Звідки

Центр тиску – це точка прикладення результуючої нормальної реакції ґрунту на опорну частину гусениці.

Визначення координати центру тиску.

Тяговий баланс гусеничного трактора.

Якщо написати рівняння проекцій всіх сил, діючих на трактор, на поверхню руху, то будемо мати:

, (3)

Підставляючи рівняння (1) і (2) у рівняння (3) та рішаючи відносно , маємо:

.

Тому, що – сила опору підйому (спуску), то рівняння тягового балансу гусеничного трактора має вигляд:

.

Таким чином, ми бачимо, що рівняння тягового балансу гусеничного і колісного трактора ідентичні. Тяговий баланс характеризує розподіл дотичної сили тяги на подолання сил опору руху трактора.

Центр тиску співпадає із слідом центру ваги на опорній поверхні тільки у статичному стані.

Проекція сил на поверхню, перпендикулярну опорній, має вигляд:

При русі трактора під дією ряду сил і моментів виникає динамічне переміщення центру тиску. Його розташування характеризується координатою , тобто відстанню від нормалі до опорної поверхні, проведеної через ось ведучої зірочки до центру тиску.

Оскільки на тягово-зчіпні властивості гусеничних тракторів значно впливає положення точки прикладення реакції (центру тиску) відносно середини опорної поверхні визначимо координату центру тиску . Для чого складемо рівняння моментів зовнішніх сил відносно точки .

,

.

Звідки:

,

але , тоді

.

При сталому русі на горизонтальній ділянці (, , , ): ;

для приблизних розрахунків приймаємо , а розділив на попереднє рівняння маємо:

.

При рівномірному русі трактора по горизонталі центр тиску переміщується від нормального (статичного) положення назад до ведучої зірочки під впливом моменту на величину .

На розташування центру тиску трактора поряд з іншими факторами надає впливу і знак поздовжнього вилиту центру ваги. Тому обирати положення центру ваги трактора необхідно виходячи з його призначення та силового впливу на трактор основних машин, для роботи з якими він призначений:

- у сільськогосподарських тракторів при тяговому навантаженні на крюку центр ваги розташовують декілька спереду середини опорних поверхнею гусениць на відстані ;

- на гусеничних тракторах промислового типу, які використовуються для землерийних робіт (бульдозери, скрепери, тощо) робоче обладнання закріплено спереду, тому центр ваги прагнуть змістити назад від середини опорних поверхонь гусениць .

Як же впливає зміщення центру тиску Δ на глибину колії та горизонтальної складової лобового опору руху трактора (рис. 3)?

, якщо центр ваги винесено уперед

, якщо центр ваги зміщено назад

Рис. 3. Вплив розташування центру ваги трактора на глибину колії та

величину горизонтальної складової лобового опору руху трактора

Аналізуючи графік , можна зробити висновок: при глибина колії мінімальна, тобто . При збільшенні зміщення , збільшується глибина колії , що погіршує структуру ґрунту і веде до зниження урожайності с.г. культур. Також збільшується горизонтальна складова лобового опору, яка виникає при деформації ґрунту, що веде до збільшення витрати палива та зниженню продуктивності МТА.

5. Розподіл тиску під опорною поверхнею гусениць (рис. 4).

Положення центру тиску визначає точку прикладення результуючоїнормальних реакцій грунту. Що стосується розподілу їх по довжині опорної поверхні гусениць, то він окрім положення центру тиску, залежить ще від ґрунтових умов та конструкції гусеничного рушія (від кількості і розташування опорних котків).

Дослідженнями встановлено, що гусениці передають тиск на грунт окремими активно-опорними ділянками, які групуються навколо кожного опорного котка. Характер розподілу та значення тиску під опорною поверхнею гусениць у значній мірі визначають осадку та ущільнення ґрунту, що негативно впливає на врожайність с.г. культур.

При співвідношенні:

,

де – відстань між осями котків;

– шаг ланки гусениці, епюру навантаження на опорні поверхні можна назвати лінійною.

При вказаному припущенні епюри можуть приймати у залежності від розташування центру тиску трактора форми, означені на рис. 4.

Очевидно, що результуюча нормальна реакція ґрунту повинна проходити через центр фігури, яка зображує епюру. Тому, якщо епюра відома – можна визначити положення центру тиску тракторів, і навпаки, з положення центру тиску можна судити про епюру.

Проаналізуємо епюри, зображені на рис. 4. Епюра може мати форму:

а) прямокутну, яка характеризує рівномірний розподіл нормальних реакцій ґрунту по всій довжині опорних поверхонь гусениць;

При прямокутній епюрі центр тиску трактора розташовується посередині опорної поверхні гусениць, тобто величина зміщення центру тиску трактора у цьому випадку дорівнює нулю.

б) у вигляді трапеції, при такій епюрі нормальні реакції ґрунту розподіляються по довжині опорної поверхні гусениць нерівномірно (1 - центр тиску зміщено назад; 2 - центр тиску зміщено вперед);

Трапецієвидній епюрі відповідає зміщене положення центра тиску. При чому, величина зміщення, у залежності від ступеня нахилу епюри, може мати різні значення, навіть, до максимального значення .Коли зміщення центра тиску досягне вказаної максимальної величини, епюра перетворюється з трапеції у трикутник. Дійсно, центр ваги трикутника розташовується на відстані 1/3 висоти від основи, тобто на відстані

.

Рис. 4. Розподіл тиску під опорною поверхнею гусениць.

Назвемо відношення коефіцієнтом центра тиску гусеничного трактора і будемо його позначати літерою . Значення можна враховувати гранично припустимою величиною зміщення центру тиску, тому, що при перевищенні цієї величини частина опорної поверхні гусениць перестає приймати участь у передачі тиску на грунт.

Позначимо довжину опорної поверхні, яка використовується, при через . Як видно з нижньої епюри, у цьому випадку

,

звідки,

;

в) трикутну з вершиною у передньому окрайку опорної поверхні гусениць. Це крайня форма нерівномірної епюри, при якій у передачі тиску на грунт приймає участь ще вся опорна поверхня гусениць;

г) трикутну з вершиною, розташованою між крайніми окрайками опорної поверхні гусениць. При такій епюрі у передачі тиску на ґрунт приймає участь лише частина опорної поверхні гусениць.

Встановлено прямий зв’язок між середнім тиском гусениць на ґрунт та прохідністю гусеничних машин.

Дата добавления: 2014-11-20