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: 193
Скачиваний: 0
На торфе влажностью 74% дифферент трактора Т-100БГ (с бульдозером) 'направлен вперед и составляет 24'. У трак тора Т-100МБ (без бульдозе ра) он был равен нулю, а у трактора Т-38 направлен так же вперед и равен 1 Т.
На рис. 3.26 оплошными ли ниями показаны эпюры осадок гусениц трактора ТМЛ-4 на торфе верхового болота влаж ностью 84 и 94%. Скорость дви жения была 1,55 км/ч. Смеще ние центра давления вперед осуществлялось перестановкой блока-противовеса. Из эпюр видно, что в основном дефор мация торфяного грунта про исходит под лобовым участком гусеницы. На торфе 'влаж ностью 84% наибольшая осад ка образуется под осями пер вого и второго катков передней балансирной каретки. Затем осадка уменьшается. Вследст-
Рнс. 3.28. Эпюра осадок в торфяной грунт гусениц тракторов:
а — T-ЮОМБ (с бульдозером); б — T-100МБ
(движение холостым ходом); в — Т-38 при смещении центра давления вперед.
вне этого трактор имеет дифферент вперед. Характер осадки гу сениц и направление дифферента свидетельствуют о значитель ных упругих свойствах верхового торфа влажностью 84% и сте пенью разложения 15—20%. На торфе влажностью 94% резкое увеличение осадки также происходит под осями передних катков. Наибольшая часть осадки образуется под осями опорных катков передней каретки, причем осадка первого катка значительно от личается от осадки второго.
Но и под последующими звеньями гусеницы грунт продол жает деформироваться, поэтому наибольшая осадка возникает под осью последнего опорного к^тка. Вследствие этого трактор имеет дифферент назад, а не вперед, как на торфе влажностью 84%- Это обпъясняется тем, что на торфе влажностью 94% груп
п е
товая вода не успевает отфильтровываться под первыми двумя опорными катками и продолжает вытесняться из торфа в тече ние всего периода взаимодействия гусениц с грунтом. Продол жительность нагружения торфа лобовым участком гусеницы и на длине передней каретки составляла 2,8 сек. Этого времени,, как видно, недостаточно для полного отжатия грунтовой воды из торфа влажностью 94% при внезапном приложении к его по верхности нормального давления величиной до 0,36 кГс/см2. Со ответствующая эпюра давлений показана на рис. 3.22.
Осадка на торфе влажностью 94% примерно в 4 раза боль ше, чем на торфе влажностью 84%. Сравнение осадок трактора ТМЛ-4 при смещении центра давления назад, нулевом и вперед показывает, что наибольшая осадка гусениц при нулевом сме щении центра давления и при небольшом смещении вперед мень ше, чем наибольшая осадка гусениц при смещении центра дав ления назад. Огибающая кривая 2, характеризующая изменение осадки звеньев гусениц вдоль длины опорной ветви, имеет пара болический характер, как и кривая / (при смещении центра давления назад), но выпуклость кривой 2 более крутая.
Анализ эпюр осадок показывает следующее. Осадка гусе ниц в торфяной грунт зависит от влажности торфа. На низин ном торфе степенью, разложения 30—35% при наибольших дав лениях под гусеницами (0,6—0,8 кГс/см2) осадка гусениц увели
чивается |
на |
15—22 мм |
при |
повышении |
влажности |
на |
1 % |
(начиная |
с |
79 — 80%) . На верховом болоте (R = 15—20%) |
при |
||||
наибольших |
давлениях |
под |
гусеницами |
(0,36—0,49 |
кГс/см2) |
осадка возрастает на 8—10 мм при увеличении влажности тор фа на 1 % при прочих равных условиях.
Характер осадок гусениц таков, что образуется дифферент трактора. Величина и направление его зависят от величины и направления смещения центра давления, от наибольшего нор мального давления и от скорости движения трактора. При рас четном определении положения центра давления необходимо за ведомо учитывать величину и направление дифферента, ориен тируясь на опытные значения, полученные при исследовании транторов Т-100МБГС, ДТ-55А и ТМЛ-4.
