Файл: Хайзерук Е.М. Кабелеукладчики. Вопросы теории и расчета.pdf

ВУЗ: Не указан

Категория: Не указан

Дисциплина: Не указана

Добавлен: 18.06.2024

Просмотров: 128

Скачиваний: 0

ВНИМАНИЕ! Если данный файл нарушает Ваши авторские права, то обязательно сообщите нам.

Исследования показали, что ток в извлекаемом кабеле может изменяться в широких пределах. Для ограничения этих пределов до ± 3 0 % от установленного значения генератор аппаратуры наведения имеет глубокую автоматическую регулировку усиле­ ния, обеспечивающую постоянство тока в кабеле при изменении нагрузки от 0 до 5 кОм.

При конструировании кабелеизвлекающих машин важное

значение приобретает способ заземления генератора для

созда­

ния цепи сигнального тока. Если кабелеизвлекающая

машина

работает в грунте малой влажности, то сопротивление

участка

указанной цепи и цепи корпус тягача—земля не сохраняется постоянным вследствие запыленности шарниров гусениц. Кроме того, сопротивление этой цепи может стать большим, чем контакт­

ное сопротивление между

вскрывающим

корпусом и землей.

В этом случае сигнальный

ток проходит

через вскрывающий

корпус и наводит в датчиках последнего э. д. с. большую или соизмеримую с э. д. с. от сигнального тока, протекающего по кабелю, вызывая этим ложные срабатывания систем горизонталь­ ного и вертикального наведения. Для устранения этого дефекта генератор на сухих грунтах должен заземляться через элемент,

изолированный от корпуса

тягача1 .

 

 

§ 3. КИНЕМАТИКА

ТЯГАЧА

 

КАБЕЛЕИЗВЛЕКАЮЩЕЙ

МАШИНЫ

Движение

гусеничного

тягача кабелеизвлекающей машины

по трассе во

время извлечения кабеля из грунта представляет

собой совокупность поступательных перемещений и поворотов вокруг мгновенных центров, положение которых определяется воздействиями водителя на механизмы поворота тягача, степенью буксования гусеничного движителя и координатами центра пово­ рота относительно середины опорной поверхности гусениц.

На рис. 91 показана схема движения гусеничного тягача кабелеизвлекающей машины по трассе линии. На схеме штрихпунктирной линией показана трасса кабельной линии, а штрихо­ выми линиями — границы полосы, при достижении которых водитель (или гидроцилиндр автоводителя) включает соответ­ ствующий механизм поворота тягача и поддерживает его в таком состоянии до тех пор, пока центр носовой части тягача не распо­

ложится над

трассой.

 

 

Сигнализацию о необходимости включения механизма пово­

рота тягача водитель

получает по указателю курса аппаратуры

наведения. Границы

полосы,

отмеченной штриховыми

линиями,

можно также

рассматривать

как границы зоны нечувствитель-

1 Хайзерук,

Е. М., Смирнов В.

И., Малахова В. М., Зиновеев

А. И., Туру-

кин В. П. Авторское свидетельство № 251039. «Открытия, изобретения, промыш­ ленные образцы, товарные знаки», 1969, № 27.

154


ности автоводителя. Отрезок 1' 1 показывает положение про­ дольной оси тягача в начальный момент движения.

Из положения VI продольная ось тягача приходит в положе­ ние 2'2 путем поворота влево вокруг центра С х . Далее тягач движется поступательно вдоль прямой 2'2, пока центр носовой части не достигнет точки 3', а центр кормовой части—точки 3. Затем следует поворот вправо вокруг центра С3 в положение 4'4.

Рис. 91. Схема движения гусеничного тягача кабелеизвлекагощей ма­ шины по трассе

В следующие периоды процесс движения, как и ранее, состоит из совокупности поворотов вокруг центров С5 , С7 и поступатель­ ных перемещений.

