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: 96
Скачиваний: 0
Конструктивная схема гусеничной ленты
d |
К |
ф |
гh Г |
|
h |
i |
\ |
ф |
h Ф |
t too |
1 W |
|
h |
rj |
|
|
|
|
\ |
с s |
120 А |
|
|
|
|
« ДО |
' |
|
|
а» гкф |
4 |
Q |
|
|
|
80 |
I да |
|
|
|
|
|
1* |
^ |
|
I |
Ту |
100 |
то7^ |
m |
п |
ггг |
Т а б л . 6.4. |
Характеристика |
резинометаллических |
гусениц |
|
|
Поперечное |
Марка |
Тип ленты |
Материал |
Шаг |
Материал |
сечение плицы |
машины |
плицы |
плицы |
«Витязь»
Iff
ШУМ-1
Л
л?
НАМИ 0105А
Замкнутая |
16x350 |
Трос лату |
100 |
Сталь |
|
|
резинотросовая |
40 ООО |
нированный |
|
40ХНМА, |
лист |
|
лента с плица |
|
диаметром |
|
толщиной |
6 ММ. |
|
ми |
|
4,1 мм, бель- |
|
|
|
|
|
|
тинг, |
резино |
|
|
|
|
|
вая, обкладка |
|
|
|
|
Состыкован |
J6X160_ |
Трос лату |
120 |
Сталь ЗОХГС, |
||
ная замкнутая |
5000 |
нированный |
|
лист толщиной |
||
резинотросовая |
|
диаметром |
|
6 мм |
|
|
лента с пли |
|
2,35 |
мм, бель- |
|
|
|
цами |
|
тннг, |
резино |
|
|
|
|
|
вая обкладка |
|
|
|
|
Замкнутая |
16X160 |
Трос лату |
80 |
Сталь |
|
|
резинотросовая |
5000 |
нированный |
|
40ХНМА, |
лист |
|
лента с пли |
|
диаметром |
|
толщкной |
6 мм |
|
цами |
|
2,35 мм, бель- |
|
|
|
|
|
|
тинг, |
резино |
|
|
|
вая обкладка
RN-200 |
То же |
20X458 |
Трос лату |
100 |
Сталь |
пру |
(Канада) |
|
90 000 |
нированный, |
|
жинная |
листо |
|
|
|
нейлоновый |
|
вая |
|
корд, резино вая обкладка
среднего дазлеиия обеспечивается при увеличении опорной по верхности всего в 2,5 раза.
Таким образом, можно сделать следующие выводы:
1) наиболее эффективный способ снижения среднего давле ния на грунт — увеличение опорной поверхности гусениц при одновременном уменьшении веса движителя;
2)опорную поверхность наиболее эффективно увеличивать некоторым удлинением гусениц и преимущественным уширением их;
3)вес движителя уменьшается двумя способами: а) созда нием металлических звеньев облегченной конструкции (штампо ванно-сварных пространственной формы); б) внедрением резинометаллических гусеничных лент с пневмоопорными или метал лическими катками.
Последнее позволяет создавать болотоходные машины с чрезвычайно низким средним удельным давлением и поэтому это направление является актуальным, требующим дальнейшего изучения, развития и совершенствования.
§ 6.4. Проходимость тяжелых и легких машин,
шарнирно-сочлененных тягачей и выбор некоторых их параметров
Болотоходные гусеничные машины высокой проходимости создаются либо увеличением размеров гусенице регулированием положения центра давления, либо шарнирным сочленением от дельных двух гусеничных секций.
Использование законов образования колеи позволяет не только рассчитать глубину колеи, оставляемой любой гусеничной машиной, в том числе и сочлененной конструкции, но и оценить комплексное влияние нескольких параметров на проходимость машин. Рассмотрим это на некоторых примерах.
Сравним осадки гусениц двух машин, |
отличающихся |
при |
||||||||||
прочих |
равных |
условиях |
двумя |
параметрами. |
Пусть |
машины |
||||||
/ и 2 |
(рис. 5.5) |
отличаются |
длиной |
гусениц |
L r y c |
и нормальной |
||||||
нагрузкой на них. Примем, что |
L T y C l = 0,Sryc |
и |
что |
ширина гу |
||||||||
сениц, |
среднее |
давление |
на |
грунт |
и |
скорость движения обеих |
||||||
машин одинаковы: Bl = B2,poi=zpo:, |
|
и V\ = v2. |
В этом случае нор |
|||||||||
мальная нагрузка |
Qo, на короткие гусеницы в два раза меньше, |
|||||||||||
чем на длинные гусеницы |
Qo. = |
2Qo,. |
Поэтому машину с длин |
|||||||||
ными |
гусеницами |
будем |
называть |
тяжелой, |
а с |
короткими |
— |
легкой. Примем также, что проходимость легкой машины с ко роткими гусеницами удовлетворяет требованиям работы на неосушенных болотах. Проходимость же тяжелой машины как вновь создаваемой не известна.
