Добавил:

ivanov666 Опубликованный материал нарушает ваши авторские права? Сообщите нам.

Вуз:

Башкирский Государственный Аграрный Университет

Предмет:

[НЕСОРТИРОВАННОЕ]

Файл:

книги из ГПНТБ / Скотников В.А. Основы теории проходимости гусеничных мелиоративных тракторов [учеб. пособие]

.pdf

Скачиваний:

Добавлен:

25.10.2023

Размер:

13.19 Mб

Скачать

☆

<<< < Предыдущая 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 1819 / 2619 20 21 22 23 24 25 26 > Следующая >>>

численных кривых сжатия и на		кривой сжимаемости показано
на рис.	5.11 пунктирными линиями и стрелками.
Из	сравнения одинаковых	коэффициентов пористости на

кривых сжатия и кривой сжимаемости следует, что при переносе любой ординаты е( кривой сжатия на кривую сжимаемости мож но получить на оси абсцисс графика кривой сжимаемости неко торое эффективное напряжение о э к , называемое эквивалентным напряжением.

Это напряжение равно тому внешнему давлению, действие которого в течение длительного времени на грунт обеспечивает


такое же изменение коэффициента пористости (от е„						до	е,),
какое вызывает и мгновенная эпюра эффективных					напряжений
(C(z, г)), созданная в скелете грунта за		короткий		промежуток			вре
мени t=Ty под	действием, например,	внешнего		давления		р ь
Указанная	эквивалентность действия на		грунт		напряжения
о э к и мгновенной эпюры эффективных напряжений					СГ(2. т) позво
ляет определить на кривых сжимаемости участок,					по характеру
и длине которого следует вычислять		коэффициент			пористости е
и коэффициент	6 — Б		этого		необходимо
	уплотнения а = —	. Для

о-эк

опытным путем получить кривые сжатия торфов под различными

нагрузками. Эквивалентное напряжение о э к	может быть оценено
также теоретически. Поясним это.
Так как деформация грунта пропорциональна площади эпю--
ры эффективных напряжений, то'значения	о э к следует опреде
лять как среднюю ординату наибольшей	площади мгновенной

эпюры эффективных напряжений o-( Z i f ) . Из эпюр эффективных напряжений, показанных на рис. 4.1 и 4.2, следует, что при pi =

= р 0 и pu—qt площадь эпюры будет наибольшая при tK=T = ——с, v

т. е. в конце периода взаимодействия гусениц с грунтом, когда

напряжения	G(Z,t)	успевают передаться на наибольшую глубину
Я а к т , называемую глубиной активной зоны. На			глубине Я а к г
напряжение	az,t	~ 0 .	/

На рис. 5.12 показаны активные зоны при различных перио дах взаимодействия гусениц с грунтом. Из сравнения эпюр на пряжений (рис. 4.1—4.3) видно также, что глубина активной зоны зависит от характера эпюр внешних давлений. На основе численного анализа формул для определения напряжений был получен график зависимости глубины активной зоны Я а к т от периода Т взаимодействия гусениц с грунтом при различных по ложениях центра давления. График показан на рис. 5.12, б. Кри

вая	1 на	графике	характеризует	изменение глубины активной
зоны	при	pi =ро = const, кривая 2		—	при pn=qt	и кривая 3 —
при	Рш—Рк—qt.
Пользуясь этим графиком и зная площадь эпюры напряже
ний	0(Z,t)	при t—T	(для рш — Р к — q t		при t=0,5T),	легко опре-

181

делить эквивалентное	напряжение стэк. Пример				графического
определения стэк по эпюре		0(Z, т) показан на рис.			5.13, а. Здесь
.Fi — площадь эпюры	напряжений			0( г , г) a Fz =	F\—площадь
эпюры сгэк. Величина	сгэк	находится по выражению
	° э к	—	1	^>
			^ а к т

где k — масштаб эпюры напряжений.

й	15 30 k5 00 75 % Т,сек

Рис. 5.12. Глубина активной зоны \(а) и зависимость ее от периода взаи модействия гусениц .(б).

Рис. 5.13. Определение эквивалентного напряжения и коэффициента пористости по эквивалентному напряжению:

/— кривая сжимаемости осокового торфа {.Я =35%); 2 — кривая сжимаемости

осоково-тростннкового торфа со степенью разложения 40%.

