Развесовка агрегатов наземного оборудования

Под развеской АНО понимают распределение нагрузок, действующих на него, по осям координат.

От развески АНО зависят величины нормальных реакций колес, которые определяют силы сопротивления качению и сцепления. Кроме того, нормальные реакции оказывают влияние на формирование радиусов качения колес. Рассмотрим развеску АНО на примере транспортной машины (ТМ), состоящей из тягача и полуприцепа, и самоходного АНО.

Рациональную компоновку полуприцепа, правильную развеску оборудования находят при расчете методом последовательных приближений и прикидок.

Целью развески является оптимальное распределение веса по осям ТМ и достижение наиболее низкого расположения центра тяжести.

При развеске производится распределение веса по трем осям ТМ. В поперечном (боковом) направлении развеска производится из условия поперечной устойчивости. Распределение веса должно быть строго симметричным относительно продольной оси ТМ (рис. 126), то есть .

При развеске в продольном направлении учитывают следующее. На передний колесный ход (седельно-сцепное устройство) должно приходиться 30–40%; на задний – 60–70% от общего веса полуприцепа. Такое распределение нагрузки способствует улучшению проходимости и плавности хода ТМ. Это достигается перемещением вдоль рамы полуприцепа различных сосредоточенных грузов и опор изделия.

Рис. 126. Расчет нагрузок на раму ТС

При распределении веса по вертикальной оси стремится опустить центр тяжести как можно ниже, насколько позволяют требуемые параметры (дорожный просвет 0,5 м, радиус продольной проходимости r₁=12–44 м, радиус поперечной проходимости r₂=6–12м, угол въезда g₁ = 40–50°, угол съезда g₂=40–50°). Повышение устойчивости за счет понижения центра тяжести приводит к ухудшению параметров проходимости ТМ.

Развеска в продольном направлении проводится на основе следующих расчетов (рис. 126):

определяются в первом приближении места размещения оборудования (ящики с ЗИП, элементы для перегрузки изделий, запасные колеса и др.), их вес G_i и координаты x_{i ,} z_i центров тяжести;

для определения нагрузок от веса изделий на опоры А и В составляется уравнение моментов сил относительно (рис. 121а).

,

,

по известным x_i, z_i определяется весовые статические моменты G_ix_i и G_iz_i, а затем находятся реакции сил на седельно-сцепное устройство R_cи на задний колесный ход R_к.

.

По нагрузке на задний колесный ход R_к определяется число осей, тип колес и их размер. Число осей ТМ выбирается исходя из допустимой нагрузки на ось, которая для дорог с твердым покрытием не должна превышать 10т.

Координаты центра тяжести системы «изделие – ТМ» определяются по формулам

(129)

В общем случае нормальные реакции самоходного АНО на колеса можно найти лишь в результате рассмотрения его как динамической колебательной системы, однако приняв ряд допущений, можно значительно упростить решение данной задачи.

В качестве допущений и условий примем:

движение АНО установившемся, при котором на него действует постоянные силы и моменты;

оси колес расположены несимметрично на базе;

нагрузочные характеристики упругих опорных элементов АНО линейны;

коэффициенты жесткости C_n и демпфирования К_n подвески и шин С_ш, К_ш постоянны для всех осей;

характеристики подвески и шин правых и левых колес одинаковы.

Примем плоскую расчетную модель АНО с многоосным базовым шасси, с индивидуальной подвеской колес (рис. 127).

Рис. 127. Нагрузки, действующие на многоосный АНО

На АНО действуют следующие нагрузки: составляющие веса АНО G; сила инерции P_ин, сила сопротивления воздушной среды P_в; моменты сопротивления качению M_fi , как и их сумма åM_fi, сами зависят от реакций R_i. При условии равномерного распределения суммарного вращающего момента М_å по всем ведущим колесам, его приближенно можно найти из выражения

М_å = r_к(f G cosa+G sina+ P_ин +P_в) (130)

Составим уравнения равновесия АНО

; (131)

(132)

где n – число осей базового шасси;

L_1i – расстояние от i - й до первой.

Так как уравнений равновесия недостаточно для определения реакций R_i, то составим уравнение перемещений точек рамы шасси АНО, расположенных над соответствующими колесами.

R_i = C_пр Z_i , (133)

где - приведенная жесткость системы «подвеска – шина»;

Z_i – перемещение точки рамы шасси АНО, расположенной над колесом i-й оси, под действием нормальной реакции R_i .

Выразим перемещение колес i - й оси через перемещение колес первой оси Z₁ и угол наклона q корпуса АНО под действием нагрузок (рис. 127):

Z_i = Z₁ + L_1i tgq. (134)

Из выражений (132), (133) и (134) найдем перемещение колес первой оси

Z₁ = (G cosa + tgq C_пр å L_1i)/n C_пр . (135)

Чтобы найти выражение для определения tgq , решим совместно уравнения (133-135), в результате получим

, (136)

где А = G L₁cosa + G Z_цт sina + P_ин Z_цт + М_å .

Подставив (136) в выражения (134) и (135), найдем реакции на колесо i-й оси

R_i =C_пр (Z₁ + L_1itgq). (137)

Как следует из выражения (137), колеса шасси АНО будут нагружены не равномерно.

Нагрузки, приходящиеся на колесо, деформируют шину в радиальном направлении. Допустимой считается деформация шины на 10–12%, поэтому нагрузка на шины каждого типа ограничивается допустимой величиной R_доп. Для шасси МАЗ–543 R_доп=50кН.