Механическое удерживание земляных масс: Механическое удерживание земляных масс на склоне обеспечивают контрфорсными сооружениями различных конструкций...
Адаптации растений и животных к жизни в горах: Большое значение для жизни организмов в горах имеют степень расчленения, крутизна и экспозиционные различия склонов...
Топ:
Устройство и оснащение процедурного кабинета: Решающая роль в обеспечении правильного лечения пациентов отводится процедурной медсестре...
Интересное:
Принципы управления денежными потоками: одним из методов контроля за состоянием денежной наличности является...
Как мы говорим и как мы слушаем: общение можно сравнить с огромным зонтиком, под которым скрыто все...
Распространение рака на другие отдаленные от желудка органы: Характерных симптомов рака желудка не существует. Выраженные симптомы появляются, когда опухоль...
Дисциплины:
2017-06-11 | 568 |
5.00
из
|
Заказать работу |
Содержание книги
Поиск на нашем сайте
|
|
Многообразие решаемых в сельском хозяйстве задач требует большого количества колесных машин различного назначения. Технологические машины непосредственно обеспечивают подготовку почвы, посев, уход, уборку урожая, мелиоративные машины – сохранение и повышение плодородия почвы. С помощью транспортных машин обеспечивается своевременный отвоз выращенного урожая с поля и доставка его к местам хранения, переработки и использования по назначению.
Несмотря на различие функций, выполняемых машинами, подавляющее большинство из них являются мобильными, снабженными пневматическими колесными движителями. Использование данных машин происходит в различных условиях: на поверхностях с малой несущей способностью (поле, заболоченная луговина, размытые грунтовые и полевые дороги, глубокий снег и т.д.) и с высокой несущей способностью (автомобильные асфальтобетонные дороги, дороги со щебеночным и гравийным покрытием, сухие укатанные грунтовые дороги и др.).
Соотношение поверхностей качения для колесных машин различно. Так, до 95 % технологических машин (зерно- и кормоуборочные комбайны и т.п.) работает в условиях поля и только 5 % – в условиях дорог с твердым покрытием. Транспортные машины, используемые на отвозке урожая и перевозке других грузов на поверхностях с малой несущей способностью, распределяются следующим образом: тракторы – 60…65 %, автомобили – 35…40 %; на опорных поверхностях с высокой несущей способностью: тракторы – 35…40 %, автомобили – до 60 %. Мелиоративные и дорожно-строительные машины вообще работают в особо тяжелых дорожных условиях.
Движение машин осуществляется за счет взаимодействия пневматического колесного движителя с опорной поверхностью. На безопасность движения и производительность мобильных колесных машин сельскохозяйственного назначения большое влияние оказывают их тягово-сцепные свойства. Возникновение таких явлений, как, например, буксование колесной машины, чаще всего приводит к нарушению технологического процесса в сельскохозяйственном производстве. Буксование вызывает ряд нежелательных последствий (рисунок 3.7). Например, для грузового автомобиля это не только снижение производительности, повышенный износ шин, узлов и деталей, но и нарушение поверхности полей и дорог (образование колеи, выбоин, смятие грунта со срывом верхнего слоя и др.), снижение плодородия почвы, повышение тенденции к ее эрозии и т.д.
К тому же, неудовлетворительные тягово-сцепные свойства колесных движителей способствуют развитию утомления операторов мобильных машин. Утомление является одной из главных причин ошибок операторов при продолжительном управлении сельскохозяйственной техникой. Последние могут быть непосредственной причиной дорожно-транспортного происшествия (ДТП) или неблагоприятным условием, затрудняющим действия оператора в аварийных ситуациях.
|
Поэтому решение задачи увеличения тягово-сцепных свойств и проходимости сельскохозяйственных машин обеспечит повышение не только эффективности, но и безопасности сельскохозяйственного производства.