щие точки к',т		и к, как показано на рис. 6.2 штриховыми линия-
лентного напряжения к наибольшему внешнему давлению					р т а х
в	зависимости	от периода	взаимодействия	гусениц с грунтом
и	формы эпюры давлений.		Обработка эпюр	напряжений	0(Z . г>

182

позволила найти, что при выполнении условий Я ^ 5 0 см и 2 , 5 ^

^ Г ^ Ю О

сек среднее

наиболее вероятное о т н о ш е н и е — ^ - :

Ртах

при р, = р0 = const

а э к

0,258

ртах;

при

p,i

а э к

0,216

р т а х ;

при

рт

— qt

а э к =

0,160рт а х .

Отклонения значений

_ ^ 2 I L _ о т

средних величин не превышают

4 — 1 1 %

при изменении

Ртах

Т в указанных выше пределах.

Способ

определения

основ-

£ |

ных

показателей

компрессион

ных

свойств

торфа коэффици

j \ \

ентов е и а)

по найденному эк

вивалентному напряжению аэк

и по экспериментальным

кри-

20\

вым

сжимаемости

торфа

(рис.

5.10

5.13)

показан

на

рис.

5.13, б. На оси абсцисс кривых

сжимаемости

различных типов

торфов

откладывается величина

0 Э К ,

затем

от полученной

точ

ки на оси абсцисс восстанавли

вается

перпендикуляр

до

пере

•—

сечения с кривыми сжимаемо

сти и точки пересечения пере

носятся на ось ординат, на ко

торой даны

значения

коэффи

циента

пористости е.

Коэффи

циент уплотнения

где ен — начальный коэффици ент пористости.

005

0,1

015

0.2

Рис. -5.14. Кривые сжимаемости, по строенные с учетом природного дав ления на торф (по А. Ф. Печкурову).

Если кривые сжимаемости построены с учетом природногодавления р п р (рис. 5.14), то коэффициент уплотнения

аен — в — tgp,

Рпр

где р . — угол наклона к оси абсцисс спрямленного участка кри вой сжимаемости.

18а

Т а б л . 5.3. Основные параметры торфяных грунтов (по Л. С. Амаряну)

	Показатели					Верховая залежь						Низинная залежь
Степень разложения R,		%		1 0 - 1 5 15—25 25—30 30—40J40—45 45—65						5 - 1 5	15—25 25—35 35—40 40—45 45—60
Вероятная	прочность тп ,	кГс/см2		0,11	0,13	0,1	0,08	0,06	0,06	0,11	0,13	0,16	0,14	0,14	0,13
Влажность	при насыщении Wa, %			1400	1300	1200	1100	1030	1000	1300	1000	800	700	650	530
Начальный	коэффициент	пористости	с,,	23	21	19	16	15	14	20,8	16	12,4	10,8	9,7	8
Начальный	модуль деформации Е0,		KFCJCM2	0,58	0,6	0,62	0,69	0,68	0,71	0,6	0,67	0,85	0,98	1,04	1,24
Коэффициент бокового давления 5				0,11	0,17	0,2	0,26	0,3	0,35	0,17	0,26	0,4	0,45	0,48	0,52
Удельный	вес, f>, г/см3			1,65	1.6	\| 1,6	1,45	1,45	1,4	1,6	1,6	1,55	1,55	J 1,5	1,5

Определение коэффициента уплотнения по приведенным формулам дает несколько завышенные значения против истин ных, но с этой неточностью следует примириться, так как она

				О
	к	- 0,2		Q0675\
	пФ~ eo.asR
				0,0Ь5
							г .
							tSill
				0.0225
0.	50	W	R.%	и	10	20	30	W
"^0	50	W	R.%	и	10	20	30	W

Рис. 5.15. Зависимость коэффициента фильтрации на глубине более 100 мм от степени разложения.

действует в запас, ориентируя конструктора на наиболее небла гоприятный случай.

Некоторые основные параметры торфяных грунтов, исполь зуемые для вычисления коэффициентов а, е, /гф и др., даны в табл. 5.3 и на рис. 5.15, а и б.

Г л а в а 6. НЕКОТОРЫЕ ПРАКТИЧЕСКИЕ ПРИЛОЖЕНИЯ

ОСНОВНЫХ ЗАКОНОВ ПРОЦЕССА ВЗАИМОДЕЙСТВИЯ ГУСЕНИЦ С ГРУНТОМ

§ 6. 1. О конструировании межгусеничного пространства

болотоходных		тракторов
Из формул (4.15) — (4.17)	и	эпюр осадок	(рис.	3.24) сле
дует, что все звенья гусениц	погружаются в		грунт	на разные

глубины, в результате чего машина при движении наклоняется в продольном направлении, т. е. имеет дифферент. Из опыта известно, что дифферент достигает 10° и зависит от длины гусе ниц, от скорости движения, эпюры нормальных давлений

исвойств грунта.

Взависимости от величины и направления дифферента одни

ите же части машины могут располагаться 'ближе или дальше от несминаемой поверхности грунта, определяя собой фактиче

ский дорожный просвет л ф а к т . В связи с этим интересен вопрос о рациональном (оптимальном) 'Конструктивном расположении

тех деталей,	которые определяют конструктивный л д о р	и	факти
ческий л ф а к т	дорожные просветы машины, и вопрос	о	форме

днища в межгусеничном пространстве. Под фактическим до

рожным просветом	Лфакт понимается минимальное расстояние
между несминаемой	поверхностью грунта и какой-либо деталью
в межгусеничном пространстве движущейся машины.
Определим минимально допустимую величину и оптималь
ное местоположение	конструктивного дорожного просвета	л д о р

исходя из требования свободного прохода машины над неров

ностями высотой			л в ы с т		при различной осадке п з в т а х						гусениц
в грунт.
	Вначале оценим проходимость гусеничной машины, у кото
рой	детали, определяющие конструктивный									дорожный	просвет
л д о р ,	находятся в		одной поперечной плоскости с задними звень
ями опорной ветви гусениц.
	Рассмотрим		случай, когда л д о р <						т а х	т. е. некоторая де
таль А, определяющая дорожный							просвет, погружена в грунт на
								^ з в	,
величину л б у л ь д =			3	т а х		как	показано			на рис. 6.1.
	В этом	случае, как следует из опыта, возникает бульдозер
	В этом		Л	в	— «дор

ный эффект: в пространстве между гусеницами деталью А сре зается поверхностный слой грунта толщиной л 6 у л ь д , который об-

186


разует призму волочения длиной		1вульл-	Срезанный	грунт		по
мере продвижения машины забивает все			межгусеничное		про
странство	и машина останавливается из-за значительного сопро
тивления,	создаваемого бульдозированием		призмы	волочения,
т. е. машина теряет проходимость.
Однако бульдозерный эффект		может	не возникнуть,		если
при конструировании трактора (машины) деталь А при том						же

конструктивном дорожном просвете /гд о р расположить не в пло скости задних, а в плоскости передних или средних звеньев опор-

^Т-5ильд ж

Рис. 6.1. Влияние местоположения деталей, определяющих конструктив ный дорожный просвет, на проходимость машин.

ной ветви гусениц (положение / на рис. 6.1). В этом случае фак тический дорожный просвет Лф а к х >-0. Отсюда следует, что все детали трактора или машины, находящиеся над поверхностью грунта в межгусеничном пространстве, целесообразно распола гать так, чтобы фактический дорожный просвет был всегда по ложителен. Для этого указанные детали не должны выступать ниже некоторой габаритной поверхности Г, соединяющей в меж гусеничном пространстве крайние точки п и к, расположенные


друг от друга	на расстоянии, равном длине L T y c опорной ветви
гусениц (рис. 6.2). Определим форму			габаритной поверхности Г
в продольной плоскости машины.
Так как на поверхности грунта могут быть отдельные неров
ности высотой	/1в ь ,ст, примем, что пнач		— нормальная координа
та точки п—	ftHa4=	1 . 1 / W T - Тогда нормальная координата		точки
к= ( f t H a 4 + й з в т а х ) -		Пусть эпюра давлений гусениц на грунт		имеет

вид прямоугольника. Тогда осадка гусениц в грунт любого звена

опорной ветви определится	по выражению	(4.15)
_ 2РсрНа	1	^
	1

187

l'dofl-0.5Lryc

Рис. 6.2. Форма и положение габаритных линии межгусеничного пространства у машин с различной эпюрой нормальных давлений.

Для первого звена £ = 0 и Л З В / = 0 , для последнего (заднего)


звена t=T—		LTyc/v,	т. е. периоду взаимодействия гусениц с грун
том и	/ 1 3 в / = / г 3 в т а х		, где v — скорость движения машины. Габарит
ная линия Гj		межгусеничного пространства при прямоугольной
эпюре давлений			будет зеркальным отражением кривой осадок
Л з В /	звеньев опорной ветви гусениц.

188

На рис.	6.2, а покгзана	габаритная	линия Г, и способ ее
построения.	Видно, что для	обеспечения	положительного факти

ческого дорожного просвета при переднем ходе машины все де тали днища в межгусеиичном пространстве не должны выходить за пределы поверхности, определяемой линией Г{ (при прямо угольной форме эпюры нормальных давлений). Из условий построения габаритной линии Г следует, что фактический дорож ный просвет Афакт остается постоянным на всей длине межгусе

ничного	пространства,и равен	l\\jai.r = 0AhBa„.	Однако при той
же эпюре давлений машина может двигаться и задним				ходом.
В этом	случае, чтобы получить	положительную	величину	ПфЗКТ,

все детали днища должны располагаться выше линии, показан ной штрихпунктиром, соединяющим точки п' и к'. Поэтому, что

бы обеспечить проходимость	машин по данному	виду	грунта
с данной скоростью как при	переднем, так и при	заднем	ходе,

все детали днища в межгусеничном пространстве следует распо лагать по линии к'ш \ к.

Дорожный просвет		haoPj		определяется положением	точки
т, ,	которая находится	на	расстоянии / д о р = 0 , 5 £ г у с от оси ве
дущей задней звездочки гусениц
	h		— h	-L- hm
	"дор;		"-нам i "з в ^-		{ЬА)
Здесь	h™ вычисляется	по формуле (4.15) при t~Q,5T.

При треугольной эпюре нормальных давлений и при смеще нии центра давления назад осадка гусениц определяется по фор

муле (4.16). По этому	же	выражению	следует	рассчитывать
и габаритную кривую Ги.	Проходимость машины при переднем
ходе будет обеспечена,	если	все детали	межгусеничного про
странства расположить ниже габаритной			линии Гп	(рис. 6.2, б ) .

Однако и в этом случае возможно движение машины задним хо дом с той же скоростью по тому же виду грунта.

Если при этом положение центра давления не изменится, то осадка гусениц будет осуществляться по закону

и габаритная линия примет форму и положение, соответствую щие кривой к'тип'. Проходимость машины будет обеспечена при движении передним и задним ходом, если все детали меж

гусеничного пространства расположить выше линии						к'тпк	при
конструктивном дорожном		просвете,	равном	h m	n ,	располо
женном под точкой	ти на расстоянии		f o p = 0 , 2 3 L r		y c	от оси	зад
ней звездочки гусениц. Величина Л д 0			Р / / = / С +	Квц,		где	Л™
определяется по формуле (4.16) при /'=0,777'.
Аналогичным	образом	определим габаритные				линии	Гт

189

для машины, имеющей треугольную эпюру нормальных давле ний и. смещение центра давления вперед (по ходу движения). Из рис. 6.2, в видно, что в этом случае общая габаритная линия


•соответствует кривой к'тП1к,			а дорожный	конструктивный		про
свет Лдор	= Л „ а ч +/г™	и располагается		под точкой	тт	на
расстоянии J " o p = £ r y c — ^ Д о р			от оси задней звездочки		гусениц.
Величина	Л™ определяется		по формуле	(4.17) при ^=0,237.

Рис. 6.3. Габаритные линии и дорожный просвет у машин с короткими

идлинными тусеницами:

а— форма габаритных линий и величина просвета; С — ширина межгусепнчного

пространства двухгусеничноп н сочлененной машин.

Действительная габаритная линия межгусеничного прост ранства во всех трех рассмотренных случаях должна представ лять собой участки прямых линий, соединяющих соответствую щие точки к',т и к, как показано на рис. 6.2 штриховыми линия

ми. Как видно, теоретические	и	реальные	габаритные,	линии
практически совпадают.
При одинаковых эпюрах	и	скоростях	движения	машина
с более длинными гусеницами	погружается в грунт, как следует

из формул (4.15) — (4.19), на большую глубину, чем с короткими


гусеницами.		Поэтому и конструктивный		дорожный просвет
у первых должен быть больше.
Это показано на рис. 6.3, а, где нанесены габаритные линии
для коротких		гусениц (к'т'к)	и длинных	(к'дт"кд)	при прочих
равных	условиях. Как видно,		Лд о р > Лд о р .	Поэтому,	чтобы обе
спечить	проходимость любой		из нескольких машин,		движущих

ся друг за другом по одной колее (тяга кабелеукладчика или

190

<<< < Предыдущая 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 1819 / 2619 20 21 22 23 24 25 26 > Следующая >>>

Соседние файлы в папке книги из ГПНТБ