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: 112
Скачиваний: 0
где |
0 < |
t < |
2 |
*v |
*" = Ц: |
|
|
|
зв + |
|
|
v |
— |
скорость движения; * |
|||
q |
= |
0,95 |
|
. |
' |
|
|
|
' |
i |
|
•Спрямленная эпюра этого участка и всех остальных пока зана сплошной линией на рис. 3.22, е.
На участке II между осями опорных катков первой каретки давление достигает максимума и изменяется во времени незна чительно, поэтому приближенно этот участок допустимо заменить прямой линией вида
р = 0,95 p m a x + q2t,
где 0 < |
t < -Ь- = t2; q2= |
-BSSL . |
|
v |
t2 |
Затем давление на длине шага звена резко снижается до ве |
||
личины |
рп в точке п. Далее |
на участке / / / оно остается практи |
чески постоянным. Опытные данные показали, что давление р „ = = 0,635рт а х - На участке IV нормальное давление (от точки т до точки k) плавно изменяется: при небольшом коэффициенте v дав ление на этом участке увеличивается до рк, а при большом v уменьшается. Получено, что р к = 0 , 7 6 рю (где рю — давление под крайним опорным катком). На участке V (длина шага опорных
катков |
последней |
каретки) |
давление |
изменяется |
волнообразно, |
|||
но с незначительной неравномерностью, поэтому |
приближенно |
|||||||
этот участок можно заменить прямой линией |
|
|||||||
|
|
|
р = |
0,97 р 1 0 + qst, |
|
|||
где |
0 |
< f < - ^ - |
= *,; |
qa=-^-. |
|
|
||
|
|
v |
|
|
|
t3 |
|
|
|
Примем, что |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
PlO |
— ^3/°ср> |
|
|
где |
/г3 |
— коэффициент |
концентрации |
давления |
под крайним |
|||
|
|
опорным катком; |
|
|
|
|||
|
|
|
|
h |
= |
P w . |
|
|
|
|
|
|
|
|
Pep |
|
|
Получено, что коэффициент &з в зависимости от смещения центра давления изменяется в соответствии с выражением k3= = 1,7—8,0v. На участке VI от оси крайнего катка до ведущей
111
звездочки давление резко уменьшается с небольшим пиком под осью звездочки. Приближенно допускается этот участок аппрок симировать прямой.
Приближенная эпюра нормальных давлений на торфе влаж ностью 94% под гусеницами многоопорного движителя с эла
стичной балансирной подвеской опорных катков при lR/t3B |
^ 2 , 0 |
|||||||||||
и при смещении центра давления вперед в пределах —0,1 |
s ^ v ^ O |
|||||||||||
показана на |
рис. 3.22, в. |
Она |
строилась |
в соответствии |
с урав |
|||||||
нениями: |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
ku |
= |
1,6 + |
4v; |
ks = |
1,7 |
— 8 v; |
p m a x |
= knpCD\ |
|
|||
PlO = |
&зРср'> |
Pn, m ~ U > 6 |
3 |
5 |
Pmax". Рк = |
0,76 p 1 0 . |
|
|||||
|
|
pKl |
= |
0,95 p m a x ; |
pa |
= 0,97 p1Q. |
|
Таким образом, проведенные исследования и анализ эпюр нор мальных давлений позволили, помимо изложенных данных, сде
лать следующие выводы: |
* |
|
|
1) форма эпюры и наибольшие нормальные давления гу |
|||
сениц зависят от среднего |
давления |
р с р , |
от коэффициента v |
смещения центра давления, |
отношения |
lK/t3B |
шага катков к ша |
гу звеньев гусениц, от типа подвески опорных катков и конструк ции лобового и ведущего участков гусениц и от свойств торфя ного грунта;
2)наибольшее распространение имеют трапециевидная и
седлообразная формы эпюр нормальных давлений. При v ~ 0 эпюра давлений может иметь либо седлообразную, либо трапе циевидную форму со значительным участком длины, на котором
действует постоянное давление |
(в |
средней зоне ветви); |
|
||
3) при отношении |
/ к / 4 в ^ 2 |
на торфе |
влажностью |
более |
|
85% нормальные давления под |
гусеницами |
тракторов с |
любой |
подвеской катков распределяются равномерно, без существенных пиков давлений под осями катков;
