уклоне:  = arctg (b /h);

- на поперечном уклоне:  = arctg (0,5b/h).

2.6 Рассчитать предельные углы устойчивости _ и _ трактора по условию сцепления шин с опорной поверхностью при заторможенных колесах по формулам, приведенным в таблице 2.5. Для расчета предельных углов использовать данные из таблицы 2.4.

2.7 Установить трактор на стенд устойчивости и, наклоняя его платформу в продольном и поперечном направлениях, определить, используя угломер, экспериментальные значения предельных углов устойчивости по скольжению и опрокидыванию при:

- заторможенных передних колесах (П);

- заторможенных задних колесах (з);

- всех заторможенных колесах (В).

2.8 Рассчитать критическую скорость движения трактора на вираже радиусом R из условия опрокидывания:

Vкр =

(2.3)

где е – поперечное смещение центра масс трактора от его продольной оси (принимаем е =0 ).

При этом считаем, что поворот происходит в сторону уклона ( = 10) и противоположную ему ( = - 10). Полученные данные записать в таблицу 2.6. Построить графики V_кр = f(R, ).

2.9 Провести анализ результатов расчетов и экспериментов, дать рекомендации по изменению положения центра масс, повышению статической и динамической устойчивости тракторов.

Таблица 2.1 Определение геометрических параметров проходимости ТZ.

Дорожный просвет (клиренс) hп, м	Определение углов свеса						Радиусы проходимости
	передний,			задний,			продольный Rпрод, м	поперечный Rпоп, м

Таблица 2.2 Результаты замеров и расчетов по определению координат центра масс

Масса трактора	База трактора L, м	Колея, м		Угол наклона трактора , град.	Реакция опор (показания динамометра), Н
					горизонт.		Наклон
m, кг		В1	В2		Z1	Z2	Rд
				35

Таблица 2.3 Результаты замеров и расчетов по определению показателей статической устойчивости трактора ТZ-4К-14

Координаты центра массы трактора, м		Предельные углы стат. устойчивости по опрокидыванию, град.
		 (уклон)		 (косогор)
h	а	расч.	эксп.	расч.	эксп.

Таблица 2.4 Формулы расчета предельных углов статической устойчивости по условию сцепления шин с опорной поверхностью

Заторможенность колес	в продольном направлении		в поперечном направлении 
	на подъеме 	на уклоне 
Передние
Задние
Все

Таблица 2.5 Предельные углы устойчивости в зависимости от , определенные расчетным путем

Предельные углы	 = 0,2			 = 0,6			Эксперим.
	П	З	В	П	З	В	П	З	В
на подъеме , град.
на уклоне , град.
в поперечном направлении , град.

Таблица 2.6 Расчетные значения критической скорости

R, м	25			50			75			100
, град.	0	10	-10	0	10	-10	0	10	-10	0	10	-10
Vкр, м/с

3 Контрольные вопросы

3.1 В чем состоят физические условия устойчивости тел?

3.2 Какие методы и приборы используются для определения координат центров масс тракторов и автомобилей?

3.3 Как влияют конструктивные и компоновочные параметры на высоту центра масс трактора или автомобиля?

3.4 Как влияет высота центра масс на технико-экономические показатели тракторов и автомобилей?

3.5 Что называется предельными углами устойчивости трактора по условию сцепления с опорной поверхностью и по опрокидыванию?

3.6 Какие конструктивные и эксплуатационные факторы влияют на критическую скорость движения трактора на повороте?

3.7 Как влияют на поперечную устойчивость трактора тип остова и тип подвески?

3.8 Какими устройствами обеспечивается повышение устойчивости машин с полужесткой и эластичной подвесками?

3.9 Какие устройства имеются в легковых автомобилях и тракторах для повышения устойчивости?

10. Каковы особенности кострукции крутосклонных тракторов (например: МТЗ-82Н, МТЗ-82К, ДТ-75К).