Уравнение оси трассы в плане для системы координат

У = F (*),

а уравнения границ зоны нечувствительности

Если границы полосы зоны нечувствительности удалены от оси трассы на одинаковое расстояние а, отсчитываемое по нор­

мали к

оси трассы

BDC,

то координаты

точек С и В на

правой

и левой

границах

 

 

 

 

 

хп,л =

хТа

cos с*!; у„,„ =

у + sin ъ

(57)

155

где х н у — координаты точки D кривой F

(х);

аг—угол

наклона

нормали к оси

х;

 

 

dx

 

Выразив cos

cxj и sin а х

через производную F (х) и подставив

 

 

их в вышеприведенные урав-

kt/,M}K,Q

нения (57), получим

Р и с ' 9 2 . Схема

для определения

коорди-

Рис. 93. Схема поворота тягача

нат продольной

оси тягача

иа

прямоли-

во

время движения

по трассе

нейной трассе

 

 

 

 

выражающими

этапы

поступательных

и

поворотных

движений

тягача, дает возможность найти уравнение траектории тягача. Однако, если неизвестен конкретный вид функции F {х), реше­ ние получается громоздким.

Практический интерес при определении траектории машины представляют такие случаи движения, когда форма трассы—пря­ мая линия или кривая, состоящая из дуг окружности различной кривизны.

J 56


На

рис. 92

изображена

схема

Для

определения

координат

продольной оси тягача на прямолинейной трассе. Отрезок

АР—

продольная ось машины (точками А

и

Р

обозначены

соответ­

ственно носовая и кормовая части машины), С — центр

 

поворота.

Индексы при А,

Р

и

С означают положения

этих точек.

 

 

Начальное положение машины на трассе определяется коор­

динатами точки

А2п

(п2п,

N 2п)

и

углом

 

наклона ф2 п -1 продоль­

ной оси машины к положительному направлению оси х.

 

Абсцисса

и ордината точки

Р2п

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

kin

=

I4a

U

cos

 

щп_^

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Кгп

=

N2n

L x sin

<f2n-i,

 

 

 

 

 

 

 

где L ± — длина отрезка

АР.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

В начальный момент точка А находится на границе полосы

зоны

нечувствительности. Абсцисса этой точки может изменяться

в пределах

±а.

Для

положения

2п абсцисса

будет

п2п

= -\-а.

Следующим этапом движения будет поворот тягача в левую

или правую стороны, в зависимости от знака абсциссы точки

А.

Координаты

центра поворота тягача (точки

 

С2п+1)

 

 

 

 

 

 

 

 

fawOn.

л =

+ а

±

sin

(<pSn-i

+

а ) ;

 

 

 

 

 

 

 

 

(<?2«+i)n, л =

N2,i

+

Ra C 0 S

(Ф2П-1 + а ) .

 

 

 

 

 

где RA — радиус

поворота точки

А;

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

а—угол

между

RA

и

перпендикуляром,

опущенным из

 

центра поворота на продольную ось АР

тягача;

длина

 

этого перпендикуляра является радиусом R поворота

 

машины

(рис. 93);

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

a = arctg-ja;

 

 

 

R=VR\-Lt.

 

 

 

 

 

Правый

поворот

будет

иметь

место при

ф2 ,; _1 ±

а

>

90°,

а левый при ф2 а _1 + а <

90°.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Принимая во внимание предшествующие этапы движения,

угол

между

А2пР2п

 

и осью х

можно

выразить

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

3, 5

 

2«-1

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

<Psn-i = Фо +

 

 

2

 

А ф „

 

 

 

 

 

 

где

 

 

 

 

 

 

 

 

 

1=1

 

 

между

АР

 

и осью х;

 

Фо— начальное значение угла

 

3 ,5

2л—1

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

£Аф(. — алгебраическая сумма приращений этого угла

до этапа 2п — 1.

157


Координаты точки Л 2,!+1 носовой части машины после пово­ рота определяются как координаты точки пересечения дуги окруж­

ности радиуса RA,

имеющей центр С 2

п + 1 , с осью ординат:

"z/i+i =

° ; A^rn+i =

Q2/1+1 +

qln+i-

 

#8114-1 > # 2 1 . - 1 .

 

так как движение тягача происходит в положительном направле­

нии оси ординат N.

 

 

 

Участок траектории A2nA2n+i

— дуга окружности радиуса RA.

