Забавников Н.А. - Основы теории транспортных гусеничных машин (1066287), страница 26
Текст из файла (страница 26)
В большинстве случаев его максимум соответствует буксованию а = 0,25 —:О,ЗО. Увеличение буксования или дальнейшпй рост коэффициента буксования приводит не к росту, а к уменьшению коэффициента сцепления из-эа практически полного разрушения грунта под гусеницами (во втором случае характер увеличения Ч~ с ростом а резко изменяется). Формула коэффициента сцепления (148) становится недействительной вследствие нарушения принятой завпсимости давления от деформации грунта. Последнее ие противоречит экспериментальному определению расчетного значения коэффициента сцепления, применяемого в тяговых расчетах машин, так как в этом случае берут максимальную величину силы тяги Р, которая в конечном итоге привела к полному !$Ь буксованию машкны.
По опыту расчетный коэффициент сцепления (рис. 64) %во = ° (149) Теоретический расчетный или максимальный коэффициент сцепления можно получить, если в выражение (148) подставить максимально допустимое значение коэффициента буксования о. Казалось бы, что максимальным значением о должна быть единица, однако в действительности срыв грунта произойдет при меньшем значении о, что подтверждает график опытной зависимости на рнс. 64.
Определим это максимальное значение коэффкцнента о, исходя из предельного напряженна среза данного грунта тд,„„, которое можно установить экс' периментально без исполыования самой машины. Анализируя взаимодействие зад- г~ него звена опорной ветви гусеницы с грунтом (рис. 63), можно прийти к выводу, что касательная' нагрузка э от этого звена Р„ + Р„ на обраэоВазщнйея КИРПИЧ ГруНта ВОЗбуждаст Ряс Ээ две ответные реакции грунта: Р„и Р„". Первая появляется только при наличии продольного прессования грунта (Р„' = Р„), Вторая является силой трения между звеном и грунтом (Р"„, = Р„,). Естественно предположить, что прн критическом состоянии йроизойдет срез кирпича грунта 'под действием суммарной касательной силы Р„ + Р„э = Р„' -(- Р„ где Р„= йРАл; Р„= р —.
Учитывая небольшую высоту шпоры гусеницы транспортной машины Ь примем, что площадь среза равна площади основания кирпича грунта (1 — Лр)Ь (рнс. 63), где Ь вЂ” ширина гусеницы (при -этом пренебрегаем площадью среза боковых граней кирпича (1 — цп)лц„ которые, например, при ячеистом расположении грунтозацепов отсутствуют). Срез грунта под задним звеном опорной ветви приводит к перераспределению касательных усилий на остальных звеньях нли шпорах.
При этом необходимо учитывать, что задняя шпора является наиболее нагруженной и исключение ее из работы приведет к срезу грунта всеми остальными шпорами, Для доказательства заметим, что если кирпич грунта под задним звеном не выдерживает касательной нагрузки Рэ+Рэ~йРЛп+ р —, то приращение касательной силы у предпоследнего звена (я — 1) для сохранения устойчивости должно быть меньше ЙГЬ. Если Х„, = ык После подстановки Р = Ьй,„, д = — н преобразований зависимость о и т выражается уравнением (550) (т+ьь~ц)э ( а Прн анализе уравнения (150) необходимо учитывать, что оно представляет собой зависимость допустимого (по напряжению среза грунта) буксовании от характеристпк грунта и конструкции гусеницы.
Чем больше напряженке среза допускает грунт, тем больше может быль буксование гусеницы без разрушения грунта, приводящего к полному буксованию. Максимально допустимое буксование соответствует крятнческому напряжению среза т„„„, прн котором кирпич под задним звеном срезается. Зависимость текущего коэффициента сцепления от напряжении среза грунта под задним звеном н от других параметров можно получить, подставив формулу (150) в уравнение (148): ЙЛ~ !+я т — вч ф 1 тэ а т+ищ + )м В последнем уравнении расчетное илн максимальное значение коэффициента сцепления ~р соответствует т „~ ьаш 1+э ьилх — ич фщр~ =, + ре ' зч 6 свах+ Жи (151) Расчетный коэффициент сцепления в болыпей мере зависит от качества грунта (Й, р, т „). Прн а >10 число шпор опорной ветви гусеницы практически не оказывает влияния иа Ч;,, ыз = АРЬ„то звено (а — 1) получит дополнительную деформацию з и усилие Р„, = Р„, что приведет к срезу кирпича грунта у звена 4л — 1).
Нетрудно убедиться, что выключение нз работы заднего звека приводит к приращению Л„,,: ФРЬ, так как ).„д — — — „", . СледоРа вательно, звено (а — 1) тоже срежет грунт. Переходя аналогично к последующим звеньям, можно прийти к выводу о неминуемости полного среза грунта под гусеницей при срезе кирпича под задним звеном, Обсиначим напряжение среза в грунте т. Тогда уравнение устойчивости по срезу кирпича под задним звеном (рис. 63) Р„+ Р„= (1 — Ап) Ьт Х.
