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

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

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

;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