Ни грузоподъемность, ни полная масса машины не позволяют установить так полно все конструктивные параметры при столь малом числе исходных величин.

Таким образом, главный параметр в соединении с одним — тремя основными позволяет полностью установить связь со всеми основными данными характеристики машины.

Нагрузка на ось может являться главным параметром и для многих колесных машин. При этом основными параметрами будут: для экскаватора — вид рабочего оборудования, колесная формула и радиус действия, для скрепера —тип (прицепной и самоходный, самозагружающийся), масса, мощность и скорость; для погрузчика — масса, подъемное усилие, радиус действия и мощность; для гусеничного трактора, бульдозера, рыхлителя, автогрейдера — мощность, скорость. В то же время для погрузчика и крана с неменьшим основанием в качестве главного параметра может быть выбран опрокидывающий расчетный момент.

Нагрузки на ось определяют также размеры шин и колес, а для машин-орудий — общую массу с учетом вертикальной реакции от рабочего оборудования, техническую производительность рабочего оборудования, агрегатируемого с колесной машиной, и мощность двигателя по рабочему оборудованию. Таким образом, главный параметр колесной машины для данной колесной формулы определяет типоразмер машины-орудия, все основные конструктивные параметры, направление и возможности (объем) унификации узлов, кроме параметров качества — надежности, долговечности (ресурса) и наработки до капитального ремонта, сроков технического обслуживания и ремонта, радиуса поворота. Эти параметры могут быть выбраны и определены обычными методами. Отметим, что этот главный параметр совершенно необходим для унификации колесных машин.

Для многих машин-орудий масса является столь же, а иногда и более характерным показателем, как и указанные выше, и находится с ними в постоянной, мало изменяющейся зависимости. Так, отношение массы к емкости ковша для строительных экскаваторов равно 36—41 т/м3, для погрузчиков 6,6—7,3 т (при условии, что емкость ковша соответствует стандартной для тяжелых работ). Для гусеничных промышленных тракторов удельная мощность на 1 т массы составляет 11—12,5 л. е., для кранов масса на 1 т грузоподъемности составляет 0,60—0,86 т и т. п.

В ряде случаев желание использовать непосредственно эксплуатационный параметр в качестве главного приводит к еще большей его условности. Так, это имеет место при использовании в качестве главного параметра трактора или тягача тягового усилия при рабочей наиболее употребительной скорости, которая меняется в значительных пределах и может быть разной при работе с различными машинами. Обычно фирмы и пользуются в рекламных материалах этими показателями. Однако нетрудно видеть, что они недостаточно характеризуют типоразмер машины, не определяют даже ее потребительские качества.

Таким образом, анализ подробных характеристик колесных машин-орудий и автотранспортных средств, изготовляемых ведущими фирмами, показал, что главный и основные параметры четко определяют не только типоразмер и важнейшие параметры конструкции, но и служат средством, определяющим базу и возможности унификации узлов и агрегатов.

Важнейшим вопросом является густота ряда машин и узлов.

Анализ существующих рядов машин и работы по созданию новых типоразмерных рядов подтверждают, что коэффициенты ряда машин по главному параметру обычно не выходят за пределы 1,25—1,8. Согласно законам подобия такие значения имеют и ряды разработанных унифицированных узлов машин. Таким образом, ясно, что изменение нагрузок в зависимости от условий работ в среднем более чем в 2 раза превышают изменения коэффициента ряда. Все это говорит о возможности и целесообразности применения большинства узлов по крайней мере на двух смежных машинах ряда. Такое положение подтверждается для многих узлов и опытом. Так, одинаковые гидротрансмиссия, кабина, рулевое управление, элемент подвески и гидроподъемный элемент уже применяются заводом БелАЗ на автосамосвалах грузоподъемностью 27 и 40 т с двигателями мощностью 360 и 520 л. с. Имеются возможности применять эти узлы на машинах мощностью от 240 до 550 л. с.

Метод агрегатирования при наличии ряда унифицированных узлов дает возможность при сборке устанавливать на машины в соответствии с условиями их работы некоторые одноименные узлы различных смежных типоразмеров. Такая возможность, заложенная в самом методе конструирования и в присоединительных размерах, отсутствует в машинах традиционной конструкций. Важным вопросом является обоснованный выбор типоразмерного ряда узлов. Для этого может быть предложен следующий метод, позволяющий устанавливать пределы применяемости узла, а стало быть и пределы рациональной унификации.

По составленному типоразмерному ряду, являющемуся представителем самых массовых машин и наиболее полным и большим по пределам типоразмеров, выбирают машину, типоразмер которой более других обоснован опытом и распространен. Для этой машины определяют рациональные параметры одного из основных узлов, а для узла — экономически целесообразный срок службы (ресурс) при средних условиях работы. Этот срок находят по методу минимальных приведенных удельных затрат для соответствующего узлу значения главного (или в отдельных случаях основного) параметра — ГП, условно равного, допустим, 9,0.

Вначале, естественно, приведенные затраты будут несколько падать вследствие использования узла на машине большей мощности, так как типоразмер узла и его стоимость будут ниже расчетных для узла данного значения главного параметра, а снижение ресурса будет еще мало значимо (точка 4). Однако после увеличения ГП выше, допустим, значения 10,8 (точка 5 кривой затрат Зирг) снижение ресурса начнет сказываться существенно и приведенные затраты начнут возрастать (точки 6—5).

Проведя такие же расчеты при установке узла для работы на меньших значениях ГП, получим кривую 3npi приведенных затрат для узла. Допустим, в разрезе всей системы унифицированных машин общие выгоды от унификации позволяют увеличить приведенные удельные затраты узла / до значений Зпр oi+Amax3np (уровень 1—7). Учитывая неточность расчетов и другие погрешности, будем считать оптимальным превышение затрат на 10—12% АЗпр1 (уровень 2—6). Тогда, видимо, рациональной областью изменения ГП, определяющей применение узла, будет интервал 6,3—12,4.

Рис. 1. Схема для определения рациональной густоты ряда

Выбирая наиболее обоснованный теми же соображениями смежный типоразмер узла II и отвечающее ему значение ГП, равное, допустим, 15,6, повторяем расчет.

Находим кривую его приведенных удельных затрат «Зцрн, значение и целесообразную область применения узла II в интервале значений ГП от 10,2 до 13,3. Тогда область изменения ГП от 11,1 и примерно до 19,4 будет областью целесообразного применения узла II, а от 11,1 до 12,4 — областью применения узлов I и II. Оптимальная же граница их применения будет проходить через точку X.

Имеются обширные сведения о величинах нагрузок разных машин при работе в различных условиях, что позволяет применить метод статистической обработки таких сведений для установления расчетных значений нагрузок и их вероятных изменений.