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

ВУЗ: Не указан

Категория: Не указан

Дисциплина: Не указана

Добавлен: 18.06.2024

Просмотров: 90

Скачиваний: 0

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

 

Выражая

sin ос п

cos а

через

dy

найдем

 

 

 

 

 

 

 

-—,

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

dy

 

 

 

 

 

 

x

-

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

dx

 

 

 

 

(65)

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Дифференциальное

уравнение

движения

одноосного

прицепа

с учетом траектории точки

Р

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

:— 1 .

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

dy

 

 

1 Ч ( £ ) - ^

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

*•

 

 

 

 

 

 

( 6 6 )

 

Общее решение этого уравнения не найдено, что затрудняет

использование

его

для любого

вида траектории точки

Р.

 

 

 

В частном случае, когда точка Р движется по прямой (рис. 101, б),

решение

уравнения

(66)

имеет

вид

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

и

 

 

 

 

 

 

 

 

Графиком этого

уравнения

является

кривая,

изображенная

на рис. 101, б (трактриса).

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

График

на

рис. 102,

а

облегчает

определение

траектории

точки В прицепа при движении

ведущей точки Р

по прямой [13].

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Параметры,

необходи-

а

' — • — • — • — • — ' — р — — • — | — | —

j —

|

мые

для

 

пользован

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

.

 

. . _

 

 

 

графиком,

приведены

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

на

схеме

(рис.

102,

б).

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

По оси абсцисс

графика

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

отложены

значения

от­

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

ношений пути

и,

прой­

0

0,4 0;8 1,2 1,6 2,0 2,4

2,8 3,2

3,6 4,0

b,4u/L

 

денного ведущей точкой

 

 

 

 

а.)

 

 

 

 

 

 

 

Р,

к длине / дышла при­

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

цепа.

По

оси

ординат

 

 

 

 

 

'

 

Рис.

102.

Гра­

 

 

 

 

 

 

 

 

фик

(а)

и схема

 

отложены

значения

уг­

 

 

 

 

 

 

 

(б) для

опреде­

 

ла

а

между

 

дышлом

 

 

 

 

 

 

 

ления

траекто­

 

прицепа и направлением

 

 

 

 

 

 

 

рии ведомой точ­

 

 

 

 

 

 

 

2

 

ки

прицепа:

 

движения

точки Р.

Для

 

 

 

 

 

 

В , , В а и Р „ Р 2

 

определения

угла

а 2

 

 

 

 

 

 

 

п о л о ж е н и я

водо­

 

между дышлом

прицепа

 

 

 

 

 

 

 

пои

и

ведущем

 

 

 

 

 

 

 

 

 

точек прицепа

 

и

направлением

 

дви­

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

жения,

когда

ведущая

точка пройдет

путь

и

= Р у

Р й

,

значения

/,

а и

и

должны

 

быть

известны. Вычисляют

отношение

и найденный отрезок

откла­

дывают вправо вдоль оси абсцисс

от абсциссы той

точки

кривой,

ордината

которой

равна

 

a v

 

Пересечение

кривой с

ординатой

конца отрезка определит искомый угол

а 2 .

 

 

 

 

Р

тягача

На рис. 103 изображены траектории кормовой точки

и ведомой точки В прицепного кабелеукладчика средней машины

при

а =

±0,2

м для

прямолинейного

участка трассы.

 

 

 

 

170


Наибольшему поперечному отклонению кормовой точки тягача от трассы на прямолинейном участке предшествует выход носовой точки тягача на одну из границ заданной полосы движения, когда продольная ось тягача параллельна этой границе. В этом случае дышло прицепа также располагается вдоль границы полосы движения, а точка В находится на расстоянии а от трассы.

Во время поворота тягача к трассе кормовая точка удаляется от трассы (этапы 12), а при поступательном движении тягача—

 

1

[

 

 

?

3

 

*J

 

 

 

 

 

— — г 1 _ - _ - -

'

 

 

f

 

8]

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

а)

 

 

 

 

 

u

 

в"

7"

 

 

Б"5"

4"

3"

 

 

2"3/'

 

 

 

— - > - t : — I "

 

|

Ч

 

 

 

 

 

 

= ? T V * *

1

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

б)

 

 

 

Рис.

103.

Траектории прицепного

крюка тягача (а) и ведомой точки В

(б)

при­

 

 

цепа кабелеизвлекающей машины на прямолинейной трассе:

 

 

1"—8"

— п о л о ж е н и я

ведомой точки

В,

 

соответствующие

п о л о ж е н и я м

/—8

в е д у щ е й

 

 

 

 

 

точки

 

 

 

 

 

кормовая точка

приближается

 

к трассе (этапы 2—3).

