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: 114
Скачиваний: 0
опорных участков 1акт так, чтобы площадь эпюры всегда от ражала истинную величину Q. Закономерность изменения во времени нормальных давлений на одно звено опорной ветви гу сеницы может быть выражена суммой уравнений прямых, обра зующих эпюру давлений под опорной ветвью гусеницы:
р = qjt |
при |
0 |
< |
t < |
|
|
= |
fs |
и |
|
q i = |
|
; |
|
|
||
|
|
|
|
|
|
|
v |
|
|
|
|
|
|
|
t1 |
|
|
' |
P — Pa — q£, |
где |
0 < |
z1 |
< |
— ^ - ; |
<?2 |
= |
|
|
|||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
и |
|
|
|
|
|
|
|
|
р = |
о |
при |
|
< |
t < |
|
2 , |
7 |
5 ^зв |
; |
|
• |
. ' |
||
|
|
|
|
|
|
V |
|
|
|
|
|
|
V |
|
|
|
|
|
I |
|
г\ |
^ ± |
^ |
1 »^5 ^з в |
|
|
, |
|
|
Ртах. |
|
|
|||
р = |
q3t, |
где |
0 < |
/ < |
|
^ |
|
= |
/3 |
; |
q3= |
|
—— |
; |
|
||
Р = Ртах, — qj, |
где |
0 < |
t < |
—^—; |
((, |
из эпюры); qt = |
- ^ р |
и. |
Ранее были проанализированы эпюры нормальных давле ний при смещении центра давления назад относительно среди ны опорной поверхности гусениц. Теперь проанализируем эпюры нормальных давлений и сжимающих напряжений в торфе при смещении центра давления вперед по ходу движения. Экспери ментальные эпюры этого типа для различных типов гусеничных движителей показаны на рис. 3.19, 3.20 и 3.22,
Рассмотрим |
эпюры давлений |
под |
гусеницами |
тракторов |
|||
с полужесткой подвеской и lK/t3B < ! 1,7. |
|
|
|
||||
На |
рис. 3.19, а приведена |
эпюра нормальных давлений гу |
|||||
сениц |
трактора |
Т-100МБГС, |
оснащенного |
канавокопателем |
|||
КФН-1200, при движении задним |
ходом |
со |
скоростью |
2,8 км/ч * |
по торфу без дернового покрова влажностью 80% . Канавокопа тель находился в транспортном положении, и центр давления был смещен вперед на 450 мм (y~0,lQ). Отношение lK/t3B на участке между осями ведущего колеса и опорного-катка было равно примерно 2,3. Как видно, под ведущим колесом образу ется пик давлений, под осью колеса давление принимает-мак симальное значение р т а х =0,81 дан/см2. Затем между осями звез
дочки и первого опорного |
катка |
давление резко снижается |
до р = 0,5р т а х , а посредине |
участка |
между осями первого и вто |
рого катков давление опять принимает максимальное значение Ртах- Под осью второго катка давление равно примерно 0,5р ш а х ,
и затем вдоль длины |
гусеницы оно |
плавно'(почти линейно) |
уменьшается до нуля |
(н;а расстоянии |
/ з в от оси заднего направ |
ляющего колеса давление равно нулю)-.
105
LГус*2780 |
ЬГус'-2373^ |
Lruc-2373_ |
|
|
до»/см*
^Lm=27B0
Г4—" 0—.5L
•ПС
3 >
б,д°»/а
дан/см
Рис. 3.19. Экспериментальные эпюры сжимающих напряжений и нормаль ных давлений гусениц на торфяной грунт тракторов типа Т-100МБ и С-80 при смещении центра давления ©пе
ред .(по ходу движения).
Коэффициент kH неравномерности распределения нормаль ных давлений составил 2,15. Фактическая длина опорной по верхности гусениц была несколько больше теоретической длины и составила 2900 мм.
Рис. 3.20. Экспериментальные эпюры сжимающих напряжений (на глуби не 80—100 мм) под гусеницами тракторов Т-100МБ и Т-38 при смещении
центра давления вперед.