Рисунок 3.7 – Прямые и косвенные последствия буксования грузовых автомобилей
3.4.1. Свойства и состояние опорных поверхностей с малой несущей
способностью
Движение колесных машин сельскохозяйственного назначения осуществляется по дорогам с твердым покрытием, грунтовым дорогам, естественно-грунтовым и заснеженным поверхностям. Пригодность этих поверхностей для движения колесных машин определяется степенью их ровности, деформируемости, фрикционным свойствам.
Эффективность использования колесных машин на сухих неровных поверхностях зависит преимущественно от качества подвески и геометрических параметров проходимости, а на деформируемых и скользких несущих поверхностях – от параметров взаимодействия движителя с этими поверхностями.
По деформационным и фрикционным свойствам несущие поверхности разделяют на следующие группы: автомобильные дороги; связные грунты; песчаные грунты; заболоченные грунты; снег.
Автомобильные дороги характеризуются фрикционными свойствами, которые обычно оцениваются коэффициентом сцепления шин с дорогой. Данный коэффициент зависит от характеристик шин и состояния дорожного покрытия, характеризуемого шероховатостью, степенью загрязнения, увлажнения или обледенения.
Грунты и снег – это дисперсные среды, основным отличием которых является то, что твердые частицы не образуют сплошной массы, а занимают лишь часть объема. При внешней нагрузке в этих средах происходят перемещение и сдвиг отдельных твердых частиц.
|
Механические свойства грунтов определяются их гранулометрическим составом, влажностью, плотностью и т.д.
Грунты принято разделять на связные и несвязные. Грунты с большим содержанием глинистых частиц являются связными.
Степень проходимости колесных машин во многом зависит от степени влаги, содержащейся в структуре этих грунтов. Под влажностью грунта понимают отношение массы воды к массе сухого грунта. При незначительном увлажнении связных грунтов вода распространяется в виде очень тонких пленок или заполняет тончайшие промежутки между частицами, повышая связность грунта. С увеличением содержания воды происходит заполнение более крупных пор и, следовательно, возрастает толщина водных пленок. В связи с этим меняются некоторые свойства грунта. При превышении определенной степени влажности грунт переходит в текучее состояние, его связность и устойчивость под нагрузкой становятся незначительными. Предел пластичности – это влажность, при которой грунт из пластичного состояния переходит в твердое. Разность между пределами текучести и пластичности называется числом пластичности.
Виды связных грунтов в зависимости от гранулометрического состава и значения числа пластичности приведены в таблице 3.2.
Наиболее неблагоприятные условия для движения колесных машин создаются при влажности грунта выше предела текучести. Такое переувлажненное состояние грунтов характерно для периодов весенней (осенней) распутицы и дождей. Пластическое состояние связных грунтов характерно для весны, осени и дождливого лета (за исключением периодов распутицы).
Таблица 3.2. – Гранулометрический состав и число пластичности связных
грунтов
Вид грунта | Содержание глинистых частиц, % | Число пластичности |
Легкий суглинистый | 3…12 | 0…7 |
Суглинистый | 12…18 | 7…10 |
Тяжелый суглинистый | 18…25 | 10…15 |
Глинистый | свыше 25 | свыше 15 |
В сухом состоянии связные грунты обладают достаточно высокими механическими свойствами. Средние значения механических показателей связных грунтов в различном их состоянии приведены в таблице 3.3.
