Никитин А.О., Сергеев Л.В. - Теория танка (1053683), страница 13
Текст из файла (страница 13)
рис. 30), то, очевидно, к моменту, когда этот трак при движении танка станет последним, его общее перемещение относительно грунта будет равно Ьгп, где т — число траков опорной ветви гусеницы. Таким образом, прессование почвы грунтозацепами в направлении, обратном движению танка, происходит по длине опорной поверхности гусениц по линейному закону, достигая наибольшей величины под задним траком. Если трак переместится на значительную величину (по сравнению с расстоянием между грунтозацепами), то может произойти 7о полный срез наиболее спрессованных участков грунта, находящихся под задними траками.
При этом силы сцепления гусениц с грунтом, в первую очередь под задним траком, уменьшатся, что должно компенсироваться увеличением сил сцепления других траков, в том числе и переднего. Это.явление должно сопровождаться повышением прессования почвы грунтозацепами указанных траков и, следовательно, возросшим перемещением переднего трака в сторону, противоположную движению танка. Описанная физическая картина создания силы сцепления гусениц с грунтом объясняет также, почему при движении на грунтах с плохими сцепными свойствами съемные шпоры ставятся на значительном расстоянии друг от друга, Перемещение траков опорных ветвей гусениц в направлении, противоположном движению танка, называется буксованием гусеничных цепей и характеризуется коэффициентом буксования о, рав- ным 5— я =- 5„ 5„ " = 1 — — "- 5, (15) где 5, — путь, который прошел бы танк за время г', если бы не было буксования гусениц; 5„— действительный путь, проходимый танком за то же время при буксовании гусениц.
Очевидно, что зависимость (15) может быть представлена и в таком виде я~в а= т~т п шт (1ба) где и, — теоретическая скорость танка или относительная скорость гусениц (по отношению к корпусу танка); и, — действительная скорость поступательного движения танка с учетом буксования гусениц. В практике буксование часто выражают в процентах.
При полном (100%) буксовании гусениц поступательная ско- рость танка равна нулю. Испытания показывают, что для данного грунта и конкретной конструкции ходовой части максимальное значение силы сцепления получается при определенном буксовании гусениц. С дальнейшим увеличением буксования сила сцепления вследствие разрушения структуры грунта уменьшается. Зависимость силы сцепления Р'„от буксования гусениц показана на рис. 32.
Максимальное значение силы сцепления гусениц с грунтом на- зывается силой тяги по сцеплению Р„. Иногда ее называют рас- четной силой по сцеплению, в отличие от остальных значений Р',„, которые считают силой сцепления, используемой в данных условиях движения, 71 Опыты показывают, что величина силы сцепления гусениц с грунтом почти линейно зависит от нормальной реакции грунта. Поэтому вследствие, весьма сложной зависимости силы сцепления от большого числа различных факторов для упрощения расчетов ее значение принимают пропорциональным нормальной реакции грунта Р,„=ф Н, (16) где о' — коэффициент пропорциональности, определяемый опыт- ным путем.
Поскольку испытания по определению зависимости силы Р',„ от буксования проводят прн постоянной нагрузке на грунт, то графическая зависимость Р',„ от буксования, приведенная на рис. 32, одновременно является также зависимостью ч' =у(о), которая имеет свои значения по оси ординат, получаемые из уравнения (16).
гйп1 б Ааааа Рис. 32 Р сч мах Максимальное значение коэффициента ~р'мах = для данного грунта называют коэффициентом сцепления гусениц с грунтом' и обозначают через р, т. е. ~= м" (16а) Для таких грунтов, как пахота, стерня, луговина (на суглинистых, супесчаных и болотистых почвах), а также для снега максимальные значения р'мах (т. е. значения р) получаются при буксовании гусениц в пределах значений о=20 — г40%. Как показывают испытания, величина коэффициента сцепления зависит от следующих факторов: ' Коэффициент т иногда также называют расчетным коэффициентом сцепления, в отличие от коэффициента т',который наэывают коэффициентом сцепления, испольэуемым в данных условиях движения, 72 1) ~~ и'М, 1 Р, +Рмч 'т'— Рза и М И + )У Так как ~~С~ Л~, = М= 2ЬЕд„, а 1~' — коэффициент трения, ко! торый считают независящим от нормального давления, то 1) качества грунта, т.
