Определение параметров колеи от крупногабаритных колёсных движителей Текст научной статьи по специальности «Механика и машиностроение»

Список использованной литературы

1. Федеральный закон РФ от 22.07.2008 № 123-Ф3 «Технический регламент о требованиях пожарной безопасности» (с изм. и доп.).

2. СП 7.13130.2013 «Отопление, вентиляция и кондиционирование» (утв. прик. МЧС России от 21 февраля 2013 г. № 116).

3. СП 60.13330.2012 «Отопление, вентиляция и кондиционирование воздуха » Актуализированная редакция СНиП 41-01-2003.

4. Пожарная безопасность систем отопления и вентиляции: учеб. Ч. 1 / В.М. Есин, С.П. Калмыков, М.В. Панов, В.И. Сидорук, В.Н. Токарев. - М.: Академия ГПС МЧС России, 2013 г. - 275 с.

5. Метод. указания к выполнению лабораторных работ по дисциплине «Пожарная безопасность в строительстве» / В.М. Есин, М.В. Панов, В.И. Сидорук, В.Н. Токарев. - М.: Академия ГПС МЧС России, 2012. - 45 с.

6. Есин В.М. Исследование распространения продуктов горения по многоэтажным зданиям и сооружениям и противодымная защита: Дис. ... докт. техн. наук / М.: ВИПТШ МВД СССР, 1991 г. - 363 с.

ОПРЕДЕЛЕНИЕ ПАРАМЕТРОВ КОЛЕИ ОТ КРУПНОГАБАРИТНЫХ

КОЛЁСНЫХ ДВИЖИТЕЛЕЙ

В.А. Жулай, заведующий кафедрой, д.т.н., профессор,

В.Л. Тюнин, доцент, к.т.н., доцент, Воронежский государственный архитектурно-строительный университет, г. Воронеж

Пожарные машины создаются на шасси грузовых автомобилей. К ним предъявляют два основных требования: они должны обладать высокими удельными мощностями и проходимостью [1]. Для этих машин используются шасси ЗИЛ, ГАЗ, КамАЗ, Урал, МАЗ с колёсными формулами 4х2, 4х4, 6х4, 6х6, 8х8. Проходимость автомобиля - это способность двигаться в условиях бездорожья, а также преодолевать различные препятствия, встречающиеся на пути. Машины высокой проходимости оснащаются, в том числе и крупногабаритными шинами (КГШ). Бездорожье преодолевается за счёт силы тяги, создаваемой колёсным движителем (КД). Преобразование крутящего момента на КД в силу тяги осуществляется в процессе взаимодействия крупногабаритных пневматических шин (КГШ) с грунтом.

Под влиянием вертикальной нагрузки, приложенной к оси колеса, шина испытывает радиальную (нормальную) и боковую деформацию [2, 3]. Последняя приводит к увеличению ширины профиля шины, поэтому при определении коэффициентов сцепления и сопротивления качению необходимо это учитывать. Проанализировав материалы по данной теме [4-7], можно сделать вывод о целесообразности исследования ширины профиля КГШ на

грунте. В связи с этим была разработана методика определения ширины профиля КГШ при движении по грунту.

Подставив в формулы для нахождения параметров профиля шины под центром колеса [3, 8] параметры в любой точке контакта получим выражения для определения данных величин в зависимости от значения переменной х в области контакта (рис. 1).

Угол дуги боковой стенки

а6((х) = 2

V

6

2Н(х)

и-В

пр

(1)

где Н%(х) — высота профиля шины в точке £ (рис. 1); и — периметр профиля шины; Впр — ширина протектора шины. Радиус боковой стенки

гб£(х)-

и-В

пр

2авг (х)

(2)

Ширина боковины в зоне контакта

Габг(х)

Ъб£ (х) = Гб£(х)

1 -cos

^ 1

V 2 У

2

аб/х) 1 ^г (х) б (х)

sm

V V

Ширина колеи в любой точке контакта

вкг (х) = впр +2ъб£ (х)

(3)

впр ' (4)

Для определения деформации грунта в любой точке контакта 2Г(х) необходимо рассмотреть схему взаимодействия крупногабаритной шины с грунтом в продольной плоскости (рис. 1). За основу взята модель, описанная в

работах [2, 9, 10].

Рис. 1. Схема взаимодействия колёсного движителя с деформирующейся опорной

поверхностью

При построении данной модели были приняты следующие допущения: колесо движется с постоянной линейной УКд и угловой шК скоростью по прямолинейной траектории; пневматическая шина деформируется в радиальном направлении, причем только те ее элементы, которые находятся в пределах области контакта пт; колесо с пневматической шиной представлено:

314

вне области контакта - в виде цилиндра шириной ВП с радиусом г0, в области контакта - сопряженными цилиндрами с радиусами Я1 и Я2 (Я2 >Я1), центры которых располагаются на вертикальной оси, проходящей через центр вращения колеса.

Величина деформации грунта в любой точке контакта 2Г(х) определяется из выражения [7, 9, 10]:

(х) = Ь

х

2Я

(5)

где НП - полная деформация грунта; х - текущее значение координаты точки Я1 - в зоне загрузки Я1 = Я1, в зоне разгрузки Я1 = Я2.

Полную деформацию грунта НП можно определить по формуле [8, 9]:

к

а,

П

2т„

К,

V С,

К,

4 у, (9)

где а1 - длина зоны загрузки области контакта; г0 - радиус недеформированной шины; К1 - коэффициент деформации пневматической шины при сжатии; С1 - коэффициент полной деформации грунта.

