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: 104
Скачиваний: 0
|
|
|
|
|
|
|
|
Т а б л . |
4.3. Суммы S [ u |
|
|
|
|
|
|
|||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
5ц; |
и t при k |
|
|
|
|
|
|
|
|
Вели |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
чина |
I,25-10—ь |
2,5-10—5 |
5 - Ю - 5 |
1,25-10—4 |
2,5-10—1 |
5-10—• |
1,25-10—3 2,5-10—3 |
5 - Ю - 3 |
1,25-10—2 2,5-10—2 |
5-10—2 |
0,125 |
0,25 |
0,5 |
|||||
|
||||||||||||||||||
0,62243X |
1.244Х |
2,4852X |
0,"6195х |
1.2349Х 2,4578X |
6,0836X |
1.203Х |
2.367Х 5.724Х 1.1013Х 2,0795X |
0,04587 0,078 0,1188 |
||||||||||
Sfff |
Х Ю - 5 |
X l O - s |
X l O - * |
Х Ю - 4 |
|
Х Ю - ' |
х ю - > |
Х Ю - ' |
Х Ю - З |
х Ю - з |
Х Ю - з |
Х Ю - 2 |
Х Ю - 2 |
|
|
|
||
t, сек |
0,125 |
0,25 |
0,5 |
1,25 |
|
2,5 |
|
5 |
12,5 |
25 |
50 |
125 |
250 |
500 |
1250 |
2500 |
5000 |
|
при |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
а=\ |
0,5 |
1 |
2 |
5 |
|
10 |
|
20 |
50 |
100 |
200 |
500 |
1000 |
2000 |
5000 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
i |
|
|
|
|
|
|
|
при |
0,025 |
0,05 |
0,1 |
0,25 |
|
0,5 |
|
1 |
2,5 |
5 |
10 |
25 |
50 |
100 |
250 |
500 |
1000 |
|
а =5 |
0,1 |
0,2 |
0,4 |
1 |
|
2 |
|
4 |
10 |
20 |
40 |
100 |
200 |
400 |
1000 |
— |
— |
|
при |
0,0125 |
0,025 |
0,05 |
0,125 |
|
0,25 |
0,5 |
1,25 |
2,5 |
5 |
12,5 |
2,5 |
50 |
125 |
250 |
500 |
||
а=10 |
0,05 |
0,1 |
0,2 |
0,5 |
|
1 |
|
2 |
5 |
|
10 |
20 |
50 |
100 |
200 |
500 |
1000 |
2000 |
|
|
|
60 |
- |
|
-»и |
.) |
'* 2) числитель при Я=100 см; |
знаменатель при #=200 см\ |
3) k— а^2 |
|
|
|
|||||
П р и м е ч а н и я : 1) S / / / = |
— ^ - ( l — в |
п |
|
|
|
|||||||||||||
iin= ( 2 л - 1) — ; п = 1; |
2; 3; 4; ...; |
60. |
|
|
Выбор числа п = 60 членов дало |
возможность |
получить сум |
||
мы S0 и от |
с точностью до пятого |
знака (табл. 4.2—4.3). |
||
По данным таблиц могут быть |
построены |
эпюры |
осадок |
|
(деформаций) |
грунта под гусеницами в зависимости от |
конст |
||
руктивных и эксплуатационных особенностей тракторов и ма шин и свойств грунта. Это позволяет проанализировать степень проходимости машин or указанных факторов.
Г л а в а 5. АНАЛИЗ ОСНОВНЫХ ЗАКОНОВ
ОБРАЗОВАНИЯ КОЛЕИ
§ 5.1. Зависимость проходимости машин от положения
центра давления и среднего удельного давления
Глубина колеи, образуемой гусеницами болотоходных ма
шин, зависит от многих факторов, как |
следует из |
формул |
(4.15) — (4.19), поэтому их анализ имеет |
существенное |
значение |
для правильного выбора параметров трактора и условий их эк сплуатации.
Проходимость машин по болотам определяется глубиной колеи, выдавливаемой в грунте гусеницами. Чем меньше глуби на осадки гусениц в торф, тем выше проходимость машины при одной и той же касательной силе'тяги.