4)коэффициент v смещения центра давления необходимо определять с учетом дифферента трактора;
5)фактическая опорная длина гусениц зависит не только от отношения /к /4в и коэффициента v, но и от свойств торфяного
грунта и •конструкции крайних участков гусеницы — лобового и ведущего. Чем больше влажность торфа, тем больше факти ческая длина опорной ветви. Увеличение длины достигает 20— 26% у гусениц тракторов Т-100МБ, Т-130Б и ДТ-55А и 13%
утрактора ТМЛ-4;
6)закономерность изменения во времени нормальных дав лений под гусеницами любого болотоходного трактора (прибли женная эпюра) может быть получена до создания и испытания натурного образца на основе приведенных выше опытных дан ных, если определены такие параметры, как v, /к /4в. РсР. v и
112
L r y c . При этом |
используются |
'в |
различных |
сочетаниях |
только |
три уравнения прямых вида: |
|
|
|
|
|
pi |
= const; ри = |
at |
и р,,, = ртах |
— qt. |
(3.8) |
§ 3.5. Экспериментальные эпюры осадок гусениц
и эмпирические закономерности деформирования торфяного грунта
Осадка гусениц в торфяной грунт происходит под действи ем нормальных давлений. Чтобы выяснить зависимость глуби ны и характера осадки гусениц в грунт от нормальных давлений
идругих эксплуатационных
иконструктивных 'Парамет ров, проанализируем экспе риментальные эпюры осадок.
Реальные эпюры осадок гусениц болотоходиых трак Ъзо.мм торов типа ДТ-55А и Т-100МБ на торфяном грун те были получены В. А. Скотниковым в 1960—1965 гг. и Н. П. Костюком в 1969—
1970 гг. Кроме этого, извест ны эпюры осадок в торфяной грунт гусениц специальной установки,' созданной на ба зе трактора КД-35, записан ные в 1959 г. В. А. Порош ковым, и эпюры осадок гусе ниц трактора ТМЛ-4, полу ченные В. Г. Колошей в
1971 |
г. на |
неосушвниом |
бо |
|
|
|
лоте. |
|
|
|
|
|
|
Проанализируем |
эпюры |
|
|
|||
осадок, |
соответствующие |
|
|
|||
движению |
названных |
трак^ |
|
|
||
торов |
при |
смещении |
центра |
Рис. 3.23. Глубина и характер погру |
||
давления назад относитель |
жения гусениц трактора |
ДТ-55А в |
||||
но средины |
опорной поверх |
торф различной влажности: |
||||
ности |
гусениц. На рис. |
3.23 |
а — № =73%; б — W =78%; |
в -W =84%. |
приведены эпюры осадок h гусениц трактора ДТ-55А при его движении по болоту влажностью 73—84% без дернового покро ва со скоростью 3,6 км/ч с навесным кротователем в транспорт ном положении. Видно, что форма эпюры осадок имеет ступен чатый характер. Деформация торфяного грунта начинается под передним опорным колесом трактора. Резкое увеличение осадки происходит под первым опорным катком передней каретки.
113
В промежутке между осями опорных катков передней каретки осадка практически постоянна. Новое резкое увеличение дефор мации грунта возникает под передним катком задней каретки. Под осью последнего катка задней каретки деформация еще более возрастает. Характер роста осадки в промежутке между осями катков задней каретки также носит ступенчатый характер.
Увеличение осадки от катка к катку обусловливает диффе рент трактора назад. Дифферент в зависимости от коэффициен та смещения центра давления v и влажности грунта был в пре делах 0,5—7°. Из-за дифферента трактора (при 0 , 1 9 ^ v ^ 0 , 2 ) лобовой участок гусениц преодолевает незначительную часть со противления грунта смятию.,
v
Рис. 3.24. Глубина и характер погружения гусениц трактора Т-100МБГС, оборудованного канавокопателем КФН-1200, в торф различной влажности:
а — W -=80%; б — W =86%; 1 — скорость движения 0 =1360 л/ч; 2 — скорость дви
жения v =60 л/ч.
