Взаимодействие шагающего колеса с поверхностью дороги

где fk – коэффициент трения качения;

G – вес, падающий на ось;

– коэффициент сдвига грунта дороги;

W – объем сдвигаемого грунта;

– коэффициент искажения веса.

Полученное выражение общего сопротивления качения Рс одинаково справедливо для пневмоколеса, автотранспорта и для шагающего колеса.

В последнем случае коэффициент искажения веса почти одинаков по сравнению колеса с ободом, а срезаемый объем грунта W по сравнению с пневмоколесом значительно больше. Поэтому сопротивление качению при взаимодействии шагающего колеса с грунтом значительно больше, чем взаимодействие колеса с ободом, а по твердому грунту практически исключается буксование.

а) б) в)

Рисунок 4 – Схема взаимодействия колеса с грунтом

Спица, наступая на поверхность дороги в точке «а», воспринимает нагрузку движителя G роликом, расположенным на другом, противоположном от ступицы конце колеса, на расстоянии L.

Поэтому вес G создает сопротивляющий, к движению колеса, момент с плечом L · sin т.е.:

Мс =G · Lsin. (11)

Для определения реакции N со стороны дороги, действующей на спицу шагающего колеса, необходимо перенести силу G в параллельном направлении в точку «а» (точку приземления спицы). При этом возникает момент переноса:

Mn=Q · L=G · Lsin. (12)

Оттуда определяется сила Q, пара сил в точке «а»:

Q = Gsin . (13)

Вектор силы Q проектируется в направлении нормальной реакции опоры, т.е.:

Р= Q sin= G sin. (14)

Нормальная реакция поверхности дороги в точке приземления «а» будет:

N = G – P = G(I – sin2) = Gcos2. (15)

Как видно, сила реакции N, определяющая силу трения в точке приземления «а», меньше веса движителя на множитель cos2φ. При φ = 30 (момент приземления) нормальная реакция будет:

N = 0,74G.

При φ = 0 (вертикальное положение спицы):

N = G.

Эта особенность движения шагающего колеса создает неблагоприятное условие сцепляемости колеса при движении, т.к. величина силы трения в точке приземления уменьшается по сравнению с пневмоколесами.

Поэтому шагающее колесо ШКА создает хорошее сцепление при ведущем режиме движения. А в прицепном режиме, когда движущая сила приложена к ступице, создается «ползун», т.е. спица склонна скольжению в точке касания с поверхностью дороги по направлению движения.

Другое по теме:

Вероятностный характер строительства. Влияние случайных факторов
Вероятностный характер строительства заключается в том, что на ход работ все время воздействуют различные случайные факторы. Эти воздействия трудно предвидеть и оценить. Случайные факторы имеют весьма многообразную природу, и последствия ...

ЗАО "Первый контейнерный терминал"
Морской порт Санкт-Петербург (далее Порт) - один из крупнейших российских транспортных узлов, а также ведущий российский морской порт на Северо-Западе России. ЗАО "Первый контейнерный терминал" - специализированная стивидорная к ...

Грузоперевозки. Охрана грузов
При осуществлении грузоперевозок, компаниям, занимающимся этим видом услуг, довольно-таки часто приходится иметь дело с дорогостоящими грузами, которым необходимо предоставление охраны. Такие грузоперевозки могут вызвать множество проблем ...