С помощью формулы (4) были получены графические зависимости ширины колеи Вщ(х) от значения переменной х для двух шин (рис. 2): а - 16.0024 модели Я-140 (статический модуль полной деформации грунта Е1 = 5 МПа, внутреннее давление в шине Ра = 0,3 МПа, вертикальная нагрузка на колесо ОК = 45 кН); б - 21.00-28 модели Ф-27 (Е1 = 5 МПа, Рт = 0,4 МПа, ОК = 85 кН).

Когда шина входит в контакт с опорной поверхностью ширина растёт от значения ширины протектора до максимального значения под центром колеса (рис. 2). Пройдя центр, ширина начинает уменьшаться до значения в точке а3, в которой шина выходит из контакта с опорной поверхностью.

Рис. 2. Зависимость ширины колеи от значения переменной х для шины 16.00-24 модели Я-140

Рис. 3. Зависимость внутреннего давления в шине 21.00-28 на рыхлом грунте:1 - Рт = 0,4 МПа, 2 - Рт = 0,3 МПа, 3 - Рт = 0,2 МПа

Далее представлены графические зависимости внутреннего давления в шине (рис. 3), вертикальной нагрузки на шину (рис. 4) и конструкции шины (рис. 5) на величину ширины колеи.

f ^

ßh

QI OJ' Ol' ( к

я UJ Q'

а>~ J а~

Рис. 4. Зависимость вертикальной нагрузки

на шину 21.00-28: 1 - GK = 15 кН, 2 - GK = 50 кН, 3 - GK = 85 кН

f ^ [i

j 1 ""¿fr"

■Qi ч i а/ а \üi Д1

Oj" Qf

Рис. 5. Зависимость конструкции шины 18.00-25 на рыхлом грунте: 1 - диагональная шина, 2 - радиальная шина

Из анализа представленных графических зависимостей можно сделать следующие выводы. Разница между шириной контакта Вк и шириной протектора Вп для шины 18.00-25 на рыхлом грунте (рис. 2) в т. 0 - 24,8 %, а в т. а3 - 13,7 %. При снижении Ра с 0,4 до 0,2 МПа (рис. 3) Вк в т. 0 увеличивается на 7,8 %. При снижении вертикальной нагрузки на колесо с 85 до 15 кН (рис. 4) Вк в т. 0 уменьшается на 14,4 %, а в т. а3 на 12 %. Величина Вк у диагональной конструкции меньше чем у радиальной (рис. 5) в т. 0 на 7,2 %, а в т. а3 на 2,8 %.

Список использованной литературы

1. Пожарная техника: Учеб. // Под ред. М.Д. Безбородько. - М.: Академия ГПС МЧС России, 2004. - 550 с.

2. Ульянов Н.А. Основы теории и расчёта колёсного движителя землеройных машин / Н.А. Ульянов. - М.: Машгиз, 1962. - 208 с.

3. Агейкин Я.С. Вездеходные колёсные и комбинированные движители / Я.С. Агейкин. - М.: Машиностроение, 1972. - 184 с.

4. Жулай В.А. Определение параметров области контакта пневмошины землеройно-транспортной техники с деформируемой опорной поверхностью /

B.А. Жулай, В.Л. Тюнин // Строительные и дорожные машины. - 2015. - № 8.

C. 51-54.

5. Жулай В.А. Мощностной и топливный балансы колёсных землеройно-транспортных машин / В.А. Жулай, В.Л. Тюнин // Строительные и дорожные машины. - 2014. - № 9. - С. 42-45.

6. Шарипов Л.Х. Исследование тяговых и эксплуатационных показателей автогрейдера ДЗ-146 / Л.Х. Шарипов, Ю.М. Бузин, В.А. Жулай // Строительные и дорожные машины. - 1986. - № 10. - С. 4.

7. Жулай В.А. Определение ширины контакта крупногабаритных шин землеройно-транспортных машин при движении по грунту / В.А. Жулай, В.Л. Тюнин // Научный вестник ВГАСУ. Серия «Высокие технологии. Экология». 2014. - С. 191-195.

8. Жулай В.А. Оценка ширины колеи при движении колеса землеройно-

транспортной машины по грунту / В.А. Жулай, В.Л. Тюнин // Научный вестник ВГАСУ. Серия «Высокие технологии. Экология». 2013. - С. 140-143.

9. Ульянов Н.А. Колёсные движители строительных и дорожных машин: Теория и расчёт / Н.А. Ульянов. - М.: Машиностроение, 1982. - 279 с.

10. Василенко А.В. Методика расчёта тяговых качеств колёсного движителя с крупногабаритными пневматическими шинами землеройно-транспортных машин: Дис .... канд. техн. наук / Василенко Андрей Владимирович. - Воронеж, 2000. - 220 с.

ОБОСНОВАНИЕ КОМПЛЕКСА МЕРОПРИЯТИЙ ПО ЛИКВИДАЦИИ ПОСЛЕДСТВИЙ ВЕСЕННЕГО ПОЛОВОДЬЯ НА ВОДНЫХ ОБЪЕКТАХ ВОРОНЕЖСКОЙ ОБЛАСТИ

А.А. Зачёсова, студентка, А.В. Звягинцева, доцент, к.т.н.,

Воронежский государственный технический университет, г. Воронеж

Наземную гидрографическую сеть Воронежской области представляют реки и малые водотоки, озера, болота, пруды, водохранилища. Самую многочисленную группу составляют реки, ручьи, балки, овраги, яры, лощины, заполненные водой круглый год, большую часть года или короткий весенний половодный период.

Рис. 1. Гидрографическая характеристика Воронежской области

В распределении речной сети прослеживается территориальная особенность - реки Дон, а также Хопер, Кардаил, Белая, являющиеся притоками