В первом приближении такой вид эпюр на торфе влаж ностью 80% может быть представлен в виде треугольника, по казанного на рис. 3.21. Здесь под осью переднего колеса дей ствует наибольшее давление р т а х , а затем давление линейно
106
уменьшается до нуля под осью заднего колеса. Эпюра описы вается уравнениями вида:
|
р — q-jt |
при |
0 < ; t <; |
2L |
= |
t1 |
и q1 |
= |
|
|
|
|
qnt, где |
0 < t < |
Т; |
q2 = |
Т |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
При |
несколько |
меньшем |
смещении |
центра |
давления |
||||
(v = 0,12) |
и на торфе меньшей влажности (W = 79%) |
Н. П. Кос- |
|||||||
тюком была получена эпюра сжимающих напряжений на глуби |
|||||||||
не 100 мм под гусеницами трак |
|
|
|
|
|
||||
тора Т-100МБ, |
оснащенного |
|
|
|
|
|
|||
бульдозерным |
оборудованием |
|
|
|
|
|
|||
(рис. 3,20, а, б). |
|
|
|
|
|
|
|
|
Видно, что наибольшее на пряжение возникает под пер вым опорным катком, а не под передним колесом. Причем под всеми остальными катками на пряжение остается примерно постоянным и равным (0,5— 0,55) <тт а х , а /г„'=2,4.
При дальнейшем приближе нии центра давления к средине опорной поверхности гусениц эпюра сжимающих напряжений на глубине 80—100 мм под гу сеницами трактора Т- 100МБ принимает -вид треугольника и на торфе влажностью 74% (рис. 3.20, а) и на торфе влаж ностью 79% (рис. 3.19, г). И здесь наибольшее напряжение <*тах действует под осью перед него опорного катка, а не под осью переднего колеса.
Рис. 3.21. Приближенные эпюры нор мальных давлений гусениц на торфя ной грунт у тракторов с полужест кой подвеской и отношением lKlt3B <
=g:2 при смещении центра давления вперед по ходу движения.
Коэффициент & „ ' = 1 . 6 5 и 1,55 при v=—0,075. Из этого можно сделать вывод, что эпюра, построенная на рис. 3,21, а, ха рактерна для трактора с полужесткой подвеской и отношением
4/4в =ё~1.7, при смещении |
центра |
давления в промежутке |
— 0 , 0 3 5 ^ v ^ — 0 , 1 7 и при |
работе на |
торфе влажностью 80%. |
На торфе повышенной влажности |
( W = 8 2 — 8 5 % ) М. К. Ба |
баевым были получены эпюры нормальных напряжений на глу бине 40 мм под гусеницами трактора С-80 (рис. 3.19, б) и трак тора С-80Б, оснащенного кротодренажнрй машиной (рис. 3.19, в) . Движение выполнялось задним ходом, что и позволило сместить центр давления вперед по ходу движения.
107
Согласно рисунку, обе эпюры имеют седлообразный вид, явно видны два участка с повышенным напряжением: под осью переднего катка "(или между осями двух первых опорных катков) и под осью последнего опорного катка.
Седлообразная форма сохраняется в - большом диапазоне
смещения центра давления |
— 0 |
, 0 1 5 ^ v ^ — 0 , 2 . |
Коэффициент |
||||
kn' =1,53—2,7 |
. Такая же форма эпюры напряжений была полу |
||||||
чена Н. П. Костю ком на |
глубине |
100 мм под гусеницами |
трак |
||||
тора Т-38 на |
торфе влажностью |
86% |
(рис. 3.20, е) . При |
этом |
|||
&н ' =1,5—1,65 |
и |v| =0,03—0,08. Эпюр |
давлений гусениц на тор |
|||||
фе указанной |
влажности |
не |
получено. Однако, |
ориентируясь |
на характер эпюр напряжений, можно предположить, что подоб но эпюрам сжимающих напряжений на торфе влажностью 82—
86% эпюра нормальных |
давлений |
гусениц тракторов |
с полу |
|||
жесткой |
подвеской и |
отношением |
/ к / 4 в ^ 1 , 7 |
при смещении |
||
центра |
давления вперед |
(—0,015^v^=—0,2) |
должна |
также |
||
иметь седлообразную |
форму. |
|
|
|
||
Приближенно эпюра давлений может быть представлена так, |
как показано на рис. 3.21, б. Под осями переднего колеса и перво
го |
опорного катка откладывают значение ртм = kupcp, |
где kn = |
|||||||||||
= |
1,55 4-2,66 (| v |—0,015). Под осью третьего |
опорного катка сле |
|||||||||||
дует |
отложить |
отрезок |
прямой, |
|
равный давлениюр3 = |
k'pcp; |
|||||||
а под осью последнего опорного катка |
значение р 3 . к = |
1,25р3 = |
|||||||||||
= |
1,25&'рс р , |
где |
коэффициент k'= |
Р |
з |
определяется |
по |
эмпи- |
|||||
рическому выражению k'= |
1,65—0,55 |
kn. |
принимать |
равной |
|||||||||
|
|
Длину |
опорной |
поверхности |
следует |
||||||||
L r |
y c |
- f t3B |
и откладывать ее от точки, расположенной |
на расстоя |
|||||||||
нии |
(1,0—1,15) |
t3B |
впереди оси |
переднего |
колеса |
движителя. |
|||||||
На рис. 3.21, а, б пунктиром показана расчетная эпюра |
нормаль |
ных давлений при v<«—0,015—0,020, а оплошными линиями эпю ра при v«—0,17—0,2.
