Библиографическое описание:

Яблонев А. Л. Ходовые устройства торфяных машин и пути развития их конструкций // Молодой ученый. — 2011. — №4. Т.1. — С. 83-85.

Представлены зависимости, определяющие несущую способность торфяной залежи и допускаемое давление под ходовыми устройствами торфяных машин. Определены основные типы конструкций ходовых устройств торфяных машин. Показаны экстенсивный и интенсивный пути развития их конструкций. Обоснованы преимущества применения пневматического колесного хода.
Ключевые слова: торф, гусеничный ход, колесо, пневмоколесный ход, давление.
Keywords: peat, caterpillar, wheel, pneumatic wheel-running, ground pressure.
Вопросы, взаимодействия ходовых устройств торфяных машин с торфяными залежами различных типов являются основными при определении возможности работы машин в условиях переменной и повышенной влажностей, на мочажинах и залежах с неоднородными свойствами, так как эти факторы ограничивают проходимость машин.
Одним из основных параметров, определяющих проходимость машин по торфяным залежам, принят показатель «несущая способность залежи Ро», т.е. максимальное давление штампа на опорную поверхность, при котором еще не происходит его полного провала, и которое зависит от качественных характеристик торфяной залежи и параметров контактирующего с ней ходового устройства [1, 23]:
, (1)
где П и S – соответственно периметр и площадь контактирующего с торфяной залежью основания (штампа); Ао - сопротивление торфа сжатию, Па; Во – сопротивление срезу по периметру, Па×м.
Данные по Ао и Во для различных видов и качественных характеристик залежей приведены в источнике [2, 77].
Анализ формулы (1) показывает, что допускаемое давление под опорной площадкой любого движителя Рд (среднее давление), влияющее на величину деформации залежи под движителем, определяется не просто площадью контакта его с залежью, а соотношением периметра и площади контакта. Расчет среднего давления рекомендуется производить по формуле, основанной на (1) [2, 77]:
, (2)
где Ад и Вд – осредненные постоянные с учетом коэффициента запаса, неоднородности свойств торфяных залежей и условий эксплуатации [2, 78].
Исторически сложилось так, что с внедрением элементов механизации в торфяное производство, основными движителями машин и тракторов были гусеничный и колесный с более широким распространением гусеничного движителя. Колесный движитель основывался на применении только жестких металлических колес.
В связи с необходимостью передвижения машин по труднопроходимым участкам, конструкторы столкнулись с необходимостью снижать удельное давление на грунт. По мере роста механизации добычи торфа, в этом направлении можно проследить два пути развития гусеничных и колесных движителей.
Первый путь – «экстенсивный», он связан с увеличением опорной площади ходовых устройств за счет увеличения ширины гусениц, увеличения ширины и диаметра опорных катков. Так, например, на тракторах С-100 применялись гусеницы шириной 500-690 мм, а на болотной модификации модернизированного трактора Т-130 ширина гусеницы достигала уже 900 мм, что обеспечивало снижение давления на грунт с 76 до 35 кПа.
Второй путь можно условно охарактеризовать термином «интенсивный», так как он связан с развитием периметра опорных ходовых устройств часто при сохранении их первоначальной массы и площади. Так, исследования, проведенные С.С. Корчуновым и др. [3], выявили, что возможная максимальная нагрузка на сдвоенный штамп той же площади, что и одинарный, возрастает при увеличении расстояния между штампами. При этом рост возможной нагрузки наиболее интенсивен при увеличении расстояния между штампами до полутора-двухкратной ширины штампа, когда при одной и той же деформации, что и в случае с одинарным штампом, нагрузка на сдвоенный штамп возрастает на 25 – 40 %. Полученные данные позволили обосновать расстояние между траками гусеничной ленты, при котором наблюдается эффект возрастания несущей способности залежи, определяемый увеличением периметра гусеничной ленты при сохранении ее площади. Для проверки этого предположения было изготовлено два варианта гусеничных лент, которыми оборудовали машину ЭХО-0. В первом варианте лента была собрана из одинаковых траков шириной 450 мм, во втором – траки шириной 750 мм чередовались с траками шириной 270 мм, образуя гусеничную ленту с развитым периметром при расстоянии между траками, равном 1,7 ширины опорной поверхности удлиненного трака (рис.1). Опорные площади двух вариантов гусениц совпадали с точностью до 1,3 %. Результаты испытаний показали, что в зависимости от механических характеристик залежей, применение гусеничной ленты с развитым периметром приводит к уменьшению средней деформации грунта и коэффициента сопротивления передвижению на 15-30 %.