Допустим, что эпюра нормальных давлений гусениц на грунт у обеих машин имеет вид прямоугольника. В этом случае форма и глубина колеи гусениц определяется по формуле (4.15).
217
Расчет осадок гусениц в грунт обеих машин |
по формуле (4.15) |
||||
выполнялся на ЭЦВМ. |
|
|
|
|
|
Из рис. 5.5 видно, что |
осадка Лог |
в |
грунт |
тяжелой |
ма |
шины (длинные гусеницы) |
примерно |
в 1,25 |
раза |
больше, |
чем |
у легкой (короткие гусеницы), при |
одинаковом |
давлении |
на |
грунт. Это объясняется тем, что с удлинением гусениц увеличи
вается продолжительность Г их взаимодействия |
с грунтом. По |
||
этому для того |
чтобы обеспечить |
одинаковую |
проходимость |
?"%4 |
Р0г-2,12Р0з |
|
|
|
I |
H 1 I i l l |
J |
|
« г |
|
|
7?0мнк |
|
|
Рис. 6.21. Теоретические эпюры удельных |
||
давлении |
и осадок |
трех гусеничных машин |
с |
одинаковой |
глубиной колеи. |
(равные осадки гусениц в грунт), тяжелая машина должна либо |
двигаться быстрее, либо оказывать меньшее давление на грунт, чем легкая. На рис. 6.21 приведены расчетные эпюры допусти мых удельных давлений гусениц на грунт и эпюры осадок трех
машин с одинаковой проходимостью |
С*о, |
•— 'z o.-m a x = n0imai)> |
н о |
отличающихся длиной гусениц и |
нормальной нагрузкой |
на |
них. Видно, что при одинаковых осадках тяжелые машины до пускают меньшее давление на грунт. Указанное явление под тверждается опытом. На основе названных эпюр осадок и допу
стимых давлений построен |
график |
(рис. |
6.22), |
характеризую |
|
щий изменение |
допустимых |
нормальных |
нагрузок (кривая /) |
||
и допустимого |
давления (кривая 2) |
гусениц на |
грунт в зависи |
мости от их длины. На оси абсцисс нанесены отношения длин
гусениц |
^ r y c m a x |
: ^ r y c m i n > |
а |
по оси |
ординат — |
отношения |
со |
||
ответствующих нагрузок Q 0 m a x |
: Q„m I n |
и давлений р 0 т а х : р 0 т 1 п . |
|||||||
Допустимое давление |
р 0 д о П |
в |
зависимости от длины гусениц |
||||||
определялось по формуле |
|
|
|
|
|
|
|||
|
|
|
Ра |
— |
А |
|
(6.10) |
||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
А |
— |
множитель при рп |
в формуле |
(4.15); |
|
|||
^°доп = |
^ ° ' т а х |
— допустимая |
осадка гусениц, |
равная, |
на |
пример, осадке коротких гусениц эталонной машины.
218
Допустимая нормальная нагрузка на гусеницы
|
|
|
Qa |
|
|
К |
|
|
|
П |
|
^гус |
— л |
— |
|
д ° |
|
Откуда |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
<\оП |
= |
2В1г0доп |
i s |
i |
, |
(6.11) |
где 5 •= const; |
hn |
= /г0, |
= |
const; |
L r v c |
= |
а7Л |
|
Согласно |
и доп |
U l m a x |
6.22), |
'Уи |
удлинении |
гусениц нор |
||
графику (рис. |
при |
мальная нагрузка Qo на них (при условии сохранения прежней
проходимости /г0 |
=/го. ) должна увеличиваться не прямо |
Д°п |
max |
пропорционально длине гусениц, а значительно медленнее. На пример, при удлинении гусениц в два раза допустимая нагрузка возрастает лишь в 1,38 раза; при увеличении длины гусениц в четыре раза — в 1,9 раза.
Таким образом, создание гусеничных машин высокой прохо димости связано с решением противоречивой задачи: по мере возрастания длины гусениц и нормальной нагрузки на них не обходимо снижать среднее удельное давление гусениц на грунт.
В общем случае нормальная нагрузка на гусеницы опреде
ляется по следующим выражениям: |
|
|
||||
|
|
|
Q < Q o J W „ ; |
|
(6.12) |
|
откуда |
|
Q = |
G+Ry, |
|
(6.13) |
|
|
= < \ o n - * r |
• |
(6Л4) |
|||
|
|
G |
||||
где R |
— |
силовое воздействие орудия на трактор; |
|
|||
|
|
|
Ry = |
G„ + Ту; |
|
|
G„ — |
вес навесного |
орудия; |
|
|
||
Ту |
— нормальная составляющая реакции грунта, переда |
|||||
|
|
ваемая от орудия на гусеницы; |
|
|
||
G |
— |
эксплуатационный вес трактора. |
|
|||
Силовое воздействие |
Ry |
современных |
орудий |
составляет |
около 20—40% от эксплуатационного веса трактора. Поэтому конструкция рабочих органов в значительной степени влияет на весовыепоказатели трактора и на нормальную нагрузку гусениц.
