ДОСЛІДЖЕННЯ КОЧЕННЯ КОЛЕСА З ПІДВИЩЕНОЮ ШВИДКІСТЮ ПО ПУХКОМУ ГРУНТI

Є. Калінін, Т. Балабай

Анотація


Мета дослідження – формалізація залежності між швидкістю кочення колеса, його параметрами і глибиною утворюваної колії, а також визначення потрібного тягового зусилля для кочення веденого колеса з жорстким ободом по пухкому ґрунті.
Методи дослідження передбачають використання основ синтезу аналітичних залежностей між кінематичними показниками колеса, яке рухається по пухкому ґрунті, та фізико-механічними характеристиками ґрунту.
Результати дослідження. Аналіз матеріалів попередніх дослідників показує, що закономірності процесу кочення колеса по пухкому ґрунті з утворенням колії можуть бути розкриті більш повно і в загальному вигляді, якщо прийняти дві основні передумови. Перша передумова передбачає, що залежність між нормальним тиском на елементарній площі обода колеса і глибиною його занурення в ґрунт змінюється за логарифмічним законом. Друга передумова говорить про те, що зусилля на перекочування колеса витрачається на деформацію ґрунту під час утворення колії під колесом, на надання кінетичної енергії об’єму ґрунту, який витискається з колії та на подолання тертя колеса об стінку колії і на силу зчеплення ґрунту з ободом колеса. Використовуючи ці дві передумови, визначено глибину колії під час кочення колеса. Встановлено, що глибина колії обернено пропорційна кубу швидкості і квадрату діаметра колеса.
Баланс тягового зусилля на перекочування веденого колеса складається з двох складових. Перша складова тягового зусилля витрачається на деформацію ґрунту й утворення колії. Оскільки зі збільшенням швидкості кочення глибина колії зменшується, очевидно, ця частина тягового зусилля теж повинна зменшуватися. Друга складова витрачається на надання кінетичної енергії масі ґрунту, який витісняється з борозни. Зі збільшенням швидкості кочення ця частина тягового зусилля буде збільшуватися.
Висновки. У ході моделювання взаємодії колеса, яке рухається з великою швидкістю, по пухкому ґрунті, отримана залежність, яка зручна для практичних розрахунків, оскільки враховує властивості ґрунту, розмір колеса і режим кочення. Встановлено, що тяговий опір перекочування зі збільшенням швидкості кочення буде зменшуватися, якщо навантаження на колесо не перевищує цілком певної величини, яка є критичною для конкретних умов.


Ключові слова


кочення колеса; пухкий ґрунт; тяговий опір; утворення колії; тяговий баланс.

Повний текст:

PDF

Посилання


Кутьков Г.М. Тяговая динамика тракторов. – М. : Машиностроение, 1980. – 216 с.

Барский И.Б., Анилович В.Я., Кутьков Г.М. Динамика трактора. – М. : Машиностроение, 1973. – 280 с.

Золотаревская Д.И. Особенности качения колес по вязкоупругой почве. Тракторы и сельскохозяйственные машины. 2005. №8. С. 15 – 19.

Лебедєв А.Т., Калінін Є.І. Теоретичне дослідження тягово-зчіпних властивостей тракторів, обладнаних здвоєними шинами, під час виконання ґрунтообробних робіт на агрофоні підвищеної вологості. Зб. наук. праць УкрНДІПВТ ім. Л. Погорілого. Техніко-технологічні аспекти розвитку та випробування нової техніки і технологій для сільського господарства України. Дослідницьке. 2010. №. 14(28). С. 216-224.

Калінін Є.І., Шуляк М.Л., Мальцев В.П. Вплив нестаціонарності гакового навантаження на буксування рушіїв колісного трактора. Системи обробки інформації. 2017. №5. С. 27-30

Лебедєв А.Т., Калінін Є.І. Динамічна модель ґрунтообробних машинно-тракторних агрегатів з пасивними робочими органами у складі енергетичного засобу зі здвоєними шинами. Системи обробки інформації. 2010. № 2. С. 109-115

Іванов В.І., Калінін Є.І. Підвищення надійності системи методом селекції її елементів. Проблеми надійності машин та засобів механізації сільськогосподарського виробництва: Вісник ХНТУСГ імені Петра Василенка. 2015. Вип. 163. С.142-146.