MB2(1).pdf

POLITECHNIKAWARSZAWSKA

INSTYTUTMASZYNROBOCZYCHCIĘśKICH

LABORATORIUM

MASZYNYROBOCZE

ĆWICZENIEMB2

WSPÓŁPRACAMASZYNROBOCZYCH

ZOŚRODKIEMGRUNTOWYM

(CZĘŚĆ1)

BADANIEWPŁYWUPARAMETRÓWKONSTRUKCYJNYCH

(RODZAJIWYSOKOŚĆOSTRÓG)

NASIŁĘJAZDYZESTAWUPŁYTGĄSIENICOWYCH

INSTRUKCJA

Opracowanie:

DrinŜ.MarekM.Poncyliusz

Warszawa2008

Celćwiczenia.

Celem ćwiczenia jest zapoznanie wykonawców z najczęściej

stosowanymi rodzajami płyt nośnych, będących podstawowymi

elementami wieloogniwowych pasów gąsienicowych, stosowanych w

maszynach budowlanych oraz poznanie wpływu ich wybranych cech

konstrukcyjnychnasiłęjazdygenerowanąwpodłoŜu.

Najczęściejstosowanerodzajepłytgąsienicowych.

Ze względu na właściwości róŜnych płyt gąsienicowych producenci

oferująszeregrozwiązańoszerokimlubspecjalnymzastosowaniu.Płyty

gąsienicowepasówwieloogniwowychmogąbyćwykonanezmetalubądź

ztworzywsztucznych(zazwyczajzutwardzonegopoliuretanu).

NajczęściejuŜywanymmateriałem,zktóregowykonujesięstalowe

płytygąsienicowemaszynbudowlanych(podobniejakgąsieniceczołgów)

jest austenityczne manganowe staliwo stopowe Hadfielda o zawartości

węgla1,01,4%i12,014,0%manganu.WalcowanewzdłuŜnieelementy

(bądźostatnioodkuwane)sąnastępnieindukcyjniehartowane.

Charakterystycznymicechamiczęścimaszynwykonanychzestaliwa

Hadfieldasą:

- duŜa odporność na zuŜycie przy wysokich naciskach i

napręŜeniach;

- twardośćrosnącawrazzewzrostemtemperaturyelementu.

NaleŜywtymmiejscustwierdzić,Ŝepodczaspracygąsienicowych

maszyn na podłoŜach charakteryzujących się wysoką wartością

współczynnikatarciazewnętrznego(tarciawystępującegodlaparyciernej:

stalpodłoŜe), jakimi są np. rozkruszone bryły skał metamorficznych i

wulkanicznych, temperatura występująca na powierzchni kontaktu płyt

gąsienicowychztymicząstkamiprzekraczaniekiedypoziom600°C.Tak

więcrosnącawrazztemperaturątwardośćpowierzchnipłytyjestbardzo

istotnącechązwiększającąjejŜywotność.

Wśród rozwiązań konstrukcyjnych stalowych płyt gąsienicowych,

stosowanych w maszynach budowlanych, moŜemy wyróŜnić trzy

podstawowe:

płytyjednoostrogowe(stosowane

głównie w spycharkachzrywarkach);

na rys.1 przedstawiono spycharkę

firmy CAT wyposaŜoną w płyty z

pojedynczą wysoką ostrogą o

prostopadłościennym kształcie,

zapewniającą dobrą penetrację w

gruntiduŜąwartośćdodatkowejsiły

jazdy wywołanej jej obecnością, lecz

wywołującą istotne opory podczas

skrętumaszyny(rys.4a);

Rys.1.SpycharkaCATD11R(bezlemiesza)

płyty dwuostrogowe,

stosowane najczęściej w

ładowarkach gąsienicowych

orazopcjonalniewkoparkach;

narys.2przedstawionopłytyz

dwoma średniej wysokości

ostrogami, zapewniającymi

mniejszą wartość dodatkowej

siły jazdy, ale powodującymi

słabsze opory skrętu i

mniejszezniszczeniesztywnej

nawierzchni(rys.4b);

Rys.2.ŁadowarkagąsienicowaCAT973C

płyty trójostrogowe

(stosowane zasadniczo w

koparkach gąsienicowych –

rys.3) – z trzema niskimi

ostrogami, zapewniającymi

najmniejszą penetrację

ostrógwpodłoŜeacozatym

idzie najmniejsze opory

skrętu i stopień zniszczenia

sztywnegopodłoŜa,jednakŜe

przy najmniejszej wartości

dodatkowej siły jazdy

wywołanej ich obecnością

(rys.4c).

Rys.3.KoparkahydraulicznaLIEBHERRR900

(a)(b)(c)

Rys.4.Standardowetypypłytgąsienicowychmaszynbudowlanych,produkowanewwielu

rozmiarachprzezwłoskąfirmęBERCO:

(a)płytaspycharkowa;(b)płytaładowarkowa;(c)płytakoparkowa.

Jak widać na powyŜszych rysunkach, w większości stosowanych

maszyn roboczych płyty pasów gąsienicowych posiadają ostrogi

przeciwślizgowe. Ich głównym zadaniem jest zwiększanie rozwijanej na

danympodłoŜusiłyjazdy,czylireakcjitego

ośrodkanaichścinającedziałanie.

