|
Сопротивление перекатыванию гусеничного трактора учитывает потери на трение в элементах движителя (внутренние потери) и на деформацию грунта под действием нагрузок, передаваемых опорной поверхностью гусениц (внешние потери). К внутренним относятся указанные ранее потери на трение в подшипниках опорных и поддерживающих катков и направляющих колес, на перекатывание опорных катков по беговым дорожкам гусениц, на трение в шарнирах звеньев гусениц и на биение гусениц. Эти потери учитываются коэффициентом fu и компенсируются подводимым к гусенице ведущим крутящим моментом. Внешние потери обусловлены местной деформацией грунта при угловых поворотах звеньев опорной ветви и вертикальным прессованием почвы, т. е. образованием колеи под действием нагрузок, передаваемых на гусеницы опорными катками. Они учитываются коэффициентом /п и компенсируются касательной силой тяги. Таким образом, коэффициент сопротивления качению гусеничного трактора f=fM+fn. При установившемся движении гусеничного трактора на значение внешних потерь существенно влияет реакция Ra (см. рис. 43,6), возникающая под первым опорным катком при вертикальном прессовании почвы лобовым участком гусеничного обвода (в основном ее горизонтальная составляющая Р/п сопротивления перекатыванию). Основными факторами, значительно влияющими на силу Pf сопротивления перекатыванию гусеничного трактора, являются глубина погружения гусеницы в грунт и углы поворотов звеньев. Однако практически значение силы Pf определяют по формуле, в которой явно не учтено влияние конструктивных и эксплуатационных факторов: Pf=fQ> где Q _ нормальная нагрузка, действующая на гусеницы трактора. Коэффициент сопротивления качению f=zPf/Q. Значения этого коэффициента для гусеничных тракторов в различных дорож-но-полевых условиях приведены в приложении (табл. 1). Увеличение его на более рыхлых грунтах вызвано ростом коэффициентов /м и f„. Увеличение fM обусловлено попаданием большого количества абразивных частиц в шарниры гусениц, на беговые дорожки звеньев, а также на направляющие и ведущие колеса. Исследованиями установлено, что в общем случае коэффициент fa должен состоять из четырех компонентов Первый компонент /щ учитывает потери на образование колеи глубиной й0> второй ft,2 (впервые предложен Ф. А. Опей-ко) —потери на повторную деформацию грунта в проемах между опорными катками, третий fn3 — потери на смятие грунта вследствие угловых поворотов звеньев на угол азв и буксования 6 гусениц. Четвертый компонент вызван скольжением звеньев при их угловых поворотах. Значение этого вида потерь в зависимости от силы натяжения гусениц и угла азв поворота звеньев составляет 6...30% общих потерь. Тогда /. = (1.06..Л ,3) ( Л.+ 4г-)+0.56 sin ]' где k а—коэффициент, учитывающий часть потерь иа смятие грунта, связанных с угловыми поворотами звеньев (Л<х=»1 при ленточной гусенице и отношении шага катков к шагу звеньев гусениц /к//зв=1Д fca—1,25...1,3 при /к//за=*3,36); h, pi — глубина осадки грунта и среднее давление в i-м пролете между опорными катками; рср — среднее давление под опорной поверхностью гусениц. Таким образом, основным источником сопротивления перекатыванию гусеничных тракторов являются гистерезисные де-формативные потери от проскальзывания гусениц по грунту. Коэффициент полезного действия гусеничного движителя где % и т\ъ — КПД, учитывающие потери соответственно на качение трактора и буксование гусениц. Если потери на качение трактора разделить на составляющие их компоненты и отдельно характеризовать потери на трение в гусеничном движителе коэффициентом т)г, а потери на вертикальное прессование почвы — коэффициентом т)П, то предыдущее уравнение можно выразить в следующей форме: На минеральных почвах нормальной влажности до 60...70% всех потерь составляют внутренние потери в гусеничном движителе, поэтому особенно важно создать необходимое натяжение гусениц и соблюдать правила технического обслуживания» Потери на вертикальную деформацию почвы составляют 20...30% всех потерь. Потери на буксование гусениц относительно невелики вследствие высоких сцепных качеств гусеничных: движителей: на основных рабочих режимах трактора они составляют 2...4%. Показатели буксования относительно стабильны, так как гусеничные движители менее чувствительны к изменению почвенных условии, чем колесные. На почвах с малой несущей способностью, например на не-осушенных и полуосушенных торфяниках, потери на вертикальную деформацию почвы (колееобразование) и на буксование значительны и составляют основную часть потерь в общем балансе. Потери на колееобразование тем выше, чем больше удельное давление гусеницы на почву. Высокие сцепные качества гусеничного движителя достигаются трением опорных поверхностей гусениц о почву и продольными реакциями почвы, возникающими в результате прессования ее зацепами опорных звеньев гусениц в направлении» противоположном движению трактора. Прессование почвы в указанном направлении приводит к снижению поступательной скорости трактора, т. е. к его буксованию. Следовательно, буксование о гусеничного движителя* можно определить как отношение скорости буксования v * к теоретически возможной скорости vT движения. Однако в результате прессования почвы почвозацепами при перемещении! гусеничной ленты вперед на одно звено трактор проходит расстояние на А меньше, чем шаг t3% звена гусеницы. С учетом периода Т взаимодействия гусеницы с грунтом, представляющего собой отношение длины 1гус опорной поверхности гусеницы к скорости vr движения, буксование гусеничного движителя можно определить по следующей формуле: б = (vt-v)/vT=vJ/(vrT) - MtlJlrlc=- А/*,,. (43> где ALryc — сдвиг почвы г зацепами опорной поверхности гусеницы. Таким образом, буксование гусеничного движителя равно отношению сдвига почвы одним зацепом гусеницы к шагу звена или отношению суммарного сдвига почвы всеми г зацепами опорной поверхности к длине последней, или отношению скорости буксования к теоретической скорости движения трактора. В процессе опытов буксование определяют по формуле о = 1— г/гк, где г и гк —действительный и теоретический радиусы качения. Их можно замерять по методу, установленному ГОСТ 7057—81. Для гусеничных тракторов коэффициент использования сцепного веса фнсп-Лс/С В соответствии с этим буксование гусениц характеризуется зависимостью в-/ы-/(ад. В процессе установившейся работы на горизонтальном уча-■елее касательная сила тяги Рк=Ркр+Р^ . Таким образом, Поскольку вес G, передаваемый гусеницами, приблизительна постоянен независимо от тяговой нагрузки трактора, то буксование гусениц можно достаточно точно выразить в применяемой при испытаниях и расчетах форме: б = /(Я„Р). Анализируя выражение (43), нетрудно установить, почему при одинаковой силе тяги РКр на крюке и в идентичных условиях гусеничный трактор имеет значительно меньшее буксование, чем колесный. В этом случае сдвиг почвы Д£Гус практически будет одинаков, однако длина Lryc опорной поверхности гусеничного трактора значительно больше, чем колесного, отсюда и меньшее буксование его. Тяговая нагрузка трактора влияет на распределение давлений по длине опорных поверхностей гусениц и на буксование, что отражается на значении сопротивления качению трактора.. Поэтому сопротивление качению гусеничных тракторов следует определять при работе их с различной тяговой нагрузкой.
|