илн; используя значение Р;, н Р„зависимости 1 = — „и (145), получим + 0 1 — оя Характер зависимости р „„от среднего давления гусеницы р и высоты шпоры Ь„подтверждается зкспериментамк. На рис, 66 показан общий вид опытных кривых ч по данным Л. В. Сергеева. Область давлений иа грунт гусенйц существующих машиипредставлена на графике рнс.
65, а сплошной.'линией и зависимость ~р = 1 (л) качественно совпадает с полученной теоретической. То же самое следует сказать и о влиянии высоты шпоры (рис. 65, б). Необходимо только предстаилять, что увеличение высоты шпоры ведет к увеличению сопротивления движению машины за счет большей работы погружения и выема ее из грунта. На сравнительно твердых грунтах работа шпоры отлична от работы на мягких грунтах. Высокие давления на шпорах выаывают местное разрушение грунта и незначительное внедрение их в грунт.
Подставив в формулу расчетного козффицнента сцепления (151) д = йй (где й — вертикальная деформация грунта) и считая коэффициенты й одинаковыми для нормального и касательного направлений, получим. 63и !+а т мз и (152) ~ва+ ~а Естественно, что в том случае рабочая высота шпоры Й равна глубине ее внедрения в грунт Ь н для а = 10 %ы =и+Р. где а = сопз1, Следовательно, расчетный козффициент сцепления на таких грунтах определяется взаимодействием шпор и грунта, что соответствует физическому смыслу происходящих явлений. Наконец в случае гладкой гусеницы в формуле (152) следует считать Ь = 6, что приводит к ,'естественному выводу — ~р „= р 2.
й(ощность потерь иа буксование Буксование опорной ветви гусеницы по грунту сопровождается непроизводительной для движения затратой мощности, теряемой на разрушение н деформацию грунта. Мощность потерь на буксование равна разности мощности„поступающей на гусеницы от двигателя У, и действительно необходимой для движения Ф,„: йа — йе дд Мщцпость У, определяется потребной силой тяги Р и теоретической скоростью движения машины о„мощность 1у„— той же силой и действительной скоростью а„, Если представить формулу (143) в виде и А Рт — э Оу то мощность потерь на буксование 1У„= — о кВт( М =- ~ о л. с.), (153) '= это Мощность потерь на.буксование пропорциональна коэффициенту буксования, Прн полном буксованпи гусениц Л', =- 1У,; мощность тратится на разрушение грунта, непроизводительное для движения.
Формулы (146) и (150) дают возможность качественно оценить влияние конструктивных параметров машины на потери мощности прн буксовании. 3. Экспериментальное определение расчетного коэффициента сцепления Применяется несколько способов опытного определенна расчетного илн максимального коэффициента сцепления. 1. Буксировка испытуемой машины с затянутыми тормозами на горизонтальной площадке. При таком способе гусеницы ие имеют относительного движения и машина движется юзом, срезая грунт грунтозацепамн.
Требуемое для среза грунта тяговое усилие Р, ' определяется динамометром, а коэффициент сцепления — как отйошение Работа грунтозацепов при срезе грунта может отличаться в зависимости от того, движется машина вперед или назад, Правильнее буксировать машину назад. Однако и в этом случае работа грунтозацепов и гусеницы прн неподвижных катках отличается от их работы пря движении машины. Кроме того, этот способ не дает возможности установить зависимость коэффициента сцепления от буксоваиия. 2. Вытаскивание гусеницы. При этом способе машина буксируется вперед, а разостланная гусеница из-под катков вытаскивается назад н замеряется потребное для этого усилие. Условия работы здесь более близки к действительным, но кратковременность эксперимента приводит к неустановившимся режимам движеикя.
Указанную выше зависимость ~р от о определить также невозможно, 3. Нагруженне испытуемой машины динамометрнческой тележ-' кой (рнс, 66). Такая тележка представляет собой прицеп, позволяющий на ходу изменять нагрузку на крюке нспытуемцй машины. Лля этого на тележке устанавливается тормоз, связанный через ведущие колеса с ее гусеницами. Прн испытании торможением постепенно увеличивается нагрузка на крюке испытуемой машины до момента шо срыва грунта и полного буксования ее, Дииамометр при этом регистрирует силу на крюке Р„ Так как на горизонтальном участке Ре = ~рб, то арса =~6+ Р,ш,„, 1+ Ра Способ требует предварительного определения коэффициента сопротивления движению, но дает воэможность установить зависимость гр от буксования гусеницы.
![](https://s.studizba.com/z.php?f=/templates/si/i/noavatar.png&w=100&h=100&t=1"){kind=avatar}
