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

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

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