е. от его покрытия, гранулометрического состава, наличия ненарушенной структуры, травянистости (особенно развития корневой системы трав), относительной влажности, предварительного уплотнения верхнего слоя, сопротивления грунта сдвигу, срезу и т. п.; 2) величины среднего и фактического удельного давления; 3) конструкции трака (велнчииы, места расположения и формы грунтозацепов, формы опорной поверхности); 4) скорости движения танка и некоторых других факторов. Поскольку величина коэффициента сцепления,в основном зависит от качества грунта, этот коэффициент принято относить к определенным грунтам и покрытиям дорог.
При этом коэффициент сцепления становится как бы характеристикой грунта. Увеличение влажности грунта оказывает различное влияние на сцепление гусениц с грунтом. Если для глин, суглинков и большинства других грунтов с повышением относительной влажности более 1Π—: 12% сцепление ухудшается, то для песчаных грунтов оно улучшается.
Коэффициент сцепления для снежной целины и укатанной снежной дороги существенно зависит от температуры окружающей среды. С понижением температуры сцепление, как правило, ухудшается. Важно также знать качественное, влияние тех или иных конструктивных параметров гусеничного движителя на значение коэффициента сцепления. Многочисленные эксперименты показали, что для обеспечения высоких значений коэффициента сцепления необходимо стремиться по возможности сохранить ненарушенным грунт,под гусеницами танка.
Всякое разрушение его структуры и корневой системы трав, происходящее вследствие чрезмерного удельного давления, слишком большой частоты расположения грунтозацепов и т. п., приводит к снижению сцепных качеств, Конструкция трака должна обеспечивать легкую очистку его от нал~ипающего грунта, так как налипание грунта приводит к ухудшению сцепления.
Из конструктивных параметров:на сцепные качества наиболее сильно влияют удельное давление и высота грунтозацепов. Влияние удельного давления на коэффициент сцепления з можно выявить, если развернуть выражение Рван 2ЬЕау,р где Ь вЂ” ширина трака; Š— длина опорной поверхности гусеницы; д„ вЂ средн давление на грунт.
В зависимости от погружения грунтозацепов в грунт силы зацепления растут приблизительно пропорционально нормальной нагрузке, причем для вдавливания грунтозацепов на полную их высоту достаточно определенного усилия. Но коль скоро грунтозацепы полностью вдавились в грунт, дальнейшее увеличение сил зацепления Р,.„ с ростом нагрузки происходит незначительно и коэффициент сцепления уменьшается.
Итак, с увеличением удельного давления коэффициент р уменьшается примерно по гиперболическому закону, что на рис. 33 соответствует сплошной линни. Пунктиром на этом рисунке показано изменение в в зависимости от дар при малых удельных давлениях. Падающая характеристика зависимости 7 =~(д,р) для современных танков и других гусеничных машин относится к области реальных значений д,р. Рис. 33 Такой характер зависимости подтверждается многочисленными экспериментами на различных грунтах. Увеличение высоты грунгозацепов и съемных шпор приводит к увеличению коэффициента сцепления.
Однако значительное увеличение высоты грунтозацепов траков и даже съемных шпор нецелесообразно по причинам разрушения дорожных покрытий и возрастания сопротивления движению вследствие деформаций грунта по нормали к поверхности пути. При этом, если повьяпенное сопротивление движению за счет установки высоких грунтозацепов в ббльшей или меньшей степени будет на~блюдаться при ~всех условиях движения танка, то существенное увеличение силы сцепления ока- 74 зывается необходимым лишь в редких случаях.