а б
Рис. 1. Схемы гусеничных лент машины ЭХО-0 равной площади: а – обычная лента; б – лента с развитым периметром.
Не отставали в развитии периметра опорной поверхности и исследователи жесткого колесного хода. Так, А.К. Кочедыков и др. [4, 10], разработали и провели испытания экспериментальной фрезерной машины РАПП-2, на которой вместо заднего катка шириной B=1800 мм был установлен набор из пяти опорных катков шириной B=360 мм и диаметром равным диаметру первоначально широкого катка (D=1500 мм). Отношение П ∕ S с помощью перестановки отдельных катков можно было менять в пределах от 2,4 до 6,9 м-1 (рис. 2). Опыты проводились на верховой торфяной залежи, переработанной на глубину 0,4 м машиной РАПП-2, степенью разложения R=20 %. Поскольку независимо от расположения катков, площадь их опоры всегда была одна и та же, можно было судить о влиянии отношения П ∕ S, изменение которого было вызвано изменением периметра среза залежи. Результаты экспериментов показали, что в зависимости от механических характеристик залежи, увеличение периметра среза в 2,9 раза приводит к уменьшению деформации залежи на 13 – 38 %.








Врезка1Врезка2


а б
Рис. 2. Схемы опорных катков машины РАПП-2: а – обычный каток; б – каток с развитым периметром.
Новый этап в развитии движителей машин и тракторов связан с внедрением пневматического колесного хода в торфяное производство. И если на начальной стадии это были достаточно робкие попытки с использованием только пневматических шин арочного профиля, то в настоящее время уже изготовлена и применяется техника на автотракторных и сельскохозяйственных шинах при использовании как одинарных, так и сдвоенных (а в отдельных случаях – строенных!) колес. Толчком к этому послужило решение о замене полностью изношенных гусеничных тракторов тягового класса 3 (ДТ-75Б) на колесные тракторы, такие, как МТЗ–1021, РТ-М-160, ХТЗ Т-150К. Применение колесных тракторов потребовало создание целого шлейфа торфяных машин, оказывающих меньшую крюковую нагрузку на трактор и способных к работе на повышенных скоростях. Примером может служить бункерная уборочная машина на комбинированном ходу из жестких и пневматических колес производства Великолукского ОМЗ, которая по сравнению с широко известным прототипом на гусеничном ходу МТФ-43А обладает повышенной производительностью на 35-40 % [5, 32]. Кроме того, тракторы и прицепы не исключаются из производства во внесезонное время, а могут быть с успехом применены на операциях по вывозке торфа с производственных участков и доставки его к конечному потребителю, поскольку могут передвигаться и по дорогам с твердым покрытием. Практика доставки топливного торфа с торфопредприятий до конечного потребителя показывает, что транспортные расходы с применением наемного автомобильного транспорта или железнодорожными составами узкой колеи составляют порой полную стоимость добытого на предприятии торфа. К тому же из-за отсутствия автомобильных дорог, автомобильный транспорт может применяться только зимой, когда замерзают дороги, а железнодорожный транспорт узкой колеи требует колоссальных затрат на содержание, и окупается лишь в случае больших и ритмичных поставок торфа, чего в последнее время не наблюдается из-за переориентации энерговырабатывающих компаний на газовое топливо. Поэтому доставку торфа своими тракторами на пневмоколесном ходу можно рассматривать как способ выхода из затяжного транспортного кризиса.
Проявляющиеся в последнее время заинтересованности энергопроизводителей к топливному торфу, как местному топливу, должен вызвать всплеск производства и транспорта последнего. И одну из важнейших ролей здесь будет играть техника на пневмоколесном ходу.

Литература:
1. Корчунов С.С. Несущая способность залежей ∕∕ Торфяная промышленность. – 1946. - № 9. – С. 22-25.
2. Справочник по торфу ∕ Под ред. А.В. Лазарева. – М: Недра, 1982. – 760 с.
3. Корчунов С.С., Абакумов О.Н., Селеннов В.Г. О возможности повышения проходимости гусеничных торфяных машин ∕∕ Тр. ин-та ∕ Ленинград: Всесоюзн. научно-исслед. ин-т торф. пром-ти. – 1978. – Вып. 40. – С. 60-68.
4. Кочедыков А.К., Комаров Ю.С., Фомин В.К. Особенности взаимодействия жесткого ведомого колеса с переработанной торфяной залежью ∕∕ Торфяная промышленность, 1983. - № 9. – С. 11-13.
5. Карабань В.М. Сборно-разборные дорожные покрытия и их применение при добыче торфа ∕∕ Торф и Бизнес. – 2009. - № 2. – С. 31-32.

Обсуждение

Социальные комментарии Cackle