Рассмотрим эпюры нормальных давлений гусениц трактора
с эластичной |
балансирной |
подвеской |
опорных |
катков |
при |
|||||
У * з в < ( 2 - 2 , 1 ) . |
|
|
|
|
|
|
||||
|
На |
рис. |
3.22 показаны |
эшоры |
давлений |
под |
трактором |
|||
ТМЛ-4 |
( L r y c |
=4300 мм, В — 870 мм) |
на торфяном грунте |
верхо |
||||||
вого |
болота |
влажностью 84% (рис. 3.22, а) и влажностью |
94% |
|||||||
(рис. 3.22, б). |
Глубина торфа |
превышала |
3 м.. Степень разложе |
|||||||
ния |
торфа |
была 15—20%. |
Трактор |
двигался |
со |
скоростью |
||||
1,55 |
км/ч с |
различной нагрузкой на |
крюке. Блок-противовес / |
трактора был поставлен в крайнее переднее положение. В ста тическом положении на твердой горизонтальной поверхности центр давления трактора был смещен на 350 мм вперед отно сительно средины опорной поверхности гусениц (|v|=0,08). При движении по болоту без нагрузки на крюке центр давления трак тора изменял положение из-за дифферента трактора на 0,5—2" и влияния момента сопротивления качению.
108
Lryc'^SOO
pdan/CMz
Рис. 3.22. Эпюры нормальных давлений гусениц на торфяной ГРУНТ трактора ТМЛ-4 с эластичной балансирной подвеской LH смеще нин центра давления вперед по ходу движения):
и - верховой торф влажностью 84%; б - торф влажностью 94%; в - прибли женные эпюры.
109
На торфе влажностью 84% дифферент трактора направлен вперед по ходу движения, глубина погружения 'была небольшой (торф покрыт прочным дерновым покровом). Поэтому здесь центр давления смещался вперед на |v| =0,066. На торфе влаж ностью 94% трактор наклонился назад, фактическая длина опор ной поверхности гусениц возросла. Глубина погружения была большой, что вызывало значительное сопротивление качению трактора. Поэтому смещение центра давления относительно сре дины опорной поверхности гусениц уменьшилось и было близ ким к нулю ( v ~ 0 ) .
На торфе влажностью 84% степенью разложения 15—20%, покрытом прочным дерновым покровом, наибольшее нормальное
давление р ш а х |
под гусеницей трактора |
ТМЛ-4 создавалось под |
|||
осью |
переднего опорного катка |
(участок /) первой балансирной |
|||
каретки и было равно 0,45—0,47 кГс/см2, |
коэффициент |
/г„=2,1 — |
|||
2,17. Под осью второго катка давление |
сохранялось |
примерно |
|||
таким |
же (участок / / ) , а посредине между осями катков оно |
||||
уменьшалось |
на 33—35%. Под |
осями |
последующих |
опорных |
катков (участок / / / ) давления уменьшаются примерно линейно. Неравномерность распределения давлений в промежутках меж ду осями опорных катков также уменьшается. Это дает основа ние при приближенном построении принять, что эпюра нормаль ных давлений гусениц имеет форму трапеции. Давления во вре
мени изменяются |
так, |
как |
показано |
штриховыми линиями на |
||
рис. 3.22, в. Здесь |
давление |
от |
нуля |
под осью переднего колеса |
||
линейно увеличивается |
до |
р т а х |
под |
|
осью переднего опорного |
катка и остается постоянным до оси второго катка, а затем ли
нейно уменьшается до величины, |
равной |
(0,21—0,22) |
р т а х под |
осью последнего опорного катка. После этого давление |
(участок |
||
/V") падает до нуля на длине, равной шагу звена "гусеницы. |
|||
На торфе влажностью 94% |
при v«=0 |
эпюра нормальных |
давлений имеет, седлообразную форму. Наибольшее давление было под осями катков передней балансирной каретки. При v = 0 -оно под осью второго катка было равно 0,38 кГс/см2 и 0,36 кГс/см2 под осью первого катка. Коэффициент неравномерности распре деления давления под гусеницей /г „=1,6—2 и находится в зависи мости от смещения центра давления
й„ = 1,6 + 4 1 v U
где | -v | —абсолютное значение v.
На эпюре давлений (рис. 3.22, б) видны несколько характерных участков. На участке /, где отношение ljtsa =2,7, давление из меняется волнообразно с пиком давлений под осью переднего направляющего колеса. Приближенно этот учаток допустимо представлять прямой линией вида
Р = qt,
НО