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

Рис. 3.9. Эпюры нормальных давлений гусениц при / к / ^ в » 2 , 5 .

При изучении темпа и характера зпюр нормальных давле­ ний важным является вопрос о том, относительно чего необхо­ димо находить функциональную зависимость изменения нор­ мальных давлений. Из рис. 3.8 видно, что полоска dx поверх­ ности грунта нагружается сначала давлением р\, затем по ме­

•88

не окончится период Т взаимодействия с гусеницами. Таких по­ лосок под гусеницей бесконечное множество, и каждая из них за период Т испытывает воздействие нормальных давлений с оди­ наковой закономерностью, определяемой формой эпюры. Но вре­ мя начала и конца воздействия давлений на каждую полоску

грунта неодинаково. Поэтому эпюру нормальных давлений сле­ дует рассматривать с двух точек зрения:

1) как закон изменения во времени нормального давления, действующего на любую элементарную полоску поверхности грунта за период его взаимодействия с гусеницами (с учетом звенчатости и натяжения гусениц);

2) как мгновенную эпюру нормальных давлений, действую­ щих на множество элементарных полосок поверхности грунта, находящихся под опорной ветвью гусениц. При этом каждая элементарная'полоска до рассматриваемого «мгновения» была нагружена «своим» давлением, величина и продолжительность действия которого зависят от данного положения полоски по длине опорной ветви гусениц.

Для того чтобы ответить на вопрос, как влияют на образо­ вание осадки гусениц закономерность изменения давления, на­ гружающего данную полоску поверхности грунта, и давления,

89

действующие на соседние полоски по длине опорной ветви, рас­ смотрим процесс деформирования грунта нормальными давле­ ниями. Деформация торфяного грунта под гусеницами начинает­

тельности приложения внешнего давления, нагружающего эту полоску, но и от напряжений, возникающих в любой точке А под

в точке А грунта на глубине z в какой-то начальный момент

гружения полоски dx к рассматриваемому моменту времени и от

бина колеи, продавливаемой гусеницами в грунте, зависят не только от продолжительности и характера изменения давления, действующего непосредственно на полоску dx поверхности грун­ та, но и от давления, нагружающего всю остальную поверхность под гусеницами, от продолжительности этого нагружения и от взаимного положения полосок под опорной ветвью.

Из этого следует, что для определения глубины осадки гу­ сениц, т. е. чтобы дать полную характеристику процесса взаимо­ действия гусениц с грунтом в вертикальной плоскости, необходи­ мо знать следующие закономерности:

1)изменение во времени нормальных давлений р, действую­ щих на элементарную полоску dx поверхности грунта под опор­ ной ветвью гусеницы за период Т;

2)синхронное с р изменение во времени нормальных давле­ ний pi, действующих на все остальные, соседние с dx, полоски поверхности грунта;

3)закон, связывающий указанные закономерности измене­ ния давлений /) и ft, с одной стороны, и закономерность образо­ вания напряжений, возникающих в любой точке грунта, с другой;

4) закон, связывающий напряжения в любой точке грунта и его деформацию. Таким образом, в конечном итоге требуется

90

знать закон, связывающий нормальное давление и деформацию грунта за период взаимодействия Т.

Названные закономерности могут быть получены эмпириче­ ски или аналитически на основе анализа экспериментальных эпюр нормальных давлений и эпюр осадок гусениц в торфяной грунт.

§ 3.4. Экспериментальные эпюры нормальных давлений и метод их приближенного построения (закономерность изменения нормальных давлений во времени)

Действительные эпюры нормальных давлений гусениц бо­ лотоходных тракторов ДТ-55-А и Т-100МБГ впервые были по­ лучены В. А. Скотниковым в 1960—1965 гг. (рис. 3.9 и 3.10) с по­ мощью специальных тензозвеньев, измерительную схему которых предложил А. В. Васильев. До этого в ЦНИИМЭСХ (М. Е. Мацепуро, В. В. Кацыгин, В. А. Порошков и М. К. Бабаев) произ­ водились замеры напряжений в толще торфяного грунта на глу­ бине 40—80 мм с помощью аэростатических, гидравлических и тензо'метрических месдоз под гусеницами опытных тракторов типа С-80Б и КД-35.

В 1966—1970 гг. М. М. Танклевским и Н. П. Костюком с по­ мощью месдоз, • оснащенных проволочными датчиками, были получены эпюры сжимающих напряжений в торфяном грунте на различной глубине под гусеницами тракторов Т-38, Т-100МБ

иДТ-55.

Вэти же годы на Западной МИС были получены эпюры нор­ мальных давлений под гусеницами трактора Т-130Б, а в СКВ «Мелиормаш» В. Г. Колошей — эпюры нормальных давлений под гусеницами мелиоративного трактора ТМЛ-4, имеющего эластичную балансирную подвеску, пять кареток и отношение

^к/4в ~ 2 . Таким образом, известны как эпюры нормальных давлений, так и эпюры напряжений в торфяном грунте под гу­ сеницами большинства болотоходных тракторов.

Проанализируем эпюры сжимающих напряжений и нор­ мальных давлений под гусеницами тракторов с полужесткой подвеской и с балансирной эластичной подвеской, у которых центр давления при движении смещен назад относительно сре­

хд =400 мм эпюра сжимающих напряжений на глубине 2 = 4 0 мм

91

имеет вид треугольника. При приложении нагрузки на крюке, равной Р,ф = 4 г, центр давления смещается назад на величину хд,= 600 мм. В результате этого уменьшается длина опорной по­ верхности гусениц и увеличивается максимальное напряжение в грунте.

xa--w

*-гус

рис. 3.11, б показана эпюра сжимающих напряжений в торфяном

ный агрегат двигался по ровному безуклонному участку болота без дернового покрова со скоростью от 60 до 2800 м/ч. Эксплуа­ тационный вес тракторного агрегата составлял 20 400 кг. Общая нормальная нагрузка на опорную поверхность гусениц при ра­ бочем положении канавокопателя Q = 21 900—23 200 кГс. Факти­ ческая длина опорной поверхности гусениц составляла 2900— 3200 мм (при теоретической L r y c = 2 7 8 0 мм). Отношение наи-

92

большего нормального удельного давления к среднему

Максимальная нагрузка на один башмак гусеницы достигла 1560 кг. На ось ведущего колеса действовала нормальная реак­

давлений гусениц на поверхность торфяного грунта имеет треугольноподобный вид.

Такой же вид принимают и эпюры сжимающих напряжений на глубине 40—100 мм. При этом коэффициент неравномерности распределения давлений /г„ =1,8—2,2, изменяясь в зависимости от коэффициента в соответствии с выражением

К = 1,8 + 3,2 (v - 0,12).

Длина же опорной поверхности гусениц из-за погружения в торф

необходимо выполнить следующее. Под осью опорной задней ведущей звездочки отложить по вертикали величину ртах=&пРср> где значение kH находится по указанному выше выражению, а по

соединить прямыми линиями концы отложенных трех отрезков, как показано на рис. 3.12. Тогда закономерность изменения во времени нормального давления на каждое звено опорной ветви

93