Наибольшая осадка гусениц зависит также от направления и величины смещения центра давления. При смещении центра давления от средины опорной поверхности гусениц назад глу бина осадки увеличивается. При небольшом смещении центра давления вперед (v~0,015—0,1) осадка гусениц уменьшается. Наибольшая осадка гусениц (при одинаковых коэффициентах v смещения центра давления) зависит также от общей нормаль ной нагрузки на гусеницы.
Помимо влажности W и вида торфа, величины g и направ ления смещения центра давления, наибольшего давления / з ш а х г на наибольшую осадку гусениц влияет скорость движения ма шин. С увеличением скорости движения от 0 до 7 км/ч (предел
11»
проводимых исследований) осадка гусениц на торфяном грунте уменьшается.
Таким образом, наибольшая осадка гусениц — функция мно гих параметров
An** = / ( / w ; |
р с Р ; v ; T\ W), |
где T — период взаимодействия |
гусениц с грунтом. |
Приближенно закономерность изменения осадки торфяного грунта вдоль длины гусениц, или изменение осадки во времени, характеризуется огибающими кривыми 1 и 2, показанными штриховыми линиями на рис. 3.26.
Трудность получения аналитической зависимости глубины осадки от указанных эксплуатационных и конструктивных па раметров приводит к необходимости пользования эмпирическими зависимостями. До<кт. техн. наук С. С. Корчунов предложил оп ределять осадку h гусениц в торф любого состояния по формуле
|
|
|
* _ _ * ! „ ( ! - £ . ) . |
|
|
|
, , 9 , |
||
где |
р н е с |
— |
предел несущей способности гусениц на |
торфе рас |
|||||
|
|
— |
сматриваемого состояния; |
|
|
|
|
|
|
|
k |
опытный коэффициент; |
|
|
|
|
|
||
|
РсР |
— среднее давление гусениц. |
табл. |
2.11 |
н |
по формуле |
|||
Величины |
р н е с и k определяются по |
||||||||
(2.27). |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
Докт. техн. наук В. В. Кацыгин |
предложил |
формулу вида |
||||||
|
|
|
|
PcP =P„e cth - А - |
/г , |
|
|
|
(3.10) |
|
|
|
|
Рнес |
|
грунта. |
|
||
где kQ — коэффициент объемного сжатия |
|
||||||||
|
Позже В. В. Кацыгин и Е. С. Мельников уточнили эту фор |
||||||||
мулу |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
ЭСР = |
(Рнес + cv0) th - |
+ cv0 |
h, |
|
(3.10а) |
|
где |
с и т |
— опытные |
коэффициенты. |
При |
|
влажности торфа |
|||
|
|
|
82—84% |
величина с = 8,9—9,7, |
а |
т = 1 0 — 1 1 ; |
|||
|
|
v0 — скорость деформации (осадки) торфа, м/сек. |
|||||||
|
Канд. техн. наук М. М. Танклевский предложил |
определять |
глубину колеи гусениц на осушенной торфяной залежи по вы ражению
/ W = 0 , 4 4 у |
^ |
• , и ,Чп2, |
(3.11) |
3 |
П |
Q |
|
120
В Lj.yckt
где |
|
Q |
нормальная |
нагрузка на гусеницы |
(сила); |
|
||
|
J r y c i |
в |
длина и ширина опорной ветви гусеницы; |
|
||||
|
|
V |
модуль деформации торфа, определяемый на- |
|||||
|
|
|
гружением |
сферического штампа |
диаметром |
|||
|
|
|
700 мм в течение одной минуты; |
|
|
|||
|
|
п, — |
коэффициент, |
учитывающий |
неравномерность |
|||
|
|
|
распределения |
давлений под |
гусеницами, |
1,25— |
||
|
|
|
2,3; |
|
|
|
|
|
|
|
п2 |
коэффициент, |
учитывающий |
влияние динамиче |
|||
|
|
|
ских нагрузок, 1—1,4. |
|
|
|
||
|
Приведенные эмпирические формулы позволяют в ряде слу |
|||||||
чаев |
получить |
достоверные |
значения наибольшей |
осадки |
гусе |
ниц, но не отражают влияния на проходимость главнейших пара-
|
|
|
|
50 |
|
|
|
|
|
- ° |
|
о |
1 |
|
|
|
|