Угол поворота

машины вокруг

центра

С 2 + 1 определяется

как угол между двумя пересекающимися прямыми А2 „С2 „. и

•^2/1+11-'2//+1-

N2»+1 Qa/l+l _ ^21 — Qo/1+l

 

А ф 2

п + 1 = arctg

" " у - * * * 1

Пн~ЧТ

(58>

 

 

 

 

j

_|_ "211+1

Уг/i+l . 14211 V2/I+1

 

 

 

 

 

 

 

П2П+1

92/1+1

П2/1 — 92/1+1

 

 

При

повороте

влево А ф 2 п + 1 >

0, а

при повороте вправо

А ф 2 п + 1 <

0.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Координаты

точки

Р2п+1

после

поворота

тягача

 

 

 

 

&2/.+1 =

п2 л +1 — L x COS ( ф а „ +

Л ф 2 п + 1 ) ;

(59)

 

 

Кт+\

=

# 2 / . +i — Li sin

( ф 2 „ +

А ф 2 + 1 )

(60)

После

поворота

тягача

вокруг

центра

С 2 ; 1 + 1

следует

этап

прямолинейного движения

до момента достижения

носовой

точ­

кой тягача границы зоны нечувствительности, которая в рассма­

триваемом случае будет левой границей. Координаты

этой точки

в

общем случае

определяются как точки пересечения

продолже­

ния

прямой

А2п+г

P2/z+i

с прямой х =

±а.

как

фо„_х +

 

В

рассматриваемом-

случае

х = —а, так

+

Л ф 2 + 1 >

90°.

 

 

 

 

 

 

 

В

общем

случае

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

«2/1+2 =

± а \

 

 

 

 

 

# 2 п + 2 =

(«2/1+2 — «2/l+l) tg ( ф 2 „ _ 1 +

Афгп+l) +

#2/1+11

 

 

 

 

 

#2/1+2 ^> #2п+1>

 

 

 

так как движение происходит в положительном направлении оси у.

Координаты точки,

принадлежащей

кормовой части

машины,

=

"2/t+2 — L \ cos

( ф 2 п _ ! + А ф 2 п + 1 ) ;

(61)

К2п+2 =

# 2

+ 2 L x sin

2п_г

+ А ф 2 / 1 + 1 ) .

(62)

Дальнейший этап движения — поворот вокруг центра С2 + 3 . Последующие этапы движения тягача по прямолинейному участку трассы определяются по формулам, подобным (58)—(62); входящие в них координаты должны быть заменены величинами,

соответствующими определяемому этапу движения.

158


Пользуясь вышеизложенной методикой, можно вывести фор­ мулы для определения траектории машины, движущейся по трассе криволинейной формы.

Траектория движения тягача по трассе извлекаемого из грунта кабеля может быть построена графически. С целью уменьшения трудоемкости графического построения можно воспользоваться прозрачным шаблоном с отверстиями, соответствующими взаим­ ному расположению носовой и кормовой точек тягача и центра его поворота, и с линией продольной оси тягача. Такой шаблон позволяет легко намечать положения носовой и кормовой точек тягача и имитировать его поворот вращением шаблона вокруг иглы, вставленной в отверстие, соответствующее центру поворота.

Рис. 94. Схема движения тягача кабелеизвлекающей машины по прямолинейному участку трассы:

а — в о ж д е н и е с совмещением носовой точки тягача с трассой; б

— в о ж д е н и е с совмеще ­

нием носовой точки тягача с п р о т и в о п о л о ж н о й границей

полосы д в и ж е н и я

При таком построении принимается допущение о том, что тягач совершает повороты только по окружности с фиксированным радиусом. Это допущение несущественно снижает точности резуль­ татов, хотя поворот гусеничного тягача (трактора) в действитель­ ности происходит в начальный и завершающий моменты по ква­ зиклотоиде. Установившееся движение по окружности имеет

место лишь на

втором этапе поворота

[1 ].

 

 

Если задаться шириной полосы движения носовой точки

тягача, можно

построить положения

продольной

оси

тягача

с носовой и кормовой точками А и Р для прямолинейной

трассы

(рис. 94, а).

момент продольная ось тягача А0Р0

 

 

В начальный

составляет

некоторый угол с направлением трассы. По мере движения тягача поперечные отклонения кормовой точки от трассы быстро умень­ шаются и становятся близкими друг к другу: движение приобре­ тает регулярный характер.

На рис. 94, б показана траектория движения тягача с анало­ гичными начальными условиями,, .но при управлении тягачом

159