Экспериментальные исследования процесса взаимодействия поворотного грунтозацепа гусеничного движителя с опорной поверхностью для увеличения его сцепных свойств и проходимости Текст научной статьи по специальности «Механика и машиностроение»

ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНЫЕ ИССЛЕДОВАНИЯ ПРОЦЕССА ВЗАИМОДЕЙСТВИЯ ПОВОРОТНОГО ГРУНТОЗАЦЕПА ГУСЕНИЧНОГО ДВИЖИТЕЛЯ С ОПОРНОЙ ПОВЕРХНОСТЬЮ ДЛЯ УВЕЛИЧЕНИЯ ЕГО СЦЕПНЫХ СВОЙСТВ И ПРОХОДИМОСТИ

Евстифеев Д. В. (УГТУ, г. Ухта, РФ)

In the given job the experimental researches of process of interaction rotary grouser of caterpillar with a basic surface for increase it passableness.

Для снижения буксования и повышения сцепных свойств гусеничного движителя предложен способ его взаимодействия с деформируемой поверхностью за счет применения управляемых в повороте опорным катком дополнительных грунтозацепов. Это дает дополнительное тангенциальное воздействие в виде горизонтального клина (II) на подштампованый клин грунта (I), который формируется от вертикальной нагрузки опорной поверхности гусеницы трактора (рис. 1).

Перемещение срезаемого грунта объемом У11 в объемом У1 и их сжатие в результате внедрения клина (II) в клин (I) создает условие изменения консистенции грунта в зоне ядра уплотнения с изменением коэффициентов С0 и ср0, влияющие на сопротивление грунта тангенциальному сдвигу. Это позволяет увеличить несущую способность ядра уплотнения и повысить коэффициент сцепления ср.

Необходимые экспериментальные исследования определения сопротивления повороту грунтозацепа в варьируемых параметрах проведены в УГТУ на разработанном стенде.

Проведены теоретические исследования по определению этого момента сопротивления повороту [1].

На (рис. 2) приведена: а) схема для теоретического расчета; б) схема физической модели. На (рис. 3) приведены теоретические графики Мпов и Мсоп.

Известен характер [2] изменения сжимающих напряжений по глубине о=/(Р), Б- площадь деформатора.

Рисунок 1- Вид подштампованного клина от вертикальной нагрузки

а) схема для теоретического расчета; б) схема физической модели Рисунок 2- Способ привода грунтозацепа

Результаты теоретических расчетов [1] представлены на (рис. 3).

Рисунок 3 - График изменения Мпов и М2соп от угла поворота грунтозацепа

Экспериментальные данные отражены на (рис. 4) в которых производилось определение момента сопротивления повороту грунтозацепа Мпов = Р ■ И и сравнение его значение и характер его изменения с данными теоретических расчетов.

В процессе исследования варьируемыми параметрами являлись: удельное

- 7

давление с/ = —-; длина уплотняющей грани грунтозацепа /; ширина уплот-Т7

няющей грани грунтозацепа Ь; ширина трака приложения вертикальной нагрузки Ьгус; глубина деформируемого слоя в тангенциальном направлении НТ1 и другие параметры.

Процесс деформации грунта при повороте грунтозацепа нами рассматривается с учетом экспериментальных данных исследования механики грунтов (рис. 1) в функции площади приложения вертикального давления.

В качестве поверхности деформации были выбраны древесные опилки с постоянной начальной плотностью во всех экспериментах р=0,283 г\см . На-

10

с»

грузка, приложенная на трак с шириной Ъгус=150 мм, соответствовала удельному давлению q=0,5 кг\см2, на трак с шириной Ъгус=300 мм, соответствовала удельному давлению q=0,25 кг\см2. В дальнейшем будут стабилизированы удельные давления в сравниваемых вариантах.

130 120 110 100 90 80 70 60 50 40 30 20

М— Нм :

/ /

/*ь, Ьр,

м м м м

-80*150 150

-80*150 300

-150*80 150

-150*80 300

-80*80 150

-80*80 300

10

20

30

40

50

60

70

80

90

Рисунок 4- Экспериментальные данные изменения Мс грунтозацепа у

от угла поворота

Вывод: Проведенные экспериментальные исследования процесса взаимодействия тангенциального клина (II) от поворотного грунтозацепа по критерию Мсоп повороту с подштампованным клином (I) характеризующим распространение сжимающих напряжений в грунте а от вертикальной нагрузки q в варьируемых параметрах по алгоритму эксперимента показывает близкую идентичность теоретических и экспериментальных данных. Дальнейшие исследования с расширением параметров различных деформируемых сред (почвы, грунты, снег) осуществляются при учете их трехосной деформации для оптимизации процесса рассматриваемого взаимодействия.

Литература

1. Евстифеев Д. В. Повышение экологической совместимости лесных машин в системе "местность-машина"// Материалы межрегиональной научной конференции "Севергеоэкотех - 2003".- Ухта: УГТУ, 2003.- 574 с.

2. Цытович Н. А. Механика грунтов: Учебник для строительных вузов.- 4-е изд., пере-раб. и доп.- М.: Высш. шк., 1983.- 288 с., ил.