CC BY
46
УДК 622.331.002.5 А.Л. Яблонев
ВЛИЯНИЕ НОРМАЛЬНОЙ ДЕФОРМАЦИИ ПНЕВМАТИЧЕСКИХ КОЛЕС НА СИЛУ ТЯГИ ПО СЦЕПЛЕНИЮ СЛОЕВ ТОРФА
Проходимость машин и тракторов по торфяным залежам во многом определяется предельным значением силы тяги по условию сцепления слоев торфа между собой. Нормальная деформация пневматических колес вызывает увеличение площади контакта колес с торфяной залежью. Это способствует увеличению предельной силы тяги по сдвигу слоев торфа, которую тяговый агрегат может развивать на торфяной залежи.
Ключевые слова: торф, торфяная залежь, пневматическое колесо, нормальная деформация, сила тяги, предельное напряжение сдвига.
редельная сила тяги по условию сцепления слоев торфа между собой описывается следующей зависимостью [1]:
Т = S - т,
(1)
для различных видов залежей. Согласно исследованиям Л.С. Амаряна:
(2)
где: S - площадь контактных поверхностей ведущих колес с торфяной залежью с учетом нормальной деформации пневматических колес [2], т - предельное напряжение сдвига слоев торфяной залежи под колесами.
Ряд исследователей (С.С. Корчунов, Л.С. Амарян, М.В. Мурашов, С.Г. Соло-пов, А.А. Симонян, А.В. Пичугин и др.), оценивая влияние на предельное напряжение сдвига различных факторов, пришли к одинаковому выводу, что основное влияние на предельное напряжение сдвига оказывают влажность и степень разложения торфа.
Для определения предельного сдвигового усилия Тт можно воспользоваться исследованиями Л.С. Амаряна [3], установившего наиболее полную связь между предельным напряжением сдвига т и такими качественными характеристиками, как влажность и степень разложения
где Wп - полная (но не избыточная) вла-гоемкость торфяной залежи в условиях ее естественного залегания, % ; Wt - текущее влагосодержание залежи, при котором определяется ее прочность, %; тв - предельное напряжение сдвига при полной влагоемкости, кН / м2.
Текущее влагосодержание при необходимости можно вычислить по формуле через относительную влажность но:
Ц = 10(4 . (3)
' 100 - н0
Наиболее вероятные значения прочности тв в зависимости от полного вла-госодержания Цп и степени разложения R для торфяных залежей низинного типа представлены в таблице 1 [3].
С учетом связи между влагосодержа-нием и степенью разложения для торфяных залежей низинного типа уравнение (2) приводится к виду [3]:
R,% 5-15 15-25 25-35 35-40 40-45 45-60
тв,к№к2 11 13 16 14 14 13
Wn,% 1300 1000 800 700 650 500
Таблица 1
R, % 0-10 10-15 15-25 25-30 30-40 40-45 45-65
тв, кН /к2 10 11 13 10 8 6 4
% % 1500 1400 1300 1200 1100 1030 1000
100 (95 - 0,20Л)
т = т ----------------. (4)
в Ц, (5 + 0,2Л)
Наиболее вероятные значения прочности тв в зависимости от полного вла-госодержания Цп и степени разложения R для торфяных залежей верхового типа представлены в таблице 2 [3].
С учетом связи между влагосодержа-нием и степенью разложения для торфяных залежей верхового типа уравнение (2) приводится к виду [3]:
_ 100 (95 - 0,10Л) ^
Х = Хв Ц (5 + 0,10Л) ' (5)
Воспользовавшись формулами (4), (5), и вычислив площади контакта деформированных пневматических колес с залежью по методике, описанной в [2], можно определить силу сцепления слоев грунта по условиям сдвига.
Зависимости силы сцепления слоев торфа от давления воздуха в шинах (и, соответственно площади контакта деформированной шины с залежью) отражены на рисунке.
