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

Т а б л . 3.3. Коэффициент / м

объясняется возрастанием числа и величины угловых поворотов звеньев гусениц на опорной ветви, т. е. увеличением работы тре­ ния. Мощность Nr, теряемая на трение в шарнирах опорных

опорной ветви гусеницы трактора ДТ-55А показана на рис. 3.6.

82

равная силе Рп, на пути движения машины совершает работу по вертикальному деформированию грунта нормальной нагруз­

большую осадку гусениц в грунт /гг а а х . Известно, что осад­ ка гусениц, так же как и каса­ тельная сила тяги, зависит от величины и характера нормаль­

структивных и эксплуатационных параметров на величину и ха­ рактер нормальных давлений и глубину осадки гусениц.

§ 3.3. Основные параметры и закономерности взаимодействия

поверхности грунта с гусеницами движущихся машин (в вертикальной плоскости)

Нормальные нагрузки вызывают осадку гусениц в торфя­ ной грунт, определяя-их проходимость. В общей теории тракто­ ра при изложении сути процесса взаимодействия гусениц с грун­ том (в вертикальной плоскости) машина характеризуется таки­ ми параметрами, как среднее удельное давление р с р , центр давления, смещение хд центра давления относительно середины опорной поверхности гусениц и площадь опорных ветвей:

83

ницы только линейно и что эти давления возникают под всей гусеницей одновременно и действуют неопределенное время. В соответствии с названными допущениями и в зависимости от

при условии, что гусеницы опираются на горизонтальную, несми­ наемую поверхность.

Указанные параметры и допущения не отражают того, что машина движется, т. е. взаимодействует с грунтом вполне опре­ деленное время, что гусеницы оседают в грунт и их поверхность

исвойств грунта.

*Центром давления принято называть точку приложения результирую­ щей нормальных реакций грунта.

84

Для более реальной и полной характеристики процесса нагружения поверхности грунта гусеницами введем дополнительно

ни любой элементарной полоски поверхности грунта под гусени­ цами трактора за период их взаимодействия.

v

МЫ

Рис. 3.8. Характер нагружения поверхности болота нормальным давлением со стороны гусениц движущихся машин:

а — действительная эпюра нормальных давлений; 6 — эпюра давлений, осредненных

на длине звена гусеницы.

Проанализируем характер распределения нормальных дав­ лений под гусеницами трактора при различных его положениях во время движения. Примем, что давления вдоль длины опор­ ной ветви гусениц распределяются по кривой а (рис. 3.8) и при­ ближенно по штриховой ломаной линии б.

Чтобы определить сущность и продолжительность (период) взаимодействия гусениц с грунтом, рассмотрим, как изменяется давление на грунт, например на участок под звеном 1, при пере­ мещении гусеничного трактора (перемещаем эпюру давлений) из положения / в положение I I , III и IV. В каждом из указанных четырех положений, соответствующих различным моментам вре­ мени, эпюры давлений р ; гусениц на грунт будут одинаковы. Но> положение звена 1 и участка dx меняется относительно эпюры давлений, так как трактор (эпюра) движется, а грунт непод­ вижен.

Поэтому в положении / на участок dx под звеном 1 дей­ ствует давление pv в положении II и / / / — соответственно дав-

85

ления рп и рщ, а в положении IV участок dx уже не нагружен никаким давлением, потому что окончилось взаимодействие зве­ н а / с грунтом. Причем в положении / трактора полоска dx по­ верхности грунта находится под давлением в течение времени

i = ~^~у в положении / / та же полоска испытывает давление

Таким образом, на пути движения трактора любой беско­ нечно малый участок длины dx поверхности грунта нагружается давлением pt, которое изменяется в соответствии с эпюрой нор­ мальных давлений и действует вполне определенный период вре­ мени, зависящий от длины гусениц и скорости их движения. Поэтому периодом взаимодействия гусениц с грунтом следует считать продолжительность контакта одного звена опорной вет­ ви с поверхностью грунта

Существенным является то, что в общем случае под гусени­ цами движущихся машин в любой момент времени поверхность грунта нагружена неодинаково не только по величине давления, но и по продолжительности его действия. Под последним звеном поверхность грунта испытывает давление гусениц в течение все­ го периода 7"; звенья в середине опорной ветви нагружены в те­ чение 0,5 Т (половины периода), а под первым звеном поверх­ ность грунта только вступает в контакт с внешней нагрузкой. Таким образом, к любому рассматриваемому моменту времени каждое звено опорной ветви уже взаимодействовало с поверх­ ностью грунта с различной продолжительностью, зависящей от положения звена на опорной ветви гусениц.

Оценим численную величину периода взаимодействия. Су­

ные скорости движения этих машин по болоту, как видно из

Чтобы знать сущность темпа и характер (закономерность) нагружения гусеницами поверхности грунта за период Т их взаи­ модействия, рассмотрим реальные эпюры нормальных давлений

«6

Т а б л . 3.4. Периоды взаимодействия гусениц болотных тракторов с грунтом;

гусениц на торфяной грунт. Экспериментально установлено, что эпюры нормальных давлений любых гусениц движителей могут

пиками давлений под осями опорных катков. Этот вид эпюр ха­

эпюры этого типа при различном направлении •смещения центра давления показаны так же на рис. 3.11. Перемещение эпюры давлений по поверхности грунта (в виде нескольких зафиксиро­ ванных во времени и пространстве положений эпюр давлений) показано на рис. 3.8.

Реальные эпюры получены экспериментально. Следователь­ но, форма эпюр учитывает и то, что гусеницы состоят из шар- нирно-сочленеиных звеньев, и то, что опорная ветвь гусеницы растянута силой предварительного натяжения и касательными реакциями грунта. Поэтому, когда будет найдено аналитическое

87