CC BY
12
Г айнуллин И. А., Зайнуллин А.Р. ©
Кандидат технических наук, доцент; аспирант Институт развития образования Республики Башкортостан, г.Уфа
ВЛИЯНИЕ ГЕОМЕТРИИ ОПОРНОЙ ПОВЕРХНОСТИ ДВИЖИТЕЛЕЙ НА СОПРОТИВЛЕНИЕ КАЧЕНИЮ ГУСЕНИЧНОГО ТРАКТОРА
Аннотация
В результате исследования установлено влияние геометрии опорной поверхности движителей на сопротивление качению гусеничного трактора.
Ключевые слова: гусеничный трактор, движители, сопротивление качению.
Keywords: track-type tractor, propulsion, rolling resistance.
Экспериментальными исследованиями воздействия движителей трактора Т-170М 1.03-55 на почву установлено, что максимальные значения давлений могут достигать до 0,245 МПа, эпюра распределения давлений по длине опорной поверхности имеет два локальных экстремума в зоне 1-го и 6-го опорных катков. Это обуславливает двойное воздействие на почву за один проход с давлением, превышающим среднее давление, что вызывает повышенное уплотнение почвы и соответствующие снижение тягово-сцепных свойств трактора [1,4; 2,48].
Для обеспечения равномерного распределения давления вдоль опорной поверхности нами получено уравнение формы опорной поверхности гусеничного трактора с полужесткой подвеской [3,42; 4, 2]:
f (х) = 0,5p я/3\хагс sin(x /a) + A - (B[xA/a2 + arcsin(x/a)]}+ C (1)
cp
где, рср- среднее давление трактора на почву, кПа; b=u1+u2; u1 = (2(1 -р^)/яЕ1; u2 = (2(1 - m2)/'рЕ2; Е, m - соответственно модуль упругости, Па и коэффициент Пуассона
стали гусеницы и почвы; А = ^[а2-х2; а=Ь/2- полуширина контакта, L - длина опорной поверхности, м; х - горизонтальная координата точки опорной поверхности, м; В=Р[е+ p^fih^cosyrcsiny+fhf] ; Р=Оэ+Ркрсо&у - нагрузка приходящий на единичный движитель, кН; Оэ - эксплуатационный вес трактора, Н; Ркр - усилие на крюке, Н; у- угол между усилием на крюке и горизонтальной плоскостью; сркр=Ркр/Г - коэффициент использования сцепного веса; е - продольная координата центра тяжести трактора
относительно середины опорной длины гусеницы, м; hкр - высота прицепа относительно опорной поверхности, м; с = -0,027±0,003, м - коэффициент.
Конструктивно реализовано за счет опускания менее нагруженных опорных катков, путем установки под оси опорных катков пластин толщиной на 10 мм третий и четвертый, а второй и пятый - на 5 мм определяемой формулой (1). Исследования проводились на испытательном полигоне ЧТЗ.
Сила сопротивления качению трактора определялось путем его буксировки со скоростью 2,15...4,25 км/ч самоходной динамометрической лабораторией (СДЛ-30) через тензозвено с выводом регистрирующий параметров.
На основе полученных данных, сопротивление качению трактора с эллипсным обводом изменялось в интервале 1,379.1,494 кН со средним значением 1,436 кН, а при плоской ходовой системе сопротивления качению составляло 1,648.2,28 кН при среднем значении 1,964. Разность средних значений сопротивлений качению составила 0,527 кН (рис.
1). Снижение силы сопротивления качению трактора с эллипсным обводом гусениц на 27 % происходит за счет уменьшения вертикальных нагрузок от гусеницы на 1-й и 6-й катки и
© Гайнуллин И.А., Зайнуллин А.Р., 2015 г.
отсутствия вертикальных максимальных давлений под этими катками, т. е. выравнивания эпюры давления. Эллипсный обвод гусениц можно представить в виде участка окружности с большим радиусом. При движении трактора элементы гусеницы перемещаются плавно относительно друг друга, что приводит к снижению сил трения. Также снижается деформация почвы за счет уменьшения максимального давления и числа воздействий на почву.
При равномерном движении трактора по горизонтальной поверхности касательная сила тяги Рк, образуемая на ведущем колесе ведущим моментом, равна сумме горизонтальной составляющей силы тягового сопротивления Ркр и силы сопротивления качению Pf, имеет вид [6,86]: Рк = Ркр+ Pf.
Снижение силы сопротивления качению Pf при эллипсном обводе гусениц оказывает влияние на тяговые показатели трактора[5,62].
Рис. 1. Зависимость коэффициента качения трактора Т-170М1 от скорости
Литература
1. Гайнуллин И. А. Снижение уплотняющего воздействия гусеничного трактора на почву// Дис... канд. техн. наук. Челябинск, 2002 - 159 с.
2. Гайнуллин, И.А. Воздействие гусеничного трактора на почву и эффективные пути его снижения/И.А. Гайнуллин//Вестник ЧГАУ, Челябинск 2005. -Т. 45. -С. 48-49.
3. Гайнуллин, И.А. Обоснование геометрии опорной поверхности гусеничного движителя и центра тяжести трактора с полужесткой подвеской/И.А. Гайнуллин//Вестник ЧГАУ. -Челябинск, 2001. -Т. 34. -С. 42-47.
4. Патент на изобретение 2388641, B62D55/08 РФ. Ходовая часть гусеничного трактора /Гайнуллин И.А., Зайнуллин А.Р.: заявитель и патентообладатель Башкирский ГАУ. - № 2009113961/11. Заявлено 13.04.2009. Опубл.10.05.2010. Бюлл.№56.
5. Гайнуллин, И.А. Повышение тягово-сцепных и экологических показателей гусеничного трактора/И.А.Гайнуллин, В.И. Костюченко, А.Р. Зайнуллин//Вестник МГАУ. 2009.-№ 1. - С. 6265.
6. Кутков Г.М. Тракторы и автомобили. Теория и технологические свойства. - М.: КолосС, 2004. -504 с.
