4.1.7. Катки и колеса
Сопротивление P качению катков и колес, движущихся по ровной местности с постоянной скоростью, определяется по формуле Гранвуане-Горячкина
,
(4.29)
где G – сила тяжести катка или колеса, Н; D диаметр катка или ширина обода колеса, м; q0 – коэффициент объемного снятия почвы.
Глубина колен h определяет степень разрушения структуры почвы и зависит от тех же величин, что и в зависимости (4.29)
.
(4.30)
Чтобы уменьшить продольное перемещение почвы, разрушающее ее структуру, угол α обхвата обода катка почвой не должен превышать 15…20. Учитывая изложенное, диаметр катка определяется из выражения:
,
(4.31)
где α – угол обхвата обода катка почвой.
Для кольчатых катков сопротивление качению можно определить по формуле:
(4.32)
где
– коэффициент, учитывающий рост
сопротивления за счет шпор катка (
= 1,1 …1,3).
Пример 33. Определить тяговое сопротивление водоналивного катка 3КВГ-1,4 на свежевспаханной почве с порожними барабанами, если ширина захвата В= 4 м, диаметр барабана D=0,7 м, масса катка m=834 кг, коэффициент объемного снятия почвы q0=1,4 Н/см3.
Решение: По формуле Гранвуане-Горячкина (4.29) имеем:
Ответ: Р=994,2 Н.
Пример 34. Определить глубину колен от стального колеса, имеющего диаметр D=1,2 м и ширину обода В=0,2 м, если на колесо приходится сила тяжести G=5 кН, а почва характеризуется коэффициентом объемного снятия q0=2 Н/см3.
Решение: По зависимости (4.30) будем иметь:
Ответ: h=70 мм.
Пример 35. Определить минимальный диаметр катка, если глубина уплотнения почвы 0,05 м, а угол обхвата обода катка почвой α=20.
Решение: По формуле (4.31) будем иметь:
.
Ответ: D≥1,66 м.
Пример 36. Определить горизонтальную силу тяги Р кольчато-шпорового катка ЗККШ-6, имеющего диаметр 0,7 м, ширину В=6 м и массу m=1835 кг, а почва характеризуется коэффициентом объемного смятия q0=2,5 Н/см3.
Решение: По формуле (4.32) имеем:
Ответ: Рк=1029,34 Н.
Упражнения
1.50. Определить тяговое сопротивление водоналивных катков на свежевспаханной почве с порожними барабанами, если диаметр барабана D=0,7 м, а коэффициент объемного снятия почвы q0=2 Н/см3.
|
Варианты |
3КВГ-1,4 |
СКГ-2 |
СКГ-2-1 |
СКГ-2-2 |
3КВБ-1,5 |
|
m, кг |
834 |
382 |
181 |
311 |
2335 |
|
B, м |
4,0 |
5,4 |
2,7 |
4,5 |
4,5 |
1.51. Решить задачу 1.50, если для прикатывания используются барабаны, заполненные водой.
1.52. Определить тяговое сопротивление катка по исходным данным задачи 1.50, но при диаметре барабанов 1 м. Сравнить результаты задач 1.50 и 1.52.
1.53. Определить во сколько раз увеличится тяговое сопротивление катка, если его силу тяжести увеличить вдвое.
1.54. Определить, во сколько раз увеличится тяговое сопротивление катка, если его диаметр уменьшить вдвое.
1.55. Определить глубину колен от стального колеса, имеющего диаметр D, ширину обода В, если на колесо приходится сила тяжести G, а почва характеризуется коэффициентом объемного смятия q0.
|
Варианты |
1 |
2 |
3 |
4 |
5 |
6 |
7 |
8 |
|
D, м |
1,0 |
1,1 |
1,2 |
1,3 |
0,9 |
0,8 |
1,4 |
1,5 |
|
В, м |
0,2 |
0,2 |
0,2 |
0,2 |
0,25 |
0,25 |
0,2 |
0,2 |
|
G, кН |
5,0 |
4,5 |
4,0 |
5,0 |
4,5 |
4,0 |
5,5 |
6,0 |
|
q0, Н/см3 |
1,0 |
1,2 |
1,4 |
1,6 |
1,8 |
2,0 |
2,2 |
2,4 |
1.56. Определить минимальный диаметр катка, если глубина уплотнения почвы h, а угол обхвата обода катка почвой α.
|
Варианты |
1 |
2 |
3 |
4 |
5 |
6 |
7 |
8 |
|
h, м |
0,02 |
0,03 |
0,04 |
0,05 |
0,06 |
0,07 |
0,08 |
0,09 |
|
α, град |
10 |
10 |
10 |
15 |
15 |
20 |
20 |
20 |
1.57.Определить тяговое сопротивление кольчато-шпорового 3ККШ-6 и кольчато-зубчатого катка КЗК-10, имеющих соответственно: В=6 м и В=10 м, m=1835 кг и m=2725 кг. Известно также диаметр катков D=0,7 и коэффициент объемного снятия почвы q0=2,5Н/см3.