Повышение тяговых свойств гусеничных трелевочных машин с повортными грунтозацепами

• Автор: Евстифеев, Дмитрий Викторович
• Шифр специальности: 05.21.01
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 2007
• Место защиты: Ухта
• Количество страниц: 139 с. : ил.

1. Состояние вопроса, цели и задачи исследования

1.1. Анализ традиционного характера взаимодействия

гусеничного движителя с деформируемой средой

1.2. Исследование влияния свойств деформируемой среды и ее параметров на характер воздействия гусеничного движителя

на величину сцепления и буксования

1.3. Влияние массы гусеничной трелевочной машины на взаимодействие элементов в системе “волок - гусеничный движитель”

1.4. Патентные исследования конструктивных решений

гусеничного движителя

1.5. Выводы и задачи исследования

2. Обоснование новых принципов построения гусеничных движителей и их взаимодействия с деформируемой средой

2.1. Обоснование нового алгоритма взаимодействия

гусеничного движителя с деформируемой средой
2.2. Анализ кинематики поворотного грунтозацепа
2.3. Анализ сил, действующих на уплотняющую грань
поворотного грунтозацепа
2.4. Определение коэффициента полезного действия
гусеницы движителя, оборудованного поворотными грунтозацепами
2.5. Выводы
3. Экспериментальное исследование процесса взаимодействия поворотного грунтозацепа гусеничного движителя
с опорной поверхностью
3.1. Постановка исследовательской задачи
3.2. Методика проведения экспериментальных исследований алгоритм обработки опытных данных
3.3. Планирование и обработка результатов эксперимента
3.4. Основные результаты экспериментальных исследований
3.5. Выводы
4. Методика определения коэффициента сцепления гусеничного движителя с поворотным грунтозацепом
4.1. Исследование зависимости коэффициента объемного сжатия среды от совместного воздействия вертикальной и тангенциальной нагрузки
4.2. Определение коэффициента сцепления (р гусеничного движителя с поворотными грунтозацепами при взаимодействии с деформируемой средой
4.3. Расчет повышения коэффициента сцепления гусеничного трактора ТДТ-55А при применении поворотных грунтозацепов
4.4. Выводы
5. Оценка экономической эффективности применения гусеничного
обвода оборудованного поворотными грунтозацепами
Основные выводы и рекомендации
Библиографический список
Приложения
1. Акт внедрения в производство
2. Акт внедрения в учебный процесс

Актуальность темы. Анализ климатических и грунтово-гидрологических условий эксплуатации районов Европейского Севера показал, что обширная часть лесных площадей занята заболоченными и переувлажненными грунтами, имеющими низкую несущую способность. Проведенные институтом Ко-миГипроНИИлеспром обследования лесоэксплуатационных площадей летнего лесофонда объединения «Комилеспром» выявили, что в настоящее время около 70 % лесосек характеризуется заболоченными или переувлажненными грунтами. Такие лесосеки относятся к III и IV категории грунтов, наиболее неблагоприятных для лесоэксплуатации. В Республике Коми на таких лесосеках произ-

растает 883 млн м , в том числе 680 млн м спелых и перестойных насаждений.
Почвено-грунтовые условия характеризуются категориями грунта:
Первая категория (сухие пески, каменистая почва) позволяет работать на лесосеке в течение всего года с небольшим перерывом в весеннюю распутицу.
Вторая категория (супесчаные почвы, мелкие суглинки) допускает многократный проход машин по одному следу (волоку). В периоды весенней и осенней распутицы их несущая способность падает, но летние осадки на проходимость машин влияют мало.
Третья категория (глинистые почвы, супеси с глинистыми прослойками) имеет повышенную влажность в течение всего теплого периода. Лесосечные машины быстро разрушают растительный слой и образуют глубокие колеи на волоках. В распутицу волоки превращаются в плывуны, дожди вызывают сильную загрязненность волоков и трелюемой (в хлыстах) древесины.
Четвертая категория (торфянисто-болотные, перегнойно-глеевые почвы) наиболее неблагоприятна для лесоэксплуатации. В периоды затяжных дождей волоки становятся непроезжими, в сухую погоду заполнены грязью.
При существующих технических средствах заготовки леса лимитирующей операцией технологического процесса разработки лесосек с переувлажненными грунтами, является трелевка леса, особенно в период сезонных распутиц. Основной причиной такого положения является низкая производитель-

Чтобы провести предварительный расчет значения коэффициента сцепления (р, необходимо знать характер изменения параметров грунта в процессе нормальной и тангенциальной деформаций С0 - внутреннее сцепление грунта и (р° - угол внутреннего трения. При этом необходимо учитывать влажность грунта, значительно влияющую на Со, <р°, (р- В процессе применения поворотных грунтозацепов происходит увеличение плотности грунта и значений Со и ср° при переходе от текучепластичного и мягкопластичного к тугопластичному состоянию. Это позволяет рассчитать значения коэффициента сцепления (р с учётом роста сопротивления грунта тангенциальному сдвигу в соответствии с новым алгоритмом взаимодействия гусеничного движителя с деформируемой поверхностью.
В процессе уплотнения грунта поворотным грунтозацепом происходит его сжатие, уменьшается его пористость, при этом свободная избыточная влага выжимается, то есть грунт меняет свою консистенцию переходя из текучепластичного состояния (рыхлая грунт) в тугопластичное состояние (плотный грунт), и тем самым увеличивается коэффициент сцепления ср в соответствие с таблицей 1.3. и формулой (1.8) [19,23, 28, 30].
Глина - из текучепластичного в мягкопластичное состояние - на 91 %; из мягкопластичное в тугопластичное - на 73 %;
Суглинок - из текучепластичного в мягкопластичное состояние - на 27 %; из мягкопластичное в тугопластичное - на 45,8 %;
Супесь - из текучепластичного в мягкопластичное состояние - на 27 %; из мягкопластичное в тугопластичное - на 34,7 %;
Песок - из текучепластичного в мягкопластичное состояние - на 20 %; из мягкопластичное в тугопластичное - на 26 %;
При этом увеличивается сцепление гусениц с грунтом на 20...90 % (песок - суглинок - глина) за счёт увеличения коэффициента сцепления (р. Это позволяет увеличить не только касательную силу тяги трактора по сцеплению, но и увеличить его проходимость.