Определим глубину и характер осадки гусениц в зависимо сти от положения центра давления при прочих равных усло
виях. Примем, что скорость v движения машины, их длина |
Ьгус |
и ширина гусениц, а также среднее удельное давление р с р |
гусе |
ниц на грунт неизменны, свойства торфа, по которому движется машина, также постоянны. При принятых условиях по форму
лам (4.15)—(4.19) были рассчитаны глубины |
осадок |
гусениц |
в |
|||||
торф для |
следующих |
пяти положений центра |
давления: |
|
|
|||
1) |
*д |
= 7 б £ г у С (треугольная эпюра давлений |
рп); |
|
|
|
||
2) |
xg = V i 2 ^ r y c |
(трапецеидальная эпюра с |
p m ) n |
= |
0,5рс р |
и |
||
Ртах — 1 >5рс р ); |
|
|
|
|
|
|
||
3) |
хд = 0 (прямоугольная эпюра); |
|
|
|
|
|
||
4) |
|
= — V 12^-гус! |
|
|
|
|
|
|
5) Хд = — 1 / 6 L r y c . |
|
|
|
|
|
|||
Пример расчета |
осадки Л//^при хд — -^-Lr yсc jиспользова |
|||||||
нием данных табл. 4.3. приведен в табл. 5.1, а некоторые |
резуль |
|||||||
таты расчетов — в табл. 5.2. На рис. 5.1 показаны пять расчет ных теоретических эпюр осадок гусениц, соответствующих пяти названным выше эпюрам удельных давлений. Проанализируем эти эпюры осадок.
Из рисунка видно, что проходимость машины (глубина осадки гусениц) в значительной степени зависит от положения центра давления. Наибольшее погружение А / / т я 1 гусениц
165
|
Т а б л . |
5.1. Пример |
расчета осадок |
Ли |
|||
|
|
|
|
6 |
0 |
/ |
ai\ |
Н, см |
/, |
сек |
|
|
|
|
Л//_ см |
|
0,1 |
|
2,4852-10-5 |
0,06 |
|||
|
0,25 |
|
0,61957-10-" |
0,2 |
|||
|
0,5 |
|
1,23497-Ю-4 |
0,6 |
|||
100 |
1 |
|
2,45778-10-* |
1,72 |
|||
|
2,5 |
|
0,60836-Ю-з |
7 |
|||
|
5 |
|
|
1,20296-Ю-з |
18,8 |
||
|
10 |
|
2,367-Ю-з |
53,2 |
|||
|
0,1 |
|
0,62243-10-5 |
0,082 |
|||
|
0,2 |
|
1,244-10-5 |
0,192 |
|||
|
0,4 |
|
3., 4852 -10-5 |
0,473 |
|||
200 |
1 |
|
|
6,1957-10-5 |
1,73 |
||
|
2 |
|
|
12,3497-10-5 |
4,8 |
||
|
4 |
|
|
24,5778-10-5 |
13,5 |
||
|
10 |
|
|
60,836-10-5 |
53,2 |
||
„ |
ki= |
аа |
= I; |
= 1, |
• 10; |
а = 5; /„ = 10 сек. |
|
П р и м е ч а н и я : |
— — |
||||||
|
|
1 + Е |
1 + В |
|
1 + Е |
|
|
в грунт соответствует смещению,центра давления назад (по ходу
движения) |
на |
величину хд |
=—Lryc. |
При приближении |
центра |
|
давления |
к средине опорной |
поверхности от хд |
гус ДО |
|||
хд = 0 осадка |
гусениц в |
грунт уменьшается: при Хд = 0 |
осад |
|||
ка гусениц |
Л / т |
а х 0 , 7 7 / i / / m |
a x . |
Смещение центра давления впе |
||
ред от средины опорной поверхности гусениц способствует даль нейшему уменьшению глубины погружения гусениц в торф (хо тя и незначительному по величине), несмотря на то, что при этом ухудшается равномерность распределения давлений. Например,
наименьшая осадка ^ / / / m a x = 0 , 7 0 / i / / m a x при хд — — ^ Г у с - Отсю да следует, что при движении машин и при прочих равных условиях большое влияние -на их проходимость оказывает не только величина смещения хд центра давления, но и направле ние этого смещения: вперед или назад (по ходу движения) от средины опорной поверхности гусениц. Теоретически при движе нии машины наиболее выгодно (наименьшая осадка гусениц)
иметь нулевое и отрицательное {^хд > - — j ^ r y c j с м е ш - е н и е Центра
давления.
