Файл: Скотников В.А. Основы теории проходимости гусеничных мелиоративных тракторов [учеб. пособие].pdf

ВУЗ: Не указан

Категория: Не указан

Дисциплина: Не указана

Добавлен: 11.04.2024

Просмотров: 117

Скачиваний: 0

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

Примем, что поверхность грунта ровная, горизонталь­

н а я .

В этом случае все звенья опорной ветви под действием каса­ тельной силы тяги сдвигаются в любой промежуток времени на одну и ту же величину Sh причем сдвиг происходит по прямой линии.

За время нахождения на опорной ветви каждое звено пере­ мещается на величину

 

 

Spj =

to

где h

скольжение звена за

время, в течение которого ма­

 

шина проходит путь, равный шагу звеньев;

i

число звеньев опорной ветви.

Характер скольжения звеньев опорной ветви в этом частном случае показан на рис. 3.2. При данном варианте гусеничного движителя натяжение гусеницы Тт не влияет на распределение нормальных давлений по длине опорной ветви.

Очевидно, что «торфяной кирпич» (пространство между дву­ мя соседними грунтозацепами) срезается при некотором пре­ дельном скольжении. 5 п р . меньшем, чем размер шага t30 звень­ ев гусеницы. Имея это в виду, определим зависимость между длиной срезанного прочного слоя грунта и проходимостью ма­ шины. Допустим, что под прочным, например дерновым, покро­ вом неосушенного болота находится слой торфа, механическая прочность которого близка к нулю.

Это допущение хорошо отражает действительность, так как обычно под дерновым покровом неосушенного болота грунт имеет влажность 95—98% и его прочностные свойства ничтож­ но малы. Поэтому после среза верхнего дернового покрова грунт

не

способен воспринимать

нормальные

и касательные

на­

грузки.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Тогда при скольжении крайнего заднего звена

на величину

5 П

>

S n p

происходит уменьшение активно-опорной

поверхности

гусеницы на такую же величину.

 

 

 

 

 

Вследствие этого увеличивается нормальное давление под

оставшейся активно-опорной частью гусеницы.

 

 

 

 

Это давление при условии совпадения центра давления с се­

рединой указанной части гусеницы равно

 

 

 

 

 

 

 

 

 

(Lr yC —Sn ) b

 

 

 

 

где i — число звеньев на длине

L r y c .

 

 

на

дан­

 

Давление р0

должно быть

меньше допустимого рпр

ном виде грунта

(в рассматриваемом случае на задернелом

бо­

лоте)

при

размерах

опорной поверхности

гусеницы, характери­

зуемых длиной

( L r y c

Sn) и шириной В.

Тогда длина

опорной

78


поверхности гусениц L r y c , при которой машина не тонет, т. е. обеспечивается условие проходимости,

 

Рпр

 

 

 

При уменьшении активно-опорной длины

гусениц

на

величину

S„ центр давления

машины смещается

относительно

средины

опорной поверхности

на величину 0,5 Sn.

Назовем

это смеще­

ние центра давления добавочным, обозначив его хд в отли­ чие от смещения центра давления Xg , вызываемого конструктив­ ными и эксплуатационными факторами.

Увеличение хд

на величину

xgRo6 и уменьшение длины гусе­

ниц на величину

S n должны

учитываться при расчете макси­

мального давления, действующего на одно из звеньев гусениц.

Рассмотрим

особенности тягового

баланса

болотоходного

трактора.

 

 

 

 

 

 

ный

Касательная

сила тяги

Рк, которую может развить гусенич­

движитель,

ограничивается либо

мощностью

двигателя,

либо

сцеплением

с грунтом. Мощность

двигателя

расходуется

на преодоление внутренних

сопротивлений, не связанных

прямо

с процессом взаимодействия

гусениц с грунтом

(потери в

сило­

вой передаче и потери на трение в гусеничном движителе), и на преодоление внешних сопротивлений. Касательная сила тяги также расходуется на преодоление внутренних и внешних сопро­

тивлений.

Эти

сопротивления

состоят

из

сил Рп

инерции

(при

разгоне),

сил

Pw

сопротивления воздушной

среды,

сил сопро­

тивления перекатыванию гусениц Pf,

 

силы

Рь

затрачиваемой

на преодоление подъема пути, и силы

Тх

тягового

сопротивле­

ния рабочего орудия

(прицепного или навесного). Все эти

поте­

ри обозначаются буквой R и составляют сопротивление движе­

нию машины

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

R

=

Pf +

Р„ + Pw +

Pt +

Тх.

 

 

(3.1)

Возможность и характер движения машины, ее проходи­

мость при достаточной несущей способности болота

определяют­

ся соотношением

сил

R и

Рк.

