Кайнарбеков А. К, Сазанбаева Р. И., Аканова Ж.Ж., Джанысбаев О.А.

Казахский университет путей сообщения. г. Алматы

СРАВНЕНИЕ РАБОТЫ ШАГАЮЩИХ ДВИЖИТЕЛЕЙ С КОЛЕСНЫМИ

Появление конструкции шагающего движителя колесного вида [1] увеличивающего проходимости транспортного средства в условиях бездорожья, сопровождается с дальнейшими исследованиями по надежности и работоспособности в сравнении с обычными колесами. Одним из таких сравнительных исследований является энергическое, устанавливающее необходимой затраты энергии для передвижения по дорогам с твердым покрытием и бездорожья.

В начале произведем сравнение затраты энергии на передвижение пневмоколеса с шагающим колесом одинакового размера, по поверхности с твердым покрытием [2]. Эти затраты энергии на передвижение связаны с конструктивными особенностями их.

На рисунке 1 показаны расчетные схемы этих колес. Шагающее колесо имеет шесть спиц равномерно расположенных вокруг ступицы. Поэтому эти спицы входят в режим работы через 60 поворота ступицы.

Известно что вес G, которого падает на ось и направление совпадает с направлением нормальной реакции N. Поэтому сопротивлением на перекатывание обусловлено за счет силы трения , равной:

, н

Соответсвенно: , н∙м

Поэтому затрата энергии.

,

где: -коэффициент трения колеса с дорогой с твердим покрытием.

вес, падающий на ось колеса, н.

расчетный радиус колеса, м.

w - угловая скорость вращения колеса, 1/с.

Рисунок 1. Расчетные схемы колес

Тогда затрачиваемой величины мощности на перекатывание колеса можно представить так:

, (1)

Спица шагающего колеса (рисунок 1а) при вхождении в кулачковую дорожку (сплошная линия) воспринимает вес G под углом

а

Коэффициент трения качения по рельсовой дорожке кулачковой части рамы равна 0,02 т.е.

Тогда момент сопротивление на перекатывание шагающего колеса равен:

, н∙м

где: перпендикулярная к направлению спицы составляющая силы веса.

сила трения качения.

Причем

Поэтому:

или (2)

При вертикальном положении спицы:

(3)

При выходе спицы из кулачковой дорожке рамы:

Знак (-) показывает, что в этом положении составляющая силы веса становится движущим фактором.

Откуда видно, что спица только при вхождении в кулачковую дорожку оказывает сопротивление движению (2) а после прохождения вертикального положения становится равным нулю. Поэтому среднеарифметическое значение момента сопротивления равно:

(4)

Сравнивая равенства (1) и (4) можно заключить, что при прочих равных условиях шагающее колесо затрачивает энергию в сравнении с пневмоколесам больше на 6%. Это сравнении произведено для условий работы по дороге с твердым покрытием. Подобное сравнение в условиях бездорожья, разумеется, приведет совсем другим результатам.

Поэтому это исследование является предметом других сообщений.

Литература:

1. Муратов А.М., Кайнарбеков А.К. и др. Шагающие движители: Учебное пособие. «Бастау», г Алматы, 2000.

2. Муратов А. М, Сазанбаева Р. И. «Повышение проходимости колесных машин в условиях бездорожья» «Бастау», г Алматы, 2003.