Лабораторна робота №1 розрахунок параметрів прохідності меліоративних машин на перезволожених ґрунтах

1. Мета роботи. Засвоїти методику визначення середнього питомого тиску машини на ґрунт, координат центра тиску та крайові питомі тиски під гусеницями. Проаналізувати отримані результати та зробити висновок про можливість роботи машини в даних умовах.

2. Тривалість заняття – 4 академічні години.

3. Обладнання робочого місця: міліметровий папір формату А2, набір креслярського інструменту, калькулятор, комп’ютер з програмним забезпеченням.

4. Місце проведення заняття: лабораторія №30 розрахункового курсу кафедри сільськогосподарських машин.

5. Загальні відомості.

Прохідність – спеціальна експлуатаційна властивість, яка характеризує пристосованість меліоративної машини для роботи в умовах бездоріжжя, в тому числі боліт. Для розрахунку прохідності визначаємо ряд параметрів машини та порівнюємо їх з параметрами, необхідними для нормальної роботи.

1. Середній питомий тиск під гусеницями визначається за

формулою:

(1.1)

де  Р_iz - сума проекцій зовнішніх сил, які діють на машину, на вертикальну вісь крім реакцій ґрунту на гусениці, кН;

 F_i, - площа опорної поверхні гусениць, м².

Середній питомий тиск визначається як для робочого положення, так і для транспортного.

Прохідність машини буде забезпечена, якщо q_сер < 14…18 кПа на не осушених торф'яниках і q_сер < 25…30 кПа на осушених торф'яниках.

2. Положення центру тиску визначають: компоновка машини, схема начіпки та умови роботи.

Центр тиску - це точка на опорній поверхні, через яку проходить рівнодіюча вертикальних проекцій сил, які діють на машину (крім реакцій ґрунту на гусениці).

Координати центру тиску визначаються наступним чином, м:

(1.2)

де my – сума моментів зовнішніх сил, які діють на машину (крім реакцій ґрунту на гусениці) відносно осі у, кНм;

mx – сума моментів зовнішніх сил, які діють на машину (крім реакцій ґрунту на гусениці) відносно осі х; кН·м.

Початок координат в даному випадку співпадає з центром опорної поверхні гусениць.

Реакції під окремими гусеницями визначаються за формулами:

(1.3)

де а – відстань між осями гусениць, м.

В – ширина опорної частини гусениці;

L – довжина опорної частини гусениці

Рис. 1.1. Схема дії реакцій під гусеницями.

4. Визначаються середні питомі тиски під окремими гусеницями, кПа:

(1.4)

де F_i – площа опорної поверхні гусениці, м².

5. Питомі тиски під краями гусениць в поперечному перерізі визначаються із залежностей, (кПа):

(1.5)

6. Визначаються питомі тиски під краями гусениць в поздовжньому перерізі, кПа:

а) для більш навантаженої гусениці

(1.6)

б) для менш навантаженої гусениці

(1.7)

7. За отриманими значеннями будують епюри питомих тисків і ядро перерізу. Епюри питомих тисків будують вздовж обох гусениць та в поперечному напрямку в довільному масштабі.

Ядро перерізу представляє собою ромб з осями, які проходять через центр опорної поверхні.

Розміри півосей ромба:

(1.8)

Рис. 1.2. Епюри питомих тисків і ядро перерізу.

На побудоване ядро перерізу наносять координати центру тиску. Для нормальної роботи машини необхідно, щоб центр тиску знаходився в ядрі перерізу.

При збільшенні максимального тиску на задньому або передньому кінці гусениць погіршується прохідність, тому що порушується дерновий шар, збільшується глибина колії, зменшується коефіцієнт зчеплення на одному кінці гусениці.

При роботі на не осушених торф'яниках слід добиватися такого відношення: q_max/q_сер ≤ 1,3...1,5 на не осушених торф'яниках і q_max/q_сер ≤ 1,6...1,8 на осушених торф'яниках при допустимих величинах qсер.

Якщо умови формул, наведених в розрахунку, не забезпечуються, то слід застосувати конструктивні заходи для підвищення прохідності з урахуванням конкретної машини.