Кроме того, как по- казывают опыты, с повышением высоты шпоры коэффициент сцеп- ления сначала резко увеличивается, а затем эта зависимость идет более полого (рис. 34). Рис. 34 Таблица 4 Характеристика грунта 1 поверхность тип влажность Суглинок (супесок) Поверхность покрыта густой рзстительностью Меньшезоа)а Больше 50а/е 0,6 . 0,9 0,6 †: 0,85 Болото низинное Поверхность покрыта небольшой растительностью Болото очень сырое 0,35 †: 0,4 0,4 —;0,5 0,6 —:0,7 Меньше 8% Больше 15е1а Песок Без растительности Асфальт 0,8 0,75-: 0,8 Булыжное шоссе 0,2 ю0,8т * Большее значение будет для влажного слежавшегося снега при Г = 0'С„ меньшее — для сухого рыхлого снега при низкой температуре.
75 Луговина Грунтовая дорога Пахота 1старая) Ковффи- цнент сцепления т 0,9 —:1,0 0,8 —:1,0 0,7 —:0,9 На основании испытаний наиболее рациональной следует считать высоту грунтозацепов траков 25 —: 30 лм, а высоту съемных шпор — 55 —: 60 мм. С увеличением скорости движения, по данным доктора технических наук А. А. Крживицкого, коэффициент сцепления несколько уменьшается за счет более интенсивного разрушения структуры грунта от ударов траков.
Однако следует отметить, что этот вопрос еще мало изучен. В табл. 4 приведены значения коэффициента сцепления з для различных грунтов, полученные доцентом В. А. Балдиным в результате испытаний. Этими данными можно пользоваться при расчетах. Глава 4 УРАВНЕНИЯ ДВИЖЕНИЯ ТАНКА Рассмотрим общий случай движения танка на подъеме с сопрозивлепием на крюке (рис. 35). Будем считать, что танк движется с некоторым ускорением х, а сопротивление на крюке Я,р действует параллельно поверхности пути. Последнее положение позволяет несколько упростить получаемые выражения, не оказывая заметного влияния на конечные Рис.
35 результаты, что учесть при необходимости не представляет сложности. Заметим также, что обычно танки буксируют машины своей весовой категории, а буксирные крюки на носу и на корме располагаются у них примерно на одной высоте, Сопротивлением воздуха пренебрегаем, й к уРАвнвние движения цвнтРА тяжести танки Рассматривая танк как сплошное твердое тело, спроектируем все действующие на него внешние силы (см. рис. 35) на продоль- тт ную ось, параллельную поверхности пути, и на нормаль к этой по- верхности откуда х (Р ~фО )Р~р) 1 т (17а) Выражение (17а) является дифференциальным уравнением движения центра тяжести танка. Оно содержит три неизвестных: х, Р и )г,р. Если танк движется без сопротивления на крюке, то 1 х = — (Р— 7",0).
т (17б) Последнее уравнение имеет два неизвестных: х и Р. й 2. ДИФФЕРЕНЦИАЛЬНОЕ УРАВНЕНИЕ ДВИЖЕНИЯ ТАНКА КАК СИСТЕМЫ Для решения уравнения (17б) воспользуемся теоремой об изме- нении кинетической энергии системы в дифференциальной форме нли законом живых сил. В общем виде, согласно закону живых сил, изменение кинетиче- ской энергии системы равно сумме работ всех внешних и внутрен- них сил. Применительно к движению танка этот закон в дифферен- циальной форме может быть записан так: Р77'= Лгр + ~Игр + ж, где ЙТ-дифференциал кинетической энергии танка; ФЖ', — элементарная работа движущих сил (двигателя); д%',— элементарная работа силы тяжести; а)р'р — элементарная работа всех сил сопротивления движе.
![](https://s.studizba.com/z.php?f=/templates/si/i/noavatar.png&w=100&h=100&t=1"){kind=avatar}
