Работа тракторных движителей. Физико-механические свойства почвы и пневматической шины. Общие сведения о почве, страница 2

Твердость почвы определяется вдавливанием в почву твердомеров и оценивается по кривой осадки плунжера прибора в зависимости от величины приложенной к нему нагрузки.

Влажность Wnпочвы оценивается отношением массы воды, содержащейся в единице объема почвы, к массе скелета этой единицы объема и выражается в процентах или долях единицы от массы скелета, т. е.

                            (4.3)

где тв - масса выпарившейся воды; mт.в - масса твердой части, оставшейся после испарения воды.

В зависимости от влажности почва, особенно глина, проявляет себя либо как твердое тело, либо как пластичное. Тягово-сцепные свойства и проходимость трактора на влажной почве существенно ниже, чем на сухой.

Сельскохозяйственные тракторы обычно работают на почвах влажностью Wп от 4 до 22 %. При влажности 4 % чернозем представляет собой твердую, монолитную, механически прочную массу, которая при влажности 28 % превращается в жидкую грязь.

При взаимодействии колеса с влажной почвой от действия сил сжатия вода перетекает из одних пор в другие и сжимает в них воздух, который выдавливается наружу. Все эти процессы в пределах пластической деформации почвы зависят от продолжительности действия. Чем меньше длительность действия колеса, тем меньше будет деформация почвы и глубина колеи. Следовательно, повышение скорости поступательного движения трактора по влажной почве увеличивает его проходимость и тяговые свойства. Одно из условий проявления этой закономерности заключается в том, чтобы продолжительность контакта движителя с почвой было меньше времени, необходимого для полной деформации почвы под воздействием этого движителя.

В процессе опытов и эксплуатации установлено, что деформация почвы при плавном приложении нагрузки меньше, чем при импульсивном. Поэтому вертикальные колебания остова трактора также увеличивают осадку почвы и колею.

4.1.3. Свойства пневматической шины

Пневматическая шина значительно смягчает толчки от неровностей почвы, передаваемые водителю и остову трактора. Это свойство особенно важно для сельскохозяйственных тракторов, работающих в условиях бездорожья и в большинстве своем не имеющих подвески.

От физико-механических свойств шины зависят: навесоспособность, тяговый КПД, управляемость, вредное воздействие на почву, эксплуатационные показатели трактора и др. Эти показатели определяются видом и значением деформации шины под действием внешних сил.

Различают деформации пневматической шины четырех видов: радиальную (нормальную); окружную (тангенциальную); поперечную (боковую); угловую.

Радиальная деформация шины происходит под действием нормальной нагрузки GH. Эта деформация измеряется нормальным прогибом hн шины, равным разности свободного r0 и статического rСТ радиусов колеса (рис. 4.1)

hн=rо-rст.(4.4)

Рисунок 4.1 - Радиальная деформация шины

Нормальный прогиб — одна из важных характеристик шины, характеризующих ее нагрузочную способность, плавность хода, тягово-сцепные свойства и давление на почву.

С увеличением прогиба в пятне шины с опорной поверхностью происходит сжатие дуги abc и деформация ее в более короткий обрезок adc. Это приводит к трению о дорогу и износу протектора.

Наибольшее допустимое значение нормальной нагрузки Gн, при котором обеспечивается требуемый срок службы шины при заданном давлении воздуха в ней, называется грузоподъемностью шины. Нормальная нагрузка регламентирована ГОСТом.

Нормальный прогиб hн шины обусловлен ее деформацией не только в радиальном, но и в окружном и в поперечном направлениях. При этом 40 % полной работы сжатия шины затрачивается на деформацию ее материала и 60 % — на сжатие воздуха.