Таблица 3.3. – Средние значения механических показателей связных грунтов при различном их состоянии
Виды связных грунтов | Несущая способность, кг/см² | Внутреннее сцепление грунта, кг/см² | Угол внутреннего трения, град | Модуль деформации грунта, кг/см² |
Влажность ниже предела пластичности | ||||
Легкий суглинок | 3,5…7 | 0,5…1 | 24…25 | свыше 250 |
Суглинок | 4,5…9 | 0,6…1,2 | 21…23 | свыше 350 |
Глина | 5…10 | 0,75…1,5 | 15…20 | свыше 500 |
Влажность примерно равна пределу пластичности | ||||
Легкий суглинок | 2,5…5 | 0,35…0,75 | 21…22 | до 250 |
Суглинок | 3,5…6 | 0,4…0,8 | 18…20 | до 350 |
Глина | 3,5…7 | 0,5…1 | 11…17 | до 500 |
Влажность составляет 55…75% от предела текучести | ||||
Легкий суглинок | 1…2,5 | 0,15…0,35 | 19…20 | до 150 |
Суглинок | 1,75…3 | 0,25…0,4 | 16…18 | до 200 |
Глина | 2…3 | 0,3…0,5 | 7…15 | 200…250 |
Влажность примерно равна пределу текучести | ||||
Легкий суглинок | 0,7…0,8 | 0,10…0,12 | 16…18 | 30…40 |
Суглинок | 0,6…0,9 | 0,10…0,15 | 12…16 | 30…40 |
Глина | 0,5…0,9 | 0,10…0,15 | 3…11 | 30…40 |
Влажность выше предела текучести | ||||
Легкий суглинок | 0,3…0,6 | 0…0,05 | 10…16 | 3…9 |
Суглинок | 0,2…0,4 | 0,01…0,1 | 3…9 | 5…10 |
Глина | 0,1…0,3 | 0,03…0,1 | 0…6 | 10…15 |
Одним из параметров, характеризующих связный грунт и оказывающих значительное влияние на величину потерь мощности колесного движителя, является липкость. Влажность и липкость грунтов влияют не только на величину силы сопротивления качению, но и на степень самоочищаемости шин.
|
Свойства песчаных (несвязных) грунтов менее зависят от влажности. С увеличением влажности таких грунтов их сопротивляемость внешним нагрузкам сначала несколько возрастает, а затем, при достижении предела текучести, вновь уменьшается. Наибольшее влияние на механические свойства песка оказывает его плотность, оцениваемая чаще всего коэффициентом пористости. Данный коэффициент определяется отношением объема пор к объему твердых частиц грунта. Его величина колеблется от 0,4 до 0,7. Меньшие значения коэффициента относятся к плотным пескам. В зависимости от гранулометрического состава песчаные грунты разделяются на крупнозернистые, среднезернистые, мелкозернистые и пылеватые. Их несущая способность в большей мере, чем у связных грунтов, зависит от линейных размеров вдавливаемого колеса и повышается с увеличением этих размеров.
Пески отличаются повышенным, по сравнению со связными грунтами, углом внутреннего трения и почти полным отсутствием внутреннего сцепления. Средние значения угла внутреннего трения составляют 32…43°, а внутреннего сцепления – 0,01…0,03 кг/см² (для крупно- и мелкозернистых песков) и 0,02…0,08 кг/см² (для мелкозернистых и пылеватых песков).
Коэффициент внутреннего трения этих грунтов зависит от степени уплотнения, несколько повышаясь при увеличении плотности, и от толщины слоя песка.
Снежная целина представляет большие трудности для движения колесных машин. Возможность движения машины по снегу во многом определяется его механическими свойствами и глубиной покрова. Механические свойства снега зависят от его плотности, структуры и температуры.
Под плотностью снега понимается отношение объема воды к объему снега, при таянии которого образуется данный объем воды. Плотность свежевыпавшего снега составляет 0,075…0,1 г/см³, осевшего и уплотненного ветром – 0,2…0,4 г/см³, укатанной снежной дороги – 0,5…0,6 г/см³.
Структура снега изменяется под воздействием температуры, ветра, жидких осадков и т.п. В зависимости от структуры снег подразделяется на пушистый, метелевый и зернистый. Пушистый снег плотностью 0,06…0,12 г/см³ сохраняется недолго и переходит в метелевый плотностью более 0,2 г/см³. По мере таяния он переходит в зернистое состояние и содержит ледяные зерна диаметром до 3…4 мм и имеет плотность более 0,25 г/см³.
|
3.4.2. Свойства и состояние опорных поверхностей с высокой несущей
способностью (дорог)
В первом десятилетии ХХ века в России насчитывалось 1450 тыс. км неблагоустроенной сети дорог, из которых около 25 тыс. км имели твердое покрытие – щебеночные, гравийные и булыжные мостовые. Бурное развитие автомобилестроения потребовало не только реконструкции и ремонта старых дорог, но и значительного расширения сети новых.