|
J |
|
|
|
1 |
^ |
||
ООО |
|
|
|
|
|
|||
|
|
|
о.з |
0,5 |
0,7 Р.ю/см* |
|||
150 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
1 |
6 |
|
|
|
|
|
1 |
/ |
|
|
|
|
|
|
100 |
|
|
|
100 |
|
о — о |
|
|
|
/ 1 |
|
Ъ^=о- |
|
|
|||
|
|
|
|
|
1 ^ 7 |
|
||
|
|
|
|
|
|
/ |
/ 1 |
|
50 |
|
|
|
50 |
|
|
|
|
0,1 |
0,5 |
Q5 |
|
|
|
• |
• |
|
|
Р™/см* |
0.1 |
0,3 |
0,5 |
0,7 Р,*г/см3 |
\
Рис. 3.29. Зависимость осадки звена гусеницы от давления при движении трактора ДТ-55А с навесной машиной е транспортном положении по торфу:
|
а _ № = 8 4 % ; б |
—W |
=73%; |
я — W |
=78%. |
|
|
метров и |
закономерностей |
процесса |
взаимодействия |
гусениц |
|||
с грунтом: |
положения центра |
давления, |
периода |
взаимодей |
|||
ствия, изменения во времени нормальных |
давлений, |
влажности |
|||||
и вида торфа. Они не раскрывают физической сущности |
изучае |
мого процесса и потому не позволяют научно обосновать выбор конструктивных и-, эксплуатационных параметров болотоходных
машин. Например, в формулах (3.10) — (3.11) осадка гусениц ставится в зависимость от среднего нормального давления или общей нормальной нагрузки без учета положения центра давле ния и скорости движения. Однако опыт показывает, что наиболь шая осадка определяется главным образом не средним, а мак симальным нормальным давлением. На рис. 3.29 приведены гра фики зависимости осадки 1 звена гусеницы от нормального давления при движении трактора ДТ-55А по торфу различной влажности. Огибающие кривые / показывают возрастание оса док от давления.
Видно, что наибольшая осадка соответствует наибольшему давлению. Эта зависимость позволила для вычисления наиболь шей осадки использовать формулу С. С. Корчунова в следующем виде:
Л™«= — As In [ 1
(3.12)
Q k
—"-n BL
где |
p m a x — |
наибольшее нормальное давление под |
гусеницей |
||||||||
|
|
трактора типа ДТ-55А; |
|
|
|
|
|
||||
& р =0,5 — 0,675 — |
коэффициент, |
учитывающий |
неравномерность |
||||||||
|
|
распределения давлений по длине активно-опор |
|||||||||
|
|
ного участка; |
|
|
|
|
|
|
|
||
|
Q K m a x — |
наибольшая |
нормальная |
нагрузка |
на |
опорный |
|||||
|
|
каток; |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
k — показатель |
сжимаемости торфа. При влажности |
|||||||||
|
|
торфа W = 7 8 % |
k% = 10,76; |
при |
W = 84% |
k= |
10,15. |
||||
|
Рнес.зв— несущая способность звена гусеницы. При влаж |
||||||||||
|
|
ности |
торфа |
W7 =78%P„ec; зв =0,98, |
а |
при |
W = |
||||
|
|
= 8 4 % |
Рнес.зв = 0,8 |
кГс!см2. |
|
|
|
|
|||
|
На рис. 3.30 приведены аналогичные графики |
зависимости |
|||||||||
осадки от давления при движении трактора ТМЛ - 4 |
по торфу |
||||||||||
влажностью 9 4 % (линия 1) и по |
торфу |
влажностью |
8 4 % |
(ли |
|||||||
ния 2 ) . Штриховые линии характеризуют |
зависимость |
осадки от |
давления при смещении центра давления вперед, а сплошные ли нии — зависимость осадки от давления при смещении центра давления назад. Среднее давление былс> одно и то же, скорость движения составляла 1,55 км/ч. Видно, что глубина осадки за висит от направления смещения центра давления.
Одна из основных трудностей при выведении аналитическо го выражения для осадки гусениц в грунт — сложность учета влияния давлений, действующих в разных точках опорной ветви
гусениц в |
течение периода их взаимодействия, на напряжения |
и осадки |
полоски поверхности грунта, попавшей под гусеницу. * |
122