лаб.работа. Лабораторная работа 1 Снятие
 Скачать 3.07 Mb.
|
Цель работыЛабораторная работа проводится в целях закрепления теоре- тических знаний обучаемых по теме и практического освоения методики проверки уровня аварийной безопасности пожарного автомобиля в условиях эксплуатации. Задачи лабораторно-расчетной работыВ задачи лабораторной работы входит: изучение вводных теоретических положений, физических и расчетных зависимостей; определение экспериментальным путем распределения нагрузки на колесах обоих бортов, а также распределения нагруз- ки по осям (развесовка) ПА и на основании полученных данных расчет — координаты центра тяжести пожарного автомобиля; показателей аварийной безопасности пожарного авто- мобиля (максимальный угол преодолеваемого косогора по опрокидыванию и по заносу, максимальная скорость на повороте по опрокидыванию и по заносу); подготовка отчета о работе и ответов на контрольные во- просы. Методика выполнения лабораторной работы Описание лабораторной установки Работа выполняется на модели ПА (в 1/12 натуральной ве- личины) на базовом шасси двухосного грузового автомобиля ЗИЛ-4331, нагруженной до значения полной массы. Для изме- рения колеи и базы модели автомобиля, а также статических ра- диусов колес применяется штангенциркуль с пределами измере- ний 0–250 мм и ценой деления 0,1 мм. Для определения нагрузки на колеса используются электронные весы настольные марки МК-3.2-А20 (Масса-К) с пределами измерений 0–3,0 кг и по- грешностью измерений 0,5 г. Для определения коэффициентов продольного и поперечного сцепления φХи φУколес модели авто- мобиля с опорной поверхностью применяется лабораторный ди- намометр. Для контроля за углом подъема дороги аи углом попе- речного уклона (косогора) β на пожарной надстройке автомобиля устанавливается угломер. Параметры инструментария следует за- нести в форму «Приборы и инструменты». Технические характеристики инструментария
Колеса поднимаемой оси устанавливаются на подставке, исключающей скатывание пожарного автомобиля. Для предот- вращения скатывания автомобиля при подъеме колес одной оси используются противооткатные упоры. Порядок проведения лабораторной работы Экспериментальная часть лабораторно-расчетной рабо- ты основана на использовании законов классической механи- ки (принцип Даламбера и др.). Для обеспечения надежности Н = 0,9 …0,95 каждый опыт следует проводить не менее 2–3 раз. Для определения коэффициентов сцепления φ Хи φ Уколеса модели ПA следует: обеспечить торможение (блокировку) всех колес модели автомобиля посредством клейкой ленты — скотча либо куска изоленты; модель ПА взвесить на электронных весах; для моделирования ситуации равномерного скольжения модель ПА помещают на горизонтальную опорную поверхность; за передний и задний бамперы модели ПА закрепить бук- сирные веревки-шнурки; равномерно буксировать ПА по опорной поверхности за буксирные веревки-шнурки с помощью лабораторного дина- мометра в продольном и поперечном к оси ПА направлениях; по показаниям лабораторного динамометра, ось которого при эксперименте располагается параллельно опорной поверх- ности, определяются необходимые для этого тяговые усилия; результаты измерений занести в протокол испытаний по определению коэффициентов сцепления колес. Протокол испытаний по определению коэффициентов продольного и поперечного сцепления колес модели ПА с опорной поверхностью
Для определения распределения нагрузки на колеса обоих бортов ПА необходимо (рис. 5.3): установить модель автомобиля на специальной горизон- тальной площадке, расположенной на одном уровне с платфор- мой электронных весов; на платформу электронных весов устанавливать пооче- редно колеса правого и левого бортов модели. При этом, для предотвращения движения модели, колеса борта грузовика, расположенные на горизонтальной площадке, фиксировать противооткатными упорами; по показаниям весов определить нагрузки RП и RЛ на коле- са правого и левого бортов модели ПА соответственно. Данные занести в протокол испытаний по определению нагрузки на ко- леса.  Рис. 5.3. Схема установки пожарного автомобиля для определения распределения нагрузки на колеса его обоих бортов Протокол испытаний по определению распределения нагрузки на колеса обоих бортов модели ПА
Для определения распределения нагрузки по осям (разве- совки) ПА необходимо (рис. 5.4): установить модель автомобиля на горизонтальной пло- щадке, расположенной на одном уровне с платформой элек- тронных весов; на платформу электронных весов устанавливать пооче- редно переднюю или заднюю оси модели. При этом, для пре- дотвращения движения модели, колеса грузовика фиксировать противооткатными упорами; по показаниям весов определить нагрузки R1 и R2 на соот- ветственно переднюю и заднюю оси модели ПА; полученные данные занести в протокол испытаний по определению нагрузки по осям.  Рис. 5.4. Схема установки для определения распределения нагрузки по осям пожарного автомобиля Протокол испытаний по определению распределения нагрузки по осям модели ПА
