При работе машины сумма проекций на горизонтальную ось действующих реакций составляет силу сопротивлений Wс, возникающих при скалывании, и соответственно на вертикальную ось - вертикальную реакцию Rв на машину:
Wc = R (sin β +f1 cos β);
RB = R (cos β –f1 sin β).
Другой случай имеет место, когда скалывается снег небольшой плотности, залегающий
высоким слоем, с неоднородными и невысокими прочностными свойствами или снег при температуре, близкой к 0°С.
При действии ножа в этом случае снег легко сминается и скалывается слоями значительной высоты (рис.2.17. б). Проекция на оси х и у действующих на инструмент реакций в этом случае будет выражаться:
Σх = Rx + Fcos γ, Σу = Fsin γ -Ry,
где
Rx=R sin γ; Ry = Rcos γ и F = Rf1
Тогда получим:
Wc = R (sin γ +f1 cos γ);
RB = R (cos γ –f1 sin γ).
Найденные выражения для Wс и Ry показывают, что при скалывании слоистого снега реакция Rв изменяет не только свою величину, но и направление по сравнению с процессом скалывания уплотненного снега с высокими прочностными свойствами. Поэтому при скалывании слоистого снега имеет место тенденция к заглублению ножа машины. Это явление очень влияет на работу машины. Нож, постепенно заглубляясь, встречается со слоем снега возрастающей высоты, что вызывает увеличение сил Wс и Rу, машина постепенно снижает скорость и останавливается.
Для определения величин We и RB используют полученный опытным путем коэффициент сопротивления скалыванию Кск
Составляющую Rx, можно выразить так:
Rx=bhCpKcк
Тогда в (Н):
где b - ширина захвата скалывателя в см;
hср - средняя высота скалываемого слоя в см, обычно принимают равной 2,0-4,0 см.
Движение машины в условиях изменения сопротивлений. Во время работы машины могут иметь место два случая движения. Первый случай - установившееся движение, когда действующие на машину реактивные силы полностью уравновешиваются силой тяги и силой тяжести машины. Весьма часто возникают такие условия, когда происходит скалывание слоя уплотненного снега переменной толщины или прочностных свойств. Тогда движение становится неустановившимся. При этом нарушается равновесие действующих сил, машина получает ускорение или замедление.
Установление характера движения машины в случае неустановившегося режима имеет большое практическое значение, так как позволяет установить пределы изменения скорости в зависимости от реакции скалываемого снега или пределы допустимых изменений реакций при возможных скоростях скалывания.
Дифференциальное уравнение движения скалывателя в направлении осей х и у будет
иметь вид (рис.2.18, а).
где, T - сила тяги машины; W1 - сила сопротивления перекатыванию колес; Wс - сила сопротивления, возникающая при скалывании снега; G - сила тяжести скалывателя;
Rпк , Rзк - реакции на колеса машины; Rв - вертикальная реакция, возникающая при скалывании снега.
Очевидно, что при установившемся движении все силы и реакции взаимно уравновешиваются и уравнения будут иметь вид:
В случае неустановившегося движения необходимо учесть, что в результате изменения реакций, действующих на нож скалывателя, изменяется реакция, приходящаяся на колеса.
Очевидно, что если слой скалываемого снега будет увеличиваться по высоте, то возрастет вертикальная реакция, действующая на нож скалывателя, что немедленно вызовет изменение реакций, приходящихся на колеса. Это, в свою очередь, приведет к деформации шин и рессор базового шасси и, следовательно, к изменению положения ножа скалывателя. Для упрощения задачи полагаем, что при изменении деформации шин и рессор, машина перемещается без углового поворота относительно центра тяжести и тяговые ресурсы машины определяются сцепным весом (рис.2.18, б).
Составим дифференциальные уравнения движения скалывателя для этого случая:
где, Rp - реакция, возникающая в рессорной подвеске и в шинах в результате перемещения центра тяжести машины, Rp = е'уа' (е' - приведенная жесткость рессор и шин;
а' - коэффициент, учитывающий соотношение перемещения центра тяжести машины и подвески колес, для скалывателей а' ≈1).
Реакции Wс и Rв можно выразить так:
|
