Файл: Алферов, С. А. Динамика зерноуборочного комбайна.pdf

Скачать файл
Заказать решение

ВУЗ: Не указан

Категория: Не указан

Дисциплина: Не указана

Добавлен: 17.10.2024

Просмотров: 63

Скачиваний: 0

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

При передвижении колеса по пластичной почве энергия затра­ чивается в основном на уплотнение почвы. Энергия Е на уплотне­ ние почвы при длине штампа I, по данным Беккера, выражается зависимостью

2о

Е — lb Jр dz, (1.5)

о

где z0— глубина колеи, определяемая по формуле (1.4). Сопротивление перекатыванию Rn будет

Rn = 4 = b ) Pdz = Щ г г г 1 2о+1-

о

Подставляя значение z0 из выражения (1.4), получаем

__ L

п+ 1

 

= — ),+ '! " ( - т )

” •

а-»)

Из выражения (1.6), полученного Беккером, видно, что при длинной и узкой площади контакта движителя с почвой сопро­ тивление перекатыванию меньше, чем при широкой и короткой.

Экспериментальная зависимость сопротивления перекатыва­ нию, зависящего от потерь энергии в шине низкого давления, по данным Беккера, будет

U

(1.7)

Rn. к ■

Pf

 

где и, а — постоянные, зависящие от

материала шины и опре­

деляемые экспериментально; Рі — давление в шине.

Таким образом, для шины низкого давления общее сопротив­

ление движению при G — Ы (рг +

рс) будет

 

 

Л+1

 

R** —

lb(Pl + Pe)] П

Gu

I

 

(1.8)

 

(kc + bkfÿ r(n+1)

 

где pc — напряжение в

каркасе

шины,

возникающее под дей­

ствием нагрузки на колесо и зависящее от материала и конструкции шины.

Исходя из рассмотренного, коэффициент сопротивления пере­ катыванию при движении шины по мягкой почве

п-Ц

^ __ Вобщ _ [Ь(рі~\~Рс)] П______И

(Äe + Wf)T (n+l)G

Рі

При движении пневматических колес по дорогам с твердым покрытием коэффициент сопротивления перекатыванию, согласно эмпирическим формулам, есть функция (в основном) двух пере­ менных [181:

, __

0,019

0,00245

0,0042

( 1. 10)

 

' -

\ У рг +

V рі

 

 

где ѵм — скорость машины в км/ч.

•Для изучения сцепления и тяговых свойств сельскохозяй­ ственных агрегатов определяют их экспериментальные тяговые характеристики и сцепные свойства различных движителей. Сцеп­ ление колеса с почвой зависит от физико-механических свойств почвы и растительного покрова, общей нагрузки на колесо, кон­ струкции движителя и площади его контакта с почвой. При вели­ чине буксования колес больше 10% наблюдаются срыв верхнего слоя почвы и скольжение колеса с этим слоем по нижнему слою почвы.

Английский ученый Вилье при исследовании сцепных свойств движителей получил зависимость между максимальным сопротив­ лением сдвигу Sra2X и нормальным давлением р на почву, которая

хорошо согласуется с законом Кулона

[43]:

 

Smax = p tgl|) +

C,

(1.11)

где с и tg ф — постоянные, зависящие от свойств почвы. Для песка с 0, а для глины tg ф —>0.

Используя эмпирическую зависимость Беккера между сдви­ гом і и сопротивлением сдвигу S

5 = 5шах( і - Г ^ )

(1.12)

(где k —-постоянный коэффициент), можно получить выражение для силы сцепления Т колеса с почвой:

 

 

 

 

 

 

 

Ы\

 

 

T — F (р tg ф —f—с)

1 — е

k ) ’

(1.13)

где pF =

G — нагрузка

на колесо;

 

с почвой;

б/ =

F — площадь

контакта

колеса

/ — сдвиг

почвы,

пропорциональный

коэффициенту

 

буксования ô и длине участка контакта I.

Коэффициент тяги

или сцепления

ф

колеса с

почвой будет

 

Ф = - ^

=

(^Г +

1ё ф ) ( і — е ~ ^ ) .

(1.14)

Заменяя коэффициент буксования

выражением

 

 

 

 

0 = 1

«Л

 

 

 

 

 

 

Шк

’

 

 

 

 

 

 

 

 

 

где

(ÙM — приведенная угловая скорость

машины, зависящая от

 

 

 

ее действительной линейной скорости;

 

 

сок — угловая

скорость колеса,

получаем

 

 

 

 

 

 

Ф

 

 

■tg -ф)

 

 

 

 

 

К

(1.15)

При (ÛM =

сок будет ср —> 0,

а при

юк >

ам получим ф — фтах.

