Нагружение грунта траками гусеничных машин: обзор расчетных схем

Abstract

Приведены результаты исследований в области существующих схем нагружения грунта траками гусеничных машин и их влияния на реализуемую гусеничным движителем силу тяги по сцеплению. Проведенный обзор показывает, что большинство исследователей подчеркивают немаловажную роль грунтозацепов в создании тягового усилия. Однако большая часть существующих методов расчета силы тяги по сцеплению базируется на определенной расчетной схеме, не зависящей от нагрузок, действующих на траки, от сочетания параметров грунтозацепов и от физико-механических свойств грунта. Использование этих методов не позволяет рассмотреть последовательность и альтернативные варианты разрушения грунта, а также установить взаимосвязь величины касательной силы, действующей на трак, с широким спектром сочетаний геометрических параметров грунтозацепов и связать ее с физическими процессами, протекающими в грунте. Следовательно, эти методы не в полной мере описывают взаи- модействие грунтозацепов гусеничного движителя с грунтом, что затрудняет их использование для оптимизации геометрических параметров грунтозацепов. Авторами предложен аналитический метод анализа взаимодействия грунта с траком гусеничного движителя, основанный на закономерностях теории предельного состояния грунтовых масс и основных положений, используемых в теории резания грунта, учитывающий выявленные особенности этого взаимодействия. Данный метод позволяет проводить исследование взаимодействия траков гусеничного движителя с грунтом с учетом многофазности и альтернативных вариантов разрушения грунта, находящегося между грунтозацепами, а также выбирать параметры грунтозацепов, которые обеспечивают улучшение тягово-сцепных качеств гусеничных тягачей. The results of investigations in the field of existing soil loading schemes by tracks of tracked vehicles and their effect on the traction force realized by a caterpillar propulsion device are presented. The review shows that most researchers emphasize the important role of lugs in the creation of tractive effort. However, most of the existing methods of calculating the traction force on the clutch are based on one or another specific design scheme that does not depend on the loads acting on the tracks, on the combination of the parameters of the grousers and on the physical and mechanical properties of the soil. The use of these methods does not allow us to consider the sequence and alternative variants of soil disruption, and also to establish a relationship between the magnitude of the tangential force acting on the tract with a wide range of combinations of geometric parameters of the grousers, and to link it to the physical processes taking place in the soil. Consequently, these methods do not fully describe the interaction of the crawler tracks with the ground, which makes it difficult to use them to optimize the geometric parameters of the lugs. The authors proposed an analytical method for analyzing the interaction of soil with a track of a caterpillar engine based on the regularities of the theory of the limiting state of ground masses and the main provisions used in the theory of cutting soil, taking into account the revealed features of this interaction, which makes it possible to investigate the interaction of tracks of a caterpillar propulsion with soil, taking into account the multiphase and alternative options for the destruction of soil between the grousers. This method allows you to choose the parameters of the lugs, providing an improvement in traction and coupling properties of crawler tractors.