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工程机械理论与设计:横向稳定性计算与二级稳定极限

时间:2023-09-28 理论教育 版权反馈
【摘要】:在丧失一级稳定性后,则以四轮接地点所构成的支承面的横向稳定性称为二级稳定性。当一级横向稳定度的倾翻轴Ed 与坡底线有夹角θ时,一级稳定度为其中,。此时,机器则是绕前后轮接地点连线EI 为轴进行横向倾翻,称为二级稳定性。达到二级稳定极限时,着地侧轮胎承受全部载重,轮胎变形过大,将加剧倾翻。因此,在使用中不应失去一级稳定。二级稳定度为图5.6二级稳定度计算简图

工程机械理论与设计:横向稳定性计算与二级稳定极限

由于装载机行驶速度较低,为保证铲装作业的稳定性,装载机一般都不装设弹性悬架。为了使装载机在凹凸不平的地面上行驶时车轮都能与地面接触,装载机多采用一个纵向水平销轴把后桥与车架铰接,后桥这种摆动结构,使车架能绕纵向销铀摆动一定角度(一般±10°左右)。摆角由限位块限制。

装载机后桥与车架之间的纵向水平铰销(称后桥中心销)与两前轮接地点组成三角形EFD(投影面为三角形EFd),如图5.5 所示。机器以该三角形为支承面的横向稳定性称为一级稳定性,此时机器若倾翻,则是绕ED 或FD 轴倾翻。在丧失一级稳定性后,则以四轮接地点所构成的支承面的横向稳定性称为二级稳定性。一级、二级横向稳定性都采用稳定度 i来衡量。

1.一级稳定度计算

(1)一侧轮胎接地线与坡底线平行。如图 5.5 所示,过重心C2作垂直于 EI 线的垂面C2AJ ,因为AJ=aj,则有

如不考虑轮胎变形,以ED 为横向倾翻的稳定度为

若考虑轮胎变形δ 的影响,则以ED 为横向倾翻的稳定度为

式中 B——轮距,m;

   L——轴距,m;

   L2——重心距前轴距离,m;

   h——后桥中心销距地面高度,m;

   δ——左前轮在前桥全负荷时的变形,m。

图5.5 一级稳定度计算简图

(2)轮胎接地连线与坡底线夹角为θ时。当一级横向稳定度的倾翻轴Ed 与坡底线有夹角θ时,一级稳定度为

其中,。(www.xing528.com)

2.二级稳定性计算

当机器重心垂线超出支承三角形ED 边时,它开始绕ED 轴发生翻转,逐渐消除后桥与车架间的摆动角γ (一般约为10°),直到车架挡块与后桥壳挡块相接触时,机器的稳定性转变成以四轮接地点连线的矩形(EFIK)为支承面的稳定性问题。此时,机器则是绕前后轮接地点连线EI 为轴进行横向倾翻,称为二级稳定性。

达到二级稳定极限时,着地侧轮胎承受全部载重,轮胎变形过大,将加剧倾翻。因此,在使用中不应失去一级稳定。

当一级失稳时,其稳定度已由式(5.18)决定,令其等于tan β1,即

但此时机器已绕后桥中心销转过γ 角(后桥摆动角)。由图5.6 可见,一级失稳后余下的稳定度 i1

其中

于是得

式中 γ——后桥摆动角;

   β1——横向坡度角;

   δ′——轮胎负荷增加一倍时的变形量。

二级稳定度为

图5.6 二级稳定度计算简图

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