Из эпюр видно также, что осадка гусениц существенно уве личивается при повышении влажности торфяного грунта .Так, при повышении влажности с 73% до 84% и при незначительном изменении коэффициента v (от 0,19 до 0,2) наибольшая осадка гусениц возросла (рис. 3.23) более чем в 4 раза. Наблюдения показали, что при осадке гусениц трактора ДТ-55А торфяной грунт уплотняется и частично срезается по стенкам колеи. При этом выпора торфа влажностью 73—84% и степенью разложения 35% из-под гусениц не происходило'. На торфе влажностью 84% колея заполнялась грунтовой водой.
На рис. 3.24 показаны эпюры осадок, имевших место при движении трактора Т-ЮОМБГС с навесным канавокопателем КФН-1200 в транспортном положении. Опыты проводились на низинном торфе влажностью 80—86% и степенью разложения 30—35%. Дернового покрова на тррфе влажностью 80—84% не было, а на торфе влажностью 86% был дерновый покров не большой толщины. Трактор двигался со скоростью 60—2700 м/ч. Центр давления был смещен назад (v«=0,18—0,2).
Из эпюр осадок видно, что деформация торфа и дифферент зависят от скорости движения. Так, например, осадка гусениц
114
увеличилась примерно вдвое при снижении скорости с 1360 (ли ния /) до 60 м/ч (линия 2). Влияние скорости движения тракто
ра на глубину осадки исследовали также |
Б. Н. Янушкевич и |
|||
В. В. Кацыгнн на торфе глубиной 0,8—1,2 м, влажностью |
89% |
|||
(на глубине 0,25 м) |
и покрытом |
мощным |
дерновым покровом |
|
толщиной 200—250 |
мм. Уровень |
грунтовых |
вод находился |
на |
глубине 0,2—0,3 м от поверхности. Измерялась осадка экспери ментального трактора С-80БМ ( L r y c =3373 мм, .6 = 970 мм, рср = = 0,22 кГс/см2) при движении со скоростью 2—5 км/ч. Для ука занных грунтовых условий и трактора получено, что наибольшая глубина осадки гусениц уменьшается с ростом скорости движе ния в соответствии с выражением
|
|
|
|
|
|
|
h = |
186е-°-0 6 ° мм, |
|
|
|
|
где v |
— |
скорость движения трактора, км/ч. |
|
|
|
|||||||
|
Графически указанная зависимость показана на рис. 3.25. |
|||||||||||
|
Из сравнения эпюр осадок на |
|
|
|
|
|||||||
рис. 3,24, а'н |
б видно, что |
глубина |
|
|
|
|
||||||
осадки гусениц зависит от влаж |
|
|
|
|
||||||||
ности |
торфа. |
На |
торфе |
влаж |
|
|
|
|
||||
ностью 86% |
наибольшая |
осадка |
|
|
|
|
||||||
гусениц составила 240—270 мм и |
|
|
|
|
||||||||
была |
в 2,5—2,7 |
раза |
больше, чем |
|
|
|
|
|||||
« а |
торфе |
влажностью 80—82% |
|
|
|
|
||||||
при |
прочих |
равных |
условиях. |
|
|
|
|
|||||
Д и ф ф е р е н т |
|
т р а к т о р а |
|
|
|
V,KM/v |
||||||
Т-100МБГС |
(с |
канавокопателем |
|
|
|
|||||||
КФН-1200) |
в |
зависимости от |
Рис. 3.25. Зависимость |
глубины |
||||||||
влажности |
торфа |
и |
положения |
осадки гусениц |
трактора |
С-80БМ |
||||||
центра давления составлял 2—10°. |
от скорости |
движения |
(по |
|||||||||
При |
погружении гусениц |
тракто |
Б. Н. Янушкевичу и В. В. Кацы- |
|||||||||
тину). |
|
|
||||||||||
ра Т-100МБГС в торф влажностью |
|
|
||||||||||
|
|
|
|
86% последний под передними звеньями опорной ветви вначале уплотнялся, что сопровождалось прогибом дернового покрова, а затем срезался дерновый покров и торф по стенкам колеи (по раз меру ширины В). Колея по всей длине опорной ветви гусениц заполнялась грунтовой водой, отжимаемой гусеницами. При этом наблюдались «фонтанчики» воды, бьющей вверх через отверстия в гусеничных башмаках. Выпора торфа из-под гусениц и через вертикальные стенки колеи не отмечалось на указанном виде и состоянии торфа.