Ostrogi te posiadają najczęściej formy

trapezoidalneiumieszczanesąpoprzecznie

wstosunkudopasagąsienicy.Najprostszą

i najtańszą w produkcji formę trapezoidu

wzbogaca się czasami przez np. skośne

ścięcia(podkątem30 ÷ 50 ° rys.5),bądź

promieniowe zaokrąglenia bocznych

wierzchołków (w celu przeciwdziałania

wyłamywaniusięwierzchołkówwzwartych

bądźkamienistychośrodkach).

Rys.5.Paszprzyciętymiostrogami

włoskiejfirmyBerco

W większości przypadków płyty gąsienicowe powstają na drodze

walcowania dłuŜyc stalowych, które następnie tnie się w poprzek

otrzymując płyty dowolnej szerokości (z identyczną ostrogą). Niektóre

płyty były odkute, szczególnie te, które miały mieć poprzeczną fałdę,

równoległądoostrogi(ostróg).

W ostatnich latach coraz większą popularność zdobywają płyty

odlewane.Początkowowykonywanowtensposóbjedyniepłytygładkie,

przeznaczonedokoparekwielonaczyniowychlubŜurawisamojezdnych.

Specjalizująca się w wytwarzaniu

elementów podwozi gąsienicowych

włoskafirmaBERCOzaprezentowała

niedawno płyty odlane wraz z

krzywoliniowymi ostrogami,

utrudniającymibocznywypływspod

obciąŜonej płyty śniegu bądź mało

zwięzłego gruntu (rys.6). Tego

rodzaju pasy gąsienicowe są

przeznaczane głównie dla

największychmaszyn,zewzględu

nawysokikosztwytwarzaniapłyt.

Rys.6.GąsienicakoparkiLIEBHERR994D.

Siłajazdygenerowanaprzezpłytypłaskie.

PrzezsiłęjazdyrozumiesięreakcjępodłoŜananiszczącedziałanie

elementów układu jezdnego przesuwających się po podłoŜu, natomiast

przez siłę uciągu siłę będącą nadwyŜką siły jazdy nad wspomnianymi

oporami toczenia. W ogólnym przypadku prawdziwym jest zapis

wektorowywspomnianejróŜnicysił(1),tj.

−

.(1)

W przypadku prostoliniowej jazdy maszyny po płaskim podłoŜu

moŜnazałoŜyć,Ŝeskalarnyzapisrównania(1)takŜebędzieprawdziwy.

ZałóŜmy, Ŝe maksymalna wartość siły jazdy, generowanej przez

płaski pas gąsienicowy oznaczona będzie jako P jmax a dodatkowa siła

powstającąwskutekistnieniaostrógbędziemiałanazwę D P jmax .

Określenie maksymalnej wartości siły jazdy otrzymywanej w

konkretnympodłoŜu,przezznanyukładjezdny,związanejestzprzyjętym

stopniemuproszczeniategoukładu.UkładjezdnywolnobieŜnejmaszyny

gąsienicowej, zastosowany w badaniach J.Y.Wonga (będących nadal

najlepiejopisującymirzeczywistość)zostałprzedstawionynarys.7.

Pas gąsienicy stanowi łańcuch połączonych ze sobą sztywnych,

bezostrogowychpłytprzenoszącychwgłąbodkształcalnegopodłoŜanacisk

pojazdu.Wprzedstawionejnarysunkumaszynie,stosunekpodziałkirolek

nośnycht k (odległościpomiędzyrolkami,przyzałoŜeniu równomiernego

ichrozstawienia)dopodziałkiłańcuchagąsienicyt g jestwiększyniŜ2,5.

Rys.7.ModelwolnobieŜnejmaszynygąsienicowejwgWonga[1]

WtakimprzypadkurozkładciśnieńwwarstwiekontaktowejpodłoŜa

zpasemgąsienicymoŜewyglądaćjaknarys.8.Nacisknieprzenosisię

równomiernieleczprzenoszonyjestzasadniczoprzezpłytykontaktujące

sięzrolkamiawprzestrzeniachpomiędzynimijestwielokrotniemniejszy.

KiedyśrodekmasymaszynynieleŜywpołowiedługościstrefystyku

gąsienicy z gruntem lecz jest wzdłuŜnie przesunięty, lokalne wartości

szczytowenarastająwtakimsamymporządku(przesunięciepoprzeczne,

wwiększościmaszynniewielkie,niejestzazwyczajbranepoduwagę).

W maszynach budowlanych rolki nośne rozstawione są gęściej i

przyjmujesię,ŜejeŜelit k /t g £ 1,7 ÷ 1,9(ajesttakwwiększościmaszyn

rys.9),torozkładnaciskówmoŜnatraktowaćwprzybliŜeniujakorozkład

równomierny, trapezowy lub trójkątny (w zaleŜności od wartości

wzdłuŜnegoprzesunięciaśrodkamasy).

Taka idealizacja pozwala na znaczne uproszczenie szacunkowych

obliczeńwartościsiłyjazdygenerowanejprzezukładjezdnymaszyny.

Siła jazdy moŜe być obliczona w sposób przybliŜony poprzez

zsumowanie wszystkich napręŜeń stycznych, występujących na

powierzchnikontaktupasówgąsienicyzpodłoŜem.

Plik z chomika:

Inne pliki z tego folderu:

Inne foldery tego chomika: