Коэффициенты сцепления колесного и гусеничного движителей
Введем несколько понятий, характеризующих сцепление ведущих органов машин с поверхностью пути и возможность развивать машиной силу тяги. Коэффициентом сцепления φ движителей с поверхностью пути называют отношение максимальной по сцеплению силы тяги Pφ к нормальной к поверхности пути нагрузке на ведущие колеса или гусеницы . φ= , где G – вес машины, λ – коэффициент нагрузки на ведущие колеса или гусеницы, -сцепной вес машины. λ =1 для КМ со всеми ведущими колесами и для ГМ – одиночных и сочлененных с активным модулем; λ< 1 для КМ не со всеми ведущими колесами и ГМ –с пассивным модулем. Удельной силой тяги машины φ к называют отношение силы тяги машины Pк к нормальной к поверхности пути нагрузке на ведущие колеса или гусеницы , т.е. φк = . Коэффициент φк является переменной величиной. В зависимости от условий работы может варьировать от минимального при =Pf= f∙G (движение холостым ходом) до максимального φк = φ при = . Удельной силой тяги на крюке машины φкр называют отношение силы тяги на крюке машины к нормальной к поверхности пути нагрузке на ведущие колеса или гусеницы , т.е. φкр = . Коэффициент φкр в зависимости от нагрузки на крюке меняется от φкр = 0 (при = 0) до максимального значения φкр max при = («стоповый» режим машины). Модели, описывающие процесс взаимодействия движителя с грунтом Характер взаимодействия движителя с грунтом зависит от механических свойств грунта или почвы и от конструкции движителя. Сопротивления грунтов сжатию и сдвигу являются основными показателями их механических свойств, влияющими на тягово-сцепные свойства машины. Сопротивление грунтов сжатию определяют с помощью жесткого штампа с опорной площадью F, вдавливаемого силой Qшт в грунт, с увеличением которой увеличивается глубина погружения h штампа. Схема нагружения приведена на рис.6.1 Рис.6.1. Схема нагружения штампа при определении сопротивления грунта сжатию Примерный график зависимости напряжения pср в грунте от глубины погружения h имеет следующий вид, рис. 6.2. Рис. 6.2 График нагружения образца грунта под действием штампа
На графике показаны 1 –участок упругой деформации; 2-участок остаточной деформации; 3- участок пластичного течения грунта; Pср = - среднее давление на поверхности штампа; Pнес - предел прочности на вертикальное сжатие (несущая способность грунта). Для математического описания экспериментально полученных зависимостей P ср ( h ) используют различные математические модели. Ниже приводятся примеры таких моделей. Pср = khµ - степенная зависимость проф. Летошнева М.С.; Pср = Pнес(1-е-h/k) – показательная зависимость проф. Корчунова С.С.; P ср = P нес th ( ) – с гиперболическим тангенсом проф.Кацыгина В.В. где k и µ - эмпирические коэффициенты, характеризующие свойства грунта и зависящие от размеров и формы жесткого штампа и скорости вдавливания, P нес – несущая способность грунта. Сопротивление грунтов сдвигу. Основными факторами, определяющими его величину, являются молекулярные и капиллярные силы сцепления и силы внутреннего трения между частицами грунта. Для однородного грунта условия его разрушения касательными напряжениями выражается уравнением Мора – Кулона:
Рис.6.3. Зависимость от р Для несвязных грунтов (сухой песок) с=0, = ptg . Для связных грунтов ( сухая глина) = 0 и = c. Выражение для коэффициента сцепления, зависящего от сопротивления грунта сжатию и сдвигу, выражается уравнением Мора – Кулона φ= = + tg , откуда следует, что теоретические зависимости ( являются гиперболами, параметры которых зависят от механических свойств грунта, а область их изменения может быть представлена графически на рис.6.4 Рис. 6.4. Теоретическая область изменения коэффициента φ
Теоретически для получения значения коэффициента сцепления 1 φ 2 необходимо создать давление на грунт не более 15…30 кПа (кН/м2) в зависимости от сцепления c и угла внутреннего трения , и лишь для связных грунтов, например, сухих глин (c=15…20 кПа) можно получить φ≥1 при давлениях до 60 кПа. Экспериментальные зависимости коэффициента сцепления φ звена гусеницы от давления p на различных грунтах приведены на графиках рис. 6.5. Из зависимостей следует, что достижение коэффициента сцепления звена гусеницы φ= 1,5 оказалось возможным только на глине и на плотном лугу и при давлении p 0,25 кПа. На талом снегу даже снижение давления p менее, чем до 0,25 кПа не позволяет получить коэффициент сцепления звена гусеницы выше 0,75. Для заметного увеличения сцепления звена гусеницы с грунтом необходимо, чтобы нормальное давление на звено было менее 30кПа. Рис. 6.5. Экспериментальные зависимости коэффициента φ звена гусеницы от давления на грунт: 1 – талый снег; 2 – рыхлый песок; 3 – глина, 4 – плотный луг. Данные НАТИ (Васильев А.В., Уткин – Любовцов О.Л. ) Зависимости φк ( ) для ГМ на связном и несвязном грунтах приведены на рис. 6.6
Рис.6.6. Зависимости коэффициента сцепления ГМ от буксования на связном и несвязном грунтах У связных грунтов (глина) при достижении буксования 25-30% происходит разрушение образца грунта, при этом коэффициент сцепления φ резко снижается. У несвязных грунтов (песок) разрушение образца происходит при несколько больших буксованиях, но это не приводит к снижению коэффициента сцепления φ. Исследования, проведенные в НАТИ (Васильев А.В., Уткин – Любовцов О.Л.), показали: - Увеличение ширины гусеничной цепи для повышения коэффициента сцепления дает эффект лишь в том случае, если при этом среднее давление на грунт р 30кН/м2 . При р 30кН/м2 изменение ширины гусеницы не влияет на величину φ, хотя и увеличивает проходимость ГМ. - При уменьшении веса ГМ или увеличении длины опорной поверхности можно добиться увеличения коэффициента сцепления, при этом чем меньше давление, тем больший эффект от его дальнейшего снижения, особенно при значениях р<30кН/м2. - Коэффициент сцепления φ увеличивается с увеличением высоты зацепа по прямолинейному закону. Зацеп целесообразно выполнять не сплошным, а состоящим из отдельных выступающих частей, общая длина которых может равняться 60% ширины звена. Такой ступенчатый зацеп лучше входит в грунт, повышает сцепные свойства звена и улучшает его боковую устойчивость. Подобные результаты по влиянию высоты зацепа звена на коэффициент сцепления φ получил проф. Сергеев А.В. при испытаниях танковых гусениц, который установил также пределы целесообразности увеличения высоты зацепа, определяемые возможностью его заглубления. - Длина шага звена традиционной гусеницы не влияет на величину коэффициента сцепления φ.
Популярное: Как распознать напряжение: Говоря о мышечном напряжении, мы в первую очередь имеем в виду мускулы, прикрепленные к костям ... Организация как механизм и форма жизни коллектива: Организация не сможет достичь поставленных целей без соответствующей внутренней... Почему двоичная система счисления так распространена?: Каждая цифра должна быть как-то представлена на физическом носителе... ©2015-2024 megaobuchalka.ru Все материалы представленные на сайте исключительно с целью ознакомления читателями и не преследуют коммерческих целей или нарушение авторских прав. (1973)
|
Почему 1285321 студент выбрали МегаОбучалку... Система поиска информации Мобильная версия сайта Удобная навигация Нет шокирующей рекламы |