Удлинение гусениц у двухгусеничных машин всегда |
связано |
с увеличением ширины колеи Ъ трактора (машины) по |
следую |
щей эмпирической зависимости: |
|
Ь > - ~ ^ , |
(6Л5) |
''пов |
|
219
— наибольшее отношение длины гусениц к ширине болотоходных машин, 1,8—1,9.
Характер увеличения ширины колеи при удлинении гусениц показан на рис. 5.5, б. Уширение колеи автоматически влечет за собой дополнительный рост веса ее рамы, веса трансмиссии и особенно веса гусеничного движителя. Пути снижения веса движителя были рассмотрены ранее.
Lryc,
Рис. 6.22. Зависимость допустимой нор- |
Рис. 6.23. Сочлененная гусенич- |
мальнсй нагрузки и удельного давления |
ная машина, |
от длины гусениц. |
|
Создание тяжелых двухгусеничных машин высокой прохо димости затруднено не только ростом веса при удлинении гусе ниц, но оно ограничивается также ростом габаритов машин, пре делы которых определены техническими требованиями на пере возку машин по железным и автодорогам. При габаритной ширине
Ь + В > 3,2 м
машина становится нетранспортабельной по железным и- авто дорогам без разборки.
В последнее время создаются шарнирно-сочлененные маши ны, поворот которых осуществляется гидроцилиндрами переме
щением одной секции относительно другой |
(рис. 6.23, а) . Шири |
на колеи сочлененных машин не зависит |
от длины гусениц, |
всегда минимальна и равна ширине колеи гусениц одной секции, что позволяет сохранять или уменьшать весовые данные от дельных секций и удовлетворять требования на перевозку машин по железным и автодорогам.
220
Глубина погружения гусениц сочлененных машин в грунт рассчитывается по тем же формулам, что и двухгусеничных. Для этого достаточно сделать допущение, что расстояние (рис. 6.23, б)
между |
опорными ветвями |
гусениц соседних |
секций |
1 = 0 и что |
|||||||
общая длина опорных вет |
|
|
|
||||||||
вей |
гусениц |
сочлененной |
|
|
|
||||||
машины |
|
равна |
|
сумме |
a ° i |
|
|
||||
длин |
гусениц |
отдельных |
|
|
|
||||||
секций |
|
|
|
|
|
|
|
|
|||
L, |
|
|
— L c 0 4 4- L C 0 4 |
|
|
|
|||||
гус. соч |
|
|
r y c t |
|
гус. |
|
|
|
|||
На рис. 6,23 б показана |
|
|
|
||||||||
эпюра |
|
осадки |
гусениц |
|
|
|
|||||
сочлененной машины, рас |
|
|
|
||||||||
считанная |
по |
формуле |
|
|
|
||||||
(4.15) |
при |
названном вы |
|
|
|
||||||
ше условии. |
|
|
|
|
|
|
|||||
|
Пользуясь |
формулой |
0.5 |
1,0 |
1.5 |
||||||
(4.15), можно также опре |
|||||||||||
|
|
|
|||||||||
делить количество машин, |
|
|
|
||||||||
которое |
допустимо пропу |
0.5 |
|
|
|||||||
стить |
по одной |
колее (в |
|
|
|||||||
|
|
|
|||||||||
кильватер) |
без |
|
потери |
|
|
|
|||||
проходимости. |
Для |
этого |
|
|
|
||||||
следует |
сделать |
допуще |
Ра, |
|
|
||||||
ние, |
что |
машины |
движут |
|
|
||||||
жго, |
|
|
|||||||||
ся одна за другой так, что |
|
|
|||||||||
расстояние |
между |
осью |
Рис. 6.24. Определение основных пара |
||||||||
метров болотох-одных гусеничных машин |
|||||||||||
заднего |
колеса |
предыду |
(яри L r y c |
= 2 L r y c |
) . |
||||||
щей |
машины |
и |
осью пе |
|
|
|
реднего колеса последующей машины равно нулю. Кроме этого, допускается, что свойства грунта в процессе.его деформирова ния гусеницами не изменяются. При названных допущениях осадка в грунт гусениц любой последующей машины рассчиты вается по формуле (4.15) из условия, что
|
|
2 ^гуЧ |
где 2i |
4 y C i |
сумма длин опорных ветвей гусениц машин, дви |
|
|
жущихся в кильватер; |
iпорядковый номер машины, осадка которой оп ределяется;
V |
скорость движения машины. |
221