Для определения нагрузки на заднюю ось модели ПА при ее подъеме следует (рис. 5.5): установить модель 1 на горизонтальной площадке, рас- положенной на одном уровне с платформой электронных ве- сов 2. Тормоза реального автомобиля должны быть отпущены, рычаг переключения передач — в нейтральном положении. Накачать шины колес всех осей автомобиля до максимально допустимого давления. Блокировать подвеску. Для модели ПА последнее требование может быть выполнено с помощью скотча. Зафиксировать противооткатными упорами 3 колеса, которые не будут подниматься для установки на подставку; поднять колеса задней оси ПА и установить их на подстав- ки. Высота подставок должна быть такой, чтобы угол аподъема автомобиля не превышал 10–15°; по показаниям электронных весов определить нагрузку R2 на заднюю ось модели ПА; результаты опытов занести в протокол испытаний по опре- делению показателей аварийной безопасности ПА.  Рис. 5.5. Схема установки пожарного автомобиля для определения высоты его центра тяжести: 1 — модель; 2 — электронные весы; 3 — противооткатные упоры Протокол испытаний по определению показателей аварийной безопасности пожарного автомобиля
Протокол расчетов по определению порога скорости движения ПА на повороте по опрокидыванию/скольжению
Подпись студента Группа № Работу принял Дата 3. Обработка экспериментальных данных Исходные данные и результаты опытов заносятся в указанные в п. 2 формы. Исходя из проведенных измерений необходимо ис- пользовать среднеарифметические значения параметров. Коэффициенты сцепления φXи φУвычисляют по следующе- му coотношению φ =Pm/GА, где Pm— сила тяги, измеренная лабораторным динамометром, Н; GА— сила тяжести ПА, Н. После определения нагрузки на колеса обоих бортов произ- водят проверку: нагрузка на колеса правого и левого бортов долж- ны быть равными с допустимым отклонением (± 1) % от полной массы автомобиля. Кроме того, нагрузка на управляемую ось должна составлять не менее 25 % от полной массы ПА (п. 5.3.2 ГОСТ Р 53328–2009). Расчет высоты центра масс ПА начинается с определения расположения центра масс по продольной оси модели относи- тельно осей автомобиля. При этом ПА рассматривается как балка, опертая по концам. Распределение массы по осям (развесовка) автомобиля опре- деляется по следующим соотношениям: G1 =bG/L, G2 =aG/L, где G1 и G2 —нагрузки на переднюю и заднюю оси модели ПА; b — расстояние от задней оси до центра масс автомобиля; G — масса ПА, G = G1+G2; L— база — расстояние между осями модели ПА; а— расстояние от передней оси до центра масс автомобиля. Отсюда a= G2L/G, b=G1 L/G. После данных вычислений производится проверка а+b=L. Затем заднюю ось ПА поднимают на высоту и с помощью элек- тронных весов измеряют нагрузку, приходящуюся на нее. При этом высота центра масс ПА будет определена   , h= GhL-Gb+ r 0 Gtga где r— статический радиус колеса, мм. Тангенс угла подъема можно определить по формуле tga=hz/i, где hz—высота подъема задней оси автомобиля; i— проекция расстояния между осями, т. е. базы автомобиля на горизонтальную плоскость, при уклоне опорной поверхности ПА на угол а к горизонту. Критического угол преодолеваемого косогора по условиям опрокидывания определяется в следующей последовательности. Зная высоту центра масс автомобиля h0,тангенс угла опроки- дывания при движении по дороге с поперечным уклоном можно вычислить по формуле (5.1) tgβoпр=B/2h0, а затем угол опрокидывания βonp = arctg (В/2h0). Определить критический угол преодолеваемого косогора по условиям заноса (боковому сползанию) можно, применив со- отношение (5.3) φ У Определить критическую скорость на повороте по опро- кидыванию представляется возможным по формуле (5.4) и с уче- том выражения (5.3) VА>(gRB/2h0) 1/2 =(φgR) 1/2. Зная значения колеи В и высоты центра масс h0 пожарно- го автомобиля и задаваясь радиусом кривой полотна дороги R 20–100 м, следует вычислить критическую скорость движения ПА по опрокидыванию. Результаты расчетов занести в протокол рас- четов по определению порога скорости движения ПА. Определить критическую скорость на повороте по скольже- нию (заносу). Из формулы (5.5) следует, что скольжение (занос) ПА наступит при VАmax = (φgR)1/2. При известном φ,задаваясь радиусом поворота, следует вычи- слить максимально возможную скорость движения ПA по сколь- жению (заносу). По полученным результатам строятся графики поперечной устойчивости VАопр = f(R)и VАзан =f(R),по которым определяется критическая скорость движения ПА на повороте радиусом 50 м. Вопросы для подготовки к защите работы Какие показатели характеризуют аварийную безопасность пожарного автомобиля? Что называется устойчивостью пожарного автомобиля? Как классифицируют потери устойчивости пожарного ав- томобиля? Какие силы действуют на пожарный автомобиль при по- вороте? Назовите показатели поперечной устойчивости пожарно- го автомобиля против опрокидывания и заноса. По каким форму- лам эти показатели вычисляются? От каких факторов зависит критическая скорость, опреде- ляемая по условиям заноса и опрокидывания? От каких факторов зависит максимальный угол косогора, определяемый по условиям заноса и опрокидывания? Вопросыдляподготовкикзащитеработы  Что такое коэффициент поперечной устойчивости пожар- ного автомобиля? Занос какого моста пожарного автомобиля вероятнее и почему? Как влияет на поперечную устойчивость степень заполне- ния цистерны? Какие показатели аварийной безопасности ухудшаются при неравном распределении силы веса между колесами ПА? От чего зависит продольная устойчивость пожарного ав- томобиля? Какой из пожарных автомобилей: полностью заполненная автоцистерна или автолестница (АКП) — обладает большей ава- рийной безопасностью при следовании к месту вызова и почему? | |||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||