В качестве примера рассматривается случай взаимодействия пневматических колес с низинная торфяной залежью степенью разложения R = 30% и относительной влажностью 52 % и 74 %. Нагрузка на колеса выбрана постоянной ^ = 10 кН), коэффициент упругости торфяной залежи принят К = 1000 кН/м3. Из приведенных зависимостей видно, что с понижением влажности, сила сцепления слоев торфа возрастает, что можно объяснить снижением «смазывающего» эффекта. С увеличением давления воздуха в шинах сила сцепления уменьшается, что можно объяснить уменьшением площади контактной поверхности деформированной шины с торфяной залежью.
30 50 80 100 120 180
Давление воздуха в шинах Р„, кПа
Зависимость силы сцепления слоев торфа от давления воздуха в шинах при относительной влажности ^ = 52 %:
ряд 1 - шина Я-244 (1000*400) , ряд 2 - шина Я-193 (1420*500), ряд 3 - шина Я-195 (1500*600), ряд 4 - шина И-185 (1500*840); = 74 %: ряд 5 - шина Я-244 (1000*400), ряд
6 - шина Я-193 (1420*500), ряд 7 - шина Я-195 (1500*600), ряд 8 - шина И-185 (1500*840)
1. Торфяные машины и комплексы / С.Г. Солопов, Л.О. Горцакалян, Л.Н. Самсонов и др. - М.: Недра, 1981. - 416 с.
2. Яблонев А.Л. Расчет длины дуги контакта деформированного пневматического колеса с торфяной залежью и площади их
контакта // Горный информационноаналитический бюллетень. - 2010. - № 9. -С.45-47.
3. Амарян Л.С. Прочность и деформируемость торфяных грунтов. - М.: Недра, 1969. -192 с. ВГСга
— Коротко об авторе ----------------------------------------------
Яблонев А.Л. - доцент, кандидат технических наук,
Тверской государственный технический университет, alvovich@mail. ги
------------------------------------------------ ОТДЕЛЬНЫЕ СТАТЬИ
ГОРНОГО ИНФОРМАЦИОННО-АНАЛИТИЧЕСКОГО БЮЛЛЕТЕНЯ
Артемьев В.Б., зам. генерального директора - директор по производственным операциям ОАО «СУЭЮ> Добровольский А.И., генеральный директор ОАО «Ургалуголь»,
Сальников А.А., начальник управления производственного контроля, промышленной безопасности и охраны труда ОАО «СУЭЮ»
Галкин В.А., генеральный директор ОАО «НТЦ-НИИОГР»,
Логинов А.К., генеральный директор ОАО «СУЭK-Kyзбасс»,
Кравчук И.Л., зам. генерального директора ОАО «НТЦ-НИИОГР»,
Килин А.Б., генеральный директор ООО «СУЭ^Хакасия»,
Неволима Е.М., старший научный сотрудник ЧФ ИГД УрО РАН,
Федоров А.В., генеральный директор ОАО «СУЭK-Kрасноярск»,
Заньков А.П. генеральный директор ОАО «Приморскуголь»,
ЭФФЕКТИВНОСТЬ И БЕЗОПАСНОСТЬ ПРОИЗВОДСТВА С ТОЧЕИ ЗРЕНИЯ ЭШНОМИт ПРОТИВОРЕЧИЕ ИЛИ ЕДИНСТВО?
Представлен отчет результатов семинаров с персоналом угледобывающих предприятий ОАО «СУЭК» по теме «Экономика безопасности». Для всех заинтересованных в повышении ценности своего труда руководителей и специалистов предприятий, региональных производственных объединений, управляющих компаний. Ключевые слова: экономика безопасности, угледобывающие предприятия, безопасность производства.
Artemyev V.B., Dobrovolskiy A.I., Salnikov A.A., Galkin V.A., Loginov A.K., Kravchuk I.L., Kilin A.B., Nevolina E.M., Fedorov A. V., Zankov A.P. ECONOMIC EFFICIENCY AND SAFETY OF THE PRODUCTION: CONTRADICTION OR A CONSOLIDATION?
A report with the result of workshops with the personnel of coal mining enterprises of open stock company “SUAK” dedicated to the topic “Economics of safety ” is presented. The article is dedicated to the top-managers and engineers from regional industrial associations and managing companies who are interested in the increasing the value of their labor
