При движении самоходной машины по почве выработки или по рельсовым путям на окружность колес действуют силы тяги Fк, силы сопротивления W и тормозные силы В при включении тормозов.

Силой тяги - называется создаваемая двигателем самоходной машины во взаимодействии с полотном дороги или рельсами управляемая внешняя сила, приложенная к движущим колесам машины в направлении ее движения.

Общей для всех самоходных машин является зависимость силы тяги на окружности колес от сцепного веса, т. е. от веса машины, приходящегося на приводные колеса.

При реализации силы тяги колесо катится по полотну дороги или рельсу, так что точка касания обода колеса с дорогой является мгновенным центром вращения. Нормальное движение нарушается, если мгновенный центр вращения начинает двигаться относительно дороги, т. е. происходит буксование. Сила тяги при этом резко падает, так как уменьшается сила сцепления колес с полотном дороги или рельсами.

Условием нормального движения самоходной машины является

Fк ≤ 1000 ψ Рсц

где Fк —сила тяги, Н;

Рсц—сцепной вес машины, кН;

ψ— коэффициент сцепления.

Коэффициент сцепления зависит от многих физических и технических факторов и в первую очередь от типа колес, гусениц и состояния соприкасающихся поверхностей (рельсов, покрытия дороги, почвы).

Сила тяги (Н) самоходной машины ограничивается мощностью установленных на ней ходовых двигателей:

самоходный машина груз двигатель

Fк =1000 N η / υ

где N — мощность ходовых двигателей, кВт;

η — к. п. д. ходового привода;

υ — скорость движения, м/с.

Сила тяги реализуется в одних самоходных машинах на перемещение грузов (локомотивы, самосвалы, самоходные вагоны), в других на напорные усилия для внедрения ковша в разрыхленную горную массу (погрузочные и погрузочно-транспортные машины).

Силами сопротивления - называются появляющиеся в процессе движения неуправляемые силы, направленные противоположно силе тяги. Силы сопротивления складываются из сопротивления качению колес на прямом горизонтальном участке пути Wo, преодоления уклонов Wi, сопротивления воздушной среды WВ, преодоления сил инерции при изменении скорости движения машины Wj.

Почти все силы сопротивления движению пропорциональны весу машины, поэтому в расчетах пользуются значениями удельных сопротивлений движению, т. е. сопротивлений, отнесенных к единице веса машины (Н/кН).

Сопротивление качению колес (Н) по полотну дороги или рельсам

Wo=ωG,

где ω—удельное ходовое сопротивление, Н/кН;

G—вес машины, кН.

Сопротивление от уклона пути (Н)

Wi = ± i G,

где i— уклон пути, ‰.

Сопротивление воздушной среды (Н)

Wв = ν Ωм υ2,

где ν— аэродинамический коэффициент, учитывающий обтекаемость машины;

Ωм — площадь лобового сопротивления машины, м2.

В транспортных установках с неустановившимся движением (при разгоне или замедлении) действуют, кроме статических, еще и динамические силы сопротивлений.

Динамическая сила (Н), как известно, находится из выражения

Wj = ±

где g — ускорение свободного падения, м/с2;

j — ускорение (замедление), м/с2;

+ (знак плюс) — при ускоренном движении, - (знак минус) — при замедленном.

Для инженерных расчетов в эту формулу вводится коэффициент kИ, учитывающий инерцию вращающихся масс (колес, шестерен, валов, роторов и т. д.). Тогда можно записать

Wj = ±

Коэффициент kИ принимается для вагонов и локомотивов от 0,06 до 0,1, для машин на пневмоколесном ходу — от 0,5 до 1,5.

Обозначим выражение

± тогда Wj= ± jKG,

где jк — удельная сила инерции, Н/кН.

Общее сопротивление движению самоходной машины (Н)

W=G(ω ± i ± jк)+WВ

Силой торможения - называется создаваемая искусственно и регулируемая внешняя сила, направленная противоположно движению. Тормозная сила, как и сила тяги машины, относится к ободу колес и ограничена силой сцепления колес с поверхностью качения (рельсами, полотном дороги, почвой). Торможение обычно осуществляется при выключенных ходовых двигателях.