166
|
Т а б л . |
5.2. Осадка |
гусеницы |
hi |
и |
hn |
|
|
|||
Я, см |
t, сек |
|
hJ_ см |
|
|
t, |
сек |
|
|
Л//, см |
|
50 |
1,6 |
|
15,1 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
3,2 |
|
21,72 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
6,4 |
|
31,07 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
12,8 |
|
44,29 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
25,6 |
|
62,98 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
51,2 |
|
89,42 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
102,4 |
|
126,68 |
|
|
|
|
|
|
|
|
100 |
1,6 |
|
14,26 |
|
|
|
1 |
|
|
0,16 |
|
|
3,2 |
|
20,87 |
|
|
|
2,5 |
|
|
0,66 |
|
|
6,4 |
|
30,22 |
|
|
|
2,5 |
|
|
0,66 |
|
|
12,8 |
|
43,44 |
|
|
|
5 |
|
|
1,88 |
|
|
25,6 |
|
62,14 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
51,2 |
|
88,58 |
|
|
|
10 |
|
|
5,32 |
|
|
102,4 |
|
125,97 |
|
|
|
25 |
|
|
21,03 |
|
|
204,8 |
|
178,85 |
|
|
|
50 |
|
|
59,47 |
|
|
409,6 |
|
253,32 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
819,2 |
|
350,78 |
|
|
|
100 |
|
|
168,21 |
|
200 |
1,6 |
|
12,58 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
3,2 |
|
19,18 |
|
|
|
1 |
|
|
0,17 |
|
|
6,4 |
|
28,53 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
12,8 |
|
41,75 |
|
|
|
10 |
|
|
5,32 |
|
|
25,6 |
|
60,45 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
51,2 |
|
83,88 |
|
|
|
20 |
|
|
15,05 . |
|
|
102,4 |
|
124,28 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
204,8 |
|
177,16 |
|
|
|
40 |
|
|
42,56 |
|
|
409,6 |
|
251,94 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
819,2 |
|
357,7 |
|
|
|
100 |
|
|
168,3 |
|
П р и м е ч а н и е : |
kt = |
— 0,1; |
— |
= |
t,. |
ч а |
= |
I00kt |
= 10; |
а=5; |
t =100 сек. |
|
I + в |
L1 + s |
k |
1 + е |
|
|
|
к |
|||
При статическом |
положении |
машины |
(t> = 0) |
наименьшая |
|||||||
осадка гусениц |
будет |
при хд |
= 0 , т. е. при прямоугольной эпюре |
||||||||
давлений. Однако при движении |
машин |
решающее |
значение |
||||||||
имеет направление смещения центра давления, которое опреде ляет характер распределения напряжений в грунте за период взаимодействия с гусеницами.
Так, |
например, |
наименьшая |
осадка |
л ш т а х соответствует |
||||
случаю |
сжатия грунта |
нормальным |
давлением рш |
= рк — qt, |
||||
потому что в данном случаенапряжения |
ощ |
не успевают во |
||||||
времени |
развиться |
до |
значительной |
величины |
в толще скелета |
|||
сжимаемого слоя торфа. |
|
|
|
|
|
|||
Наибольшая конечная осадка |
Ыг |
|
образуется |
при дейст |
||||
вии на грунт давлений |
по закону |
pn=qt, |
потому что |
напряже- |
||||
167
ния Оц по глубине сжимаемого слоя и на поверхности грунта непрерывно растут во времени, как это видно из рис. 4.3. Поэто му к концу периода взаимодействия гусениц с грунтом напря жения оа достигают значительной величины и по глубине и на поверхности грунта.
, V /ft? |
г |
/рсЛ- |
|
|
Q5L, Хд |
FfTtTTffF |
ш ш н |
шш |
тур |
л |
||
|
о |
0 |
0 |
80\ |
80 |
во |
80 |
|
|
|
|
|
Ь.СМ\ |
п,см |
Тгсн |
Рис. 5.1. Теоретические эпюры осадок гусе ниц в зависимости от направления и смеще ния центра давления трактора при постоян ном среднем нормальном давлении.
|
Конечная деформация |
/ i / m a |
x |
грунта под гусеницами с пря |
|||||||||||||
моугольной |
эпюрой давлений |
(р/ = |
ро = const) |
мало |
отличается |
||||||||||||
от осадки А ш т а х |
при |
рш= |
рк |
— < 7 Ф / т |
а х ~ 1,11 Ля/ т а х ) - |
|
Однако |
||||||||||
теоретически |
всегда |
fr;max>ft///max |
|
при |
прочих |
равных |
условиях. |
||||||||||
|
Интересен характер образования |
колеи гусениц |
при приве |
||||||||||||||
денных пяти |
случаях |
смещения |
центра |
|
давления. Деформация |
||||||||||||
hi |
в начале |
взаимодействия |
|
гусениц |
с |
|
грунтом |
(под |
первыми |
||||||||
звеньями опорной ветви гусениц) резко возрастает от нуля до |
|||||||||||||||||
(0,25—0,3) Л / т а х из-за |
внезапного |
приложения |
давления pi |
—р0- |
|||||||||||||
Затем осадка hi |
увеличивается |
плавно |
до величины |
Л / т а х . |
|
||||||||||||
|
Осадка hu, напротив, под первыми звеньями опорной ветви |
||||||||||||||||
(в течение времени, разном примерно 0,15Г| растет незначитель |
|||||||||||||||||
но |
до величины |
(0,08—0,1) |
hu |
. |
Затем резко |
увеличивается |
|||||||||||
и з конце периода Т взаимодействия |
гусениц |
с |
грунтом |
дости |
|||||||||||||
гает й / / г а а х ~ |
1,3/г/ш а х . |
Огибающая |
линия |
осадок |
грунта |
hu |
под |
||||||||||
.каждым звеном опорной ветви гусениц имеет вид кривой, выпук |
|||||||||||||||||
лой вверх относительно поверхности |
грунта. |
|
|
|
|
|
|
||||||||||
168