Подсчитано, что если поделить общую протяженность дорог с твердым покрытием на количество автомобилей (для многих стран), то на один автомобиль (без учета колесной тракторной техники) приходится от 28 до 62 пог. м дороги. Поэтому, если мы увеличиваем количество автомобилей, то на каждый автомобиль нужно построить около 50 пог. м дороги.
Мобильные колесные машины сельскохозяйственного назначения в технологическом процессе связаны не только с движением по твердым дорогам, но и с большим объемом работ на опорных поверхностях с малой несущей способностью. Даже в перспективе большого насыщения дорогами с твердым покрытием специфика сельскохозяйственного производства всегда будет требовать использования колесных машин как на твердых дорогах, так и на мягких грунтах. Все дороги с твердым покрытием в основном предназначены для движения легковых и грузовых автомобилей. Однако на этих дорогах можно видеть достаточно много и другой колесной техники, в том числе сельскохозяйственной, сопровождающей транспортировку грузов, переезды, строительство сооружений, объектов и др.
Дорогу с твердым покрытием можно рассматривать как более или менее однородную среду, которая наиболее благоприятна для взаимодействия с пневматической шиной, так как колесный движитель создавался именно для таких дорог.
Все автомобильные дороги делятся на дороги общей сети, городские дороги (улицы), дороги сельскохозяйственных и промышленных предприятий.
Дороги общей сети разделяют на следующие группы: общегосударственные, республиканские, краевые и областные, местного назначения.
Автомобильная дорога может иметь различную степень совершенства в зависимости от ее назначения в народном хозяйстве. Чем больше движение колесных машин, образующих транспортный поток, тем более высокие требования предъявляются к техническим качествам дороги. Дороги также характеризуются интенсивностью движения (число транспортных средств, проходящих по дороге через данное сечение в единицу времени).
На дорогах, используемых для вывозки сельскохозяйственных продуктов в период заготовки, интенсивность может превышать среднегодовую. В зависимости от интенсивности движения и значения в общей дорожной сети дороги делятся на пять категорий. Для каждой категории установлены определенные технические нормативы, на основе которых ведется проектирование всех дорожных сооружений.
|
Основные параметры проезжей части дорог общей сети представлены в таблице 3.4.
Таблица 3.4 – Категории дорог общей сети
Категория дороги | Число полос движения | Ширина, м | |||
полосы движения | проезжей части | обочины | земляного полотна | ||
II | 3,75 | 15 и более | 3,75 | 27,5 | |
III | 3,75 | 7,5 | 3,75 | 15,0 | |
IV | 3,0 | 6,0 | 2,0 | 10,0 | |
V | - | 4,5 | 1,75 | 8,0 |
Дорожную одежду устраивают на спланированной и уплотненной поверхности земляного полотна, она должна обеспечивать движение колесных машин заданного веса с расчетной скоростью и обладать достаточной устойчивостью против влияния климатических факторов.
Дорожная одежда может быть различной прочности в зависимости от интенсивности и состава движения, грузонапряженности, расчетной скорости и должна отвечать следующим требованиям: прочность ее должна обеспечивать отсутствие просадок и высокое сопротивление износу; ровность поверхности – возможность движения с высокими скоростями; шероховатость – хорошее сцепление колес с покрытием. Шероховатость поверхности покрытия проезжей части должна обеспечивать коэффициент сцепления шины с дорогой во влажном состоянии не менее 0,5.
В зависимости от состава различают следующие покрытия.
Грунтовое покрытие. Грунтовыми являются