с

 

=

G

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Если р

у - , то

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

/

cF

tg ^ )

u

—

(

-

Ï

)

T

(1.16)

 

 

 

 

(P = ( - G -

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Справедливость

этого выра­

 

 

 

 

 

 

 

жения

хорошо

подтверждается

 

 

 

 

 

 

 

результатами

испытаний сцеп­

 

 

 

 

 

 

 

ных

свойств

колесных

тракто­

 

 

 

 

 

 

 

ров

в НАТИ

в

1956— 1959 гг.,

 

 

 

 

 

 

 

при

которых была установлена

 

 

 

 

 

 

 

эмпирическая

зависимость ме­

 

 

 

 

 

 

 

жду коэффициентом сцепления ф

 

 

 

 

 

 

 

шины с почвой и условной пло­

 

 

 

 

 

 

 

щадью ее контакта F. Величи­

 

 

 

 

 

 

 

ну F определяли

по отпечатку

 

 

 

 

 

 

 

шины на плоскости при данной

 

 

 

 

 

 

 

нагрузке G. Было отмечено, что

 

 

 

 

 

 

 

с увеличением площади контак­

Рис. 3.

Тяговая

характеристика пнев­

та F сцепные свойства шин улуч­

матических

колес

при движении по

шаются,

т. е.

коэффициент

ф

стерне

озимой

ржи (по данным При­

 

 

 

балтийской МИС)

растет при определенном коэф­

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

фициенте буксования. Но улуч­

 

 

 

 

 

 

 

шение

сцепных

свойств на рыхлой почве меньше, чем на стерне.

При

движении

колеса соблюдается

условие

 

 

 

 

 

 

 

 

Ф = f + Фг.

 

 

 

 

(1.17)

где

фг — коэффициент

тяги, равный

 

(здесь

X — сила тяги,

 

 

 

приложенная к оси колеса).

фг

и

соответствующим

Зависимость

между

коэффициентом

ему

коэффициентом буксования

бг,

например,

для уборочного

шасси СШ-45 с двумя или четырьмя ведущими колесами при дви­ жении его по стерне дана на рис. 3. Величину ôr в опытах условно принимали равной нулю при фг = 0. Зависимость ô—ф дана там же. Она получена экстраполяцией зависимости 8Т— фг на вели­ чину f (для координаты фг) влево от оси бт.

Аналитическое выражение, аппроксимирующее полученную экспериментальную зависимость ср = <р (6), имеет вид

 

Ф =

 

 

 

(1-18)

где а, Ь, с — постоянные, зависящие от

условий испытаний и

подчиняющиеся

выражению

а = — , так

как при

6 = 0 это

дает

ср =

0.

 

относи­

Зависимость ср=ср (ô)

является

результатом процесса

тельного предварительного смещения для фрикционной пары колесо—почва; физическая сущность должна сохраниться и для

скользящего

колеса, когда

вместо

буксования

Ô будет происхо­

дить скольжение Ьс.

 

 

 

 

 

Так как

ô = 1 ---- — ,

а бс

 

СОк

то

для буксования

 

 

 

Ф = а

b

 

 

(1.19)

 

 

01,4

 

 

 

с+ 1

 

 

 

 

 

 

Шк

 

 

 

 

 

 

 

 

а для скольжения

 

 

 

 

 

 

Фс = а-

 

сок

 

 

 

 

с+ 1

 

 

 

(О При отношении —— , незначительно превосходящем единицу,

«к зависимость 8Сможет быть выражена так:

соік - 1,

< р ^ а --------- ± ------ .

(1.20)

с + —«

I

 

«К

 

 

Известны и другие экспериментальные зависимости ф =

ф (Ô)

или ô = ô (ф) при движении шин по мягкой почве. Так, например, Б. С. Свирщевским предлагается выражение в виде уравнения

параболы высшего порядка

[31 ]:

 

ô =

аф + Ьфс,

(1.21)

где а, Ь, с — постоянные коэффициенты, зависящие от условий перекатывания.

При движении пневматических колес по твердым фрикционным покрытиям достигаются значительно большие коэффициенты сцеп­ ления ф при небольшом буксовании ô. Зависимость ф = ф (6) в этом случае объясняется тангенциальной и радиальной дефор­ мацией шин в соответствии со схемой на рис. 1. Характер аппрок-

12

Смотрите также файлы