На рис. 3.26 штриховыми линиями показаны эпюры осадок гусениц трактора ТМЛ-4, движущегося на холостом ходу . со скоростью 1,55 км/ч по торфяному грунту верхового болота влаж ностью 84 и 94% . Степень разложения была 15—20%. Смещение центра давления назад было небольшим и соответствовало v = 0,015—0,09.
115
Рис. 3.26. Эпюры осадок в торфяной грунт гусениц трактора ТМЛ-4 при движении со скоростью 1,55 км/ч по торфу:
а — влажностью 84%; б — 94%.
Как видно, при увеличении влажности торфа с 84 до 94% осадка гусениц возросла примерно в 4 раза. При этом изменя ется и дифферент трактора. На торфе влажностью 84% диффе рент был равен 0,5°, а на торфе влажностью 94% он увеличился до 2°.
116
Лобовой |
участок гусеницы погружался в торф на глубину |
30—40% от |
наибольшей осадки гусениц. Наиболее резкое по |
гружение гусениц происходит под первым опорным катком пе редней каретки и в промежутках между катками смежных каре ток. А осадки грунта под осями катков остальных кареток и на участках длины каретки распределяются более равномерно. Вследствие этого эпюра осадок имеет ступенчатый характер. Огибающая кривая 1, характеризующая изменение осадки звень
ев гусениц вдоль длины опорной ветви, имеет |
параболический |
|||||||
характер. Выпуклость этой кривой направлена вниз. |
|
|||||||
Проанализируем |
эпюры |
|
|
|
||||
осадок |
тракторов |
при |
сме |
|
|
|
||
щении центра |
давления |
впе |
|
|
|
|||
ред относительно |
средины |
|
|
|
||||
опорной |
|
поверхности |
гусе |
|
|
|
||
ниц. |
|
|
|
|
|
|
|
|
На |
рис. 3.27 |
показана |
|
|
|
|||
эпюра |
|
осадок |
трактора |
|
|
|
||
Т-100МБ ГС с |
навесным |
ка |
|
|
|
|||
навокопателем |
КФН-1200 в |
Рис. 3.27. Эпюра |
осадок |
гусениц в |
||||
транспортном положении при |
торфяной грунт влажностью 80—82% |
|||||||
движении |
задним |
ходом со |
трактора Т*]00МБГС (с |
канавокопа |
||||
скоростью |
2,8 км/ч на торфе |
телем КФН-1200) при смещении цент |
||||||
без дернового покрова влаж |
ра давления вперед то |
ходу дви |
||||||
жения. |
|
|||||||
ностью |
80%- Видно, что по |
|
|
|
гружение гусениц такое, что дифферент трактора направлен на зад и невелик. Лобовой участок гусениц имеет значительную осадку. Эпюра нормальных давлений, соответствующая пока занной осадке, приведена на рис. 3.19, а. Характерно, что при сме щении центра давления вперед (при постоянном среднем давле нии) наибольшее давление увеличивается, а наибольшая осадка уменьшается или остается такой же, как и при равном смещении центра давления назад.
На рис. 3.28 показаны эпюры деформации торфяного грунта под гусеницей трактора Т-100МБ, оборудованного бульдозером,, и под гусеницами тракторов Т-100МБ и Т-38, движущихся на холостом ходу при смещении центра давления вперед. Соответ ствующие эпюры давлений приведены на рис. 3.20. Влажность торфа соответственно 74, 79 и 86%. Из эпюр осадок видно, что наибольшая деформация грунта образуется в конце лобовогоучастка гусеницы под первым опорным колесом (Т-38) или кат ком (Т-100МБ). Рост осадок от нуля до максимума происходит по кривой большого радиуса кривизны с выпуклостью, направ ленной вверх. После достижения наибольшей величины осадка изменяется весьма незначительно на всей остальной длине опор ной ветви и несколько восстанавливается на ведущем участке гу сеницы.
117