Для

обеспечения

проходимости

достаточно, чтобы

Рк

>R-

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Наибольшая возможная

сила

тяги

Рк

при

достаточной

мощности двигателя зависит от конструкции гусеничного движи­

теля, нормальной нагрузки на него и от механических

свойств

торфяного грунта.. В общем

виде приближенно сила тяги

 

Рк =

ii Q+ 2 Т з а ц ,

(3.2)

где

р, — коэффициент трения материала гусениц

о торфя­

 

ной грунт;

 

 

79



2 Т з т

Q — нормальная нагрузка на гусеницы от веса маши­ ны и усилия на рабочем органе;

— равнодействующая реакций торфяного грунта на грунтозацепы.

Применение формулы (3.2) ограничивается отсутствием на­ дежных данных о составляющих компонентах и о соотношении

между ними.

 

 

На практике принято оценивать тягово-сцепиые

качества

движителей коэффициентом фс ц

сцепления, который равен отно­

шению наибольшей силы тяги к нормальной нагрузке

 

Ф с ц =

- ^ Р ~ .

(3.3)

Коэффициент фс д , полученный при испытании тракторов на различных типах торфяного грунта, приведен в табл. 3.1

 

Т а б л . 3.1.

Коэффициент сцепления 7С ц

Тип п состояние болота

По Н. И. Груз­

По С. Г. Со-

деву

лопову

Неосушенное

болото:

с дерновым

покровом

без дернового покрова

0,3

0 , 2 - 0 , 3

Осушенное болото:

 

0,9—1,0

целина

 

пахота

 

 

стерня

 

 

 

 

П р и м е ч а н и е . Данные получены при буксовании, равном 10—15%.

По данным

цниимэсх

0,69—0,96

0,92—0,93

0,92—0,95

Сила сопротивления движению машины R при проектиро­ вании болотоходных агрегатов может рассматриваться как сос­ тоящая из суммы трех сил: R= Pf-\- Pt + Тх, так как при пол­ зучих скоростях движения, равных 0,01—3,0 км/ч, остальными компонентами (Р„ и Р^) можно пренебречь.

Сила сопротивления передвижению машины Рf

обусловле­

на потерями энергии на трение в ведомых элементах

движителя

(внутренние потери) и на деформацию грунта под действием на­ грузок, передаваемых опорной поверхностью гусениц (внешние потери). К внутренним потерям относятся потери на трение в подшипниках опорных и поддерживающих катков и направляю­ щих колес, на перекатывание опорных катков по беговым до­ рожкам гусениц, на трение в шарнирах звеньев гусениц и на биение гусениц. Этот вид потерь учитывается коэффициентом fu. Внешние потери связаны с вертикальной деформацией грун­ та и образованием колеи и учитываются коэффициентом /п -

При работе на неосушенных болотах наибольший процент потерь составляют внешние потери, поэтому из факторов, влияю-

,80


щих на силу Pf, определяющим является глубина погружения гусениц в торф. Однако практически силу Рf принято опреде­ лять по формуле, которая не учитывает деформацию грунта:

Pf = Qf-

Коэффициенты f, полученные при испытании тракторов раз­ личными методами, приведены в табл. 3.2.

 

Т а б л . 3.2. Коэффициент

качения f

 

 

Тип и состоя­

По Н. И. Груз­

По Д . А. Чу-

По С. Г. Со-

По

данным

По данным

ние болота

деву

дакову

лопову

цниимэсх

СКБ сМелнор-

маш»

Неосушенное,

 

 

 

 

 

 

0,17—0,3

целина

0,15—0,25

 

0,15

 

0,18—0,25

Осушенное,

 

0,11—0,14

 

 

 

 

0,1—0,14

целина

 

0,07—0,12

 

 

Осушенное,

 

 

 

 

0,28—0,3

 

пахота

 

 

 

 

 

Осушенное,

 

 

 

 

0,11—0,13

 

стерня

 

 

 

 

 

Пользоваться данным.и табл. 3.2

следует

осторожно, так

как большинство данных о коэффициенте f получено методом буксирования испытываемых машин или при транспортном по­ ложении рабочих органов. При рабочих режимах значения f бу­ дут, как известно, другие. Кроме этого, все данные табл. 3.2 получены при испытании конкретных тракторов (машин) на грунтах определенного типа и состояния. Например, под поня­ тие «неосушенное болото» подходят как болото с влажностью торфа 82%, так и болото с влажностью 88—92%, но для этих

болот коэффициент f одной

и той же машины будет в

1,5—2 ра­

за отличаться. Данные о

средних и максимальных

давлениях

под гусеницами, при которых были получены указанные коэф­ фициенты f, как правило, также отсутствуют. Не учитываются конструктивные и скоростные показатели машин.

Коэффициент сопротивления передвижению f, как указыва­

лось выше, состоит из двух

компонентов

/

= Д, + /п-

Опытный коэффициент Д„ учитывающий механические (внутрен­ ние) потери, дан в табл. 3.3.

Увеличение значений Д, с повышением влажности болота объясняется попаданием абразивных частиц грунта в шарниры гусениц, на беговые дорожки звеньев, а также на направляющие и ведущие колеса. При этом возрастают коэффициенты трения в шарнирах, в зацеплениях и коэффициент .сопротивления пере­ катыванию катков .и колес по звеньям.

81