В это

время

ведомая точка В прицепа удаляется от трассы на наибольшее

расстояние

/ г п т а х .

 

 

 

 

 

а

в м

'

 

 

0,1

0,2

0,3

1{п

max

Для легкой машины (/ =

3,15

м) . . . .

0,1

0,25

0,6

1{п

max

» средней машины (7 =

3,15

м) . . . .

0,3

0,4

0,5

На рис. 95, а я б показаны траектории точек Р и В для легкой машины на S-образном участке трассы, очерченном по двум дугам окружности одинакового радиуса (RT = 7,5 м) и прямыми ли­ ниями на входе и выходе участка. Наибольшие отклонения точки В от трассы в этом случае имеют место на входе машины в S-образ-

ный участок, и выходе из него, а также в зоне сопряжения

дуг

разных

знаков кривизны.

 

 

 

Увеличение абсолютного значения а и уменьшение

^ т

при

прочих

одинаковых

условиях приводит к

увеличению

& п т а х .

В зоне сопряжения

дуг кп т а х с возрастанием

RT убывает

крайне

медленно. Для легкой машины наибольшее отклонение вскрываю­ щего корпуса от трассы в указанной зоне не превышает 0,2 м лишь при RT >• 30 м, когда а = ±0,1 м.

При движении по кривой в форме спирали Архимеда, описы­ ваемой уравнением (64), во время перехода машины с прямоли­ нейного участка на участок криволинейной формы отклонение

точки В от трассы

возрастает и получает. наибольшее

значение

в зоне-минимальной

кривизны. трассы (см. рис. 100, б

и г).

Рассмотренные случаи движения относились к кинематике

кабелеизвлекающей

машины,, лрицеп которой шарнирно соеди­

нен с неповоротным

прицепным прибором (крюком тягача).

171


Для повышения точности движения вскрывающего корпуса по трассе прицепной крюк тягача выполняется поворотным вокруг вертикальной оси (рис. 104). Управление поворотами крюка осуществляется гндроцилиндром по сигналам датчика аппаратуры наведения, установленного на дышле прицепа.

Рис. 104. Тягач с управляемым пово­ ротным крюком и с прицепным кабелеукладчиком:

Р — прицепной

крюк;

Н

— датчик

курса

тягача;

О — центр

поворота

крюка;

В

ведомая

точка

к а б е л е у к л а д ч и к а ;

 

В ,

середина

носка

вскрывающего

корпуса

(имеющего боковое

смещение

с); Р ,

— дат ­

чик,

у п р а в л я ю щ и й

поворотом

крюка; г

р а д и у с

поворота крюка; lt

расстояние

м е ж д у

датчиком,

у п р а в л я ю щ и м

поворо ­

том

к р ю к а , и ведомой

точкой В;

в

наи ­

б о л ь ш е е

у д а л е н и е

крюка

от

продольной

 

 

 

оси

тягача

 

 

 

 

 

 

Рис.

105.

Необходимая

траектория

прицепного

крюка на S-образной трас­

се

при

прямом

(а) и обратном (б) дви­

 

 

 

жении тягача:

 

/

— трасса;

2 —

траектория

н е у п р а в л я е ­

мого прицепного

крюка; 3

н е о б х о д и м а я

траектория у п р а в л я е м о г о прицепного крю ­

ка (точки

Р);

4

необходимая

траектория

точки Р , ,

в

которой р а с п о л о ж е н датчик,

у п р а в л я ю щ и й

поворотом

крюка

Практически важно знать, какой должна быть траектория прицепного крюка тягача, чтобы обеспечить движение ведомой точки В или середины носка вскрывающего корпуса по трассе линии. Для ответа на этот вопрос следует найти уравнения необ­ ходимой траектории прицепного крюка.

Поскольку известно, что дышло прицепа располагается по касательной к траектории ведомой точки В, то из уравнений (64)

172


и (65) следует, что координаты необходимой траектории ведущей точки Р (или прицепного крюка)

 

i =

* +

/ -

7 = L = = ;

(67)

 

 

 

 

dy

 

 

4 =

y +

l - 7 = e = = i ,

(68)

где х \\ у

координаты

точек

трассы;

 

/ — длина дышла прицепа.

 

Пользуясь этими уравнениями, можно найти необходимую

траекторию

прицепного

крюка для трассы различной формы.

Для трассы в виде окружности уравнения (67) и (68) прини­

мают вид

 

 

 

 

 

 

£ =

RT

cos

ф — I sin ф,

 

 

т) =

RT

sin

ф + I cos ф,

 

где RT — радиус кривизны трассы;

Ф полярный угол точки окружности, в которой находится ведомая точка.

Из этих уравнений находим радиус окружности, по которой должен двигаться прицепной крюк, если радиус окружности трассы RT:

R, = VR\ + I 2 -

Для трассы в виде спирали Архимеда (64) уравнение необхо­

димой

траектории

прицепного крюка

 

 

 

\ =

а0 ф cos ф — I sin ф;

 

 

г) =

а0 ф

sin ф + / cos

ф,

где а 0

— параметр

спирали.

прицепного

крюка может быть по­

Необходимая траектория

строена для любой формы трассы графически, по точкам, в кото­ рых располагается конец отрезка (длиной /) касательных, прове­

денных

к

трассе через

близко

отстоящие друг

до

друга точки

(с учетом

направления

движения

прицепа).

 

 

На рис. 105 изображена необходимая траектория

прицепного

крюка для трассы S-образной формы, очерченной по дугам окруж­

ностей

одинакового радиуса,

а

на рис. 100,в

необходимая

траектория прицепного крюка для трассы в форме спирали Архи­ меда. Оба построения выполнены для тягача средней машины. Анализ рисунков позволяет резюмировать следующее,

1. Необходимая траектория прицепного крюка в зависимости от направления движения прицепа по трассе приобретает различ­ ную форму,

173


2. Неуправляемый прицепной крюк имеет наибольшие откло­ нения от необходимой траектории при изменении кривизны трассы (переход с прямого участка на круговой, перегиб трассы, резкое увеличение или уменьшение кривизны трассы).

3.Во время движения прицепного крюка по необходимой траектории точки дышла'прицепа, расположенные вблизи вскры­ вающего корпуса, совершают движения по траекториям, форма которых мало отличается от формы трассы.

4.Необходимая траектория точки Рх, в которой расположен датчик, управляющий крюком, не совпадает с трассой, если эта точка находится на дышле перед вскрывающим корпусом вблизи

ведущей точки Р, в которой находится прицепной крюк.

i 5. Для обеспечения наименьшего отклонения ведомой точки В от трассы необходимо датчик, контролирующий ее отклонения,

располагать в точке В.

 

 

6. С целью точного следования вскрывающего

корпуса по

трассе боковой ход b

прицепного

крюка (см. рис.

104) должен

быть достаточным для

обеспечения

его движения по

необходимой

траектории на участках трассы с минимальным радиусом кри­ визны.

Если вскрывающий корпус расположен не по оси дышла прицепа, а смещен по конструктивным соображениям в боковую сторону на расстояние с, то необходимо, чтобы электрическая

нейтраль датчика,

управляющего

поворотным крюком, также

была смещена на расстояние с относительно дышла

прицепа.

Электрическая

нейтраль датчика

курса может

не совпадать

с носовой точкой тягача, размещенной на продольной оси послед­ него. В этом случае отклонения кормовой точки, находящейся на продольной оси тягача, получаются неодинаковыми при пра­ вых и левых поворотах. В связи с этим требуется увеличивать боковой ход крюка в направлении смещения нейтрали для обеспе­ чения его движения • по необходимой траектории.

Таким образом, для совпадения траектории вскрывающего корпуса, смонтированного на одноосном прицепном кабелеукладчике, с трассой, извлекаемого из грунта кабеля необходимо: 1) построить траекторию движения кормовой точки тягача с непо­ воротным крюком на участках трассы наибольшей кривизны (S-образных, в форме спирали); 2) построить необходимую траек­ торию ведущей точки прицепа; 3) по участкам несовпадения указанных траекторий определить наибольшие углы поворота крюка вокруг вертикальной оси и задать их проектируемой ма­ шине.

§ 5. СОПРОТИВЛЕНИЕ ВЫХОДУ

КАБЕЛЯ

ИЗ

ГРУНТА

И ТОЛЩИНА ЗАЩИТНОГО СЛОЯ

ГРУНТА

НАД

КАБЕЛЕМ

При движении кабелеизвлекающей машины ее намоточный механизм вытягивает кабель через защитный слой грунта, оста­ вляемый над кабелем после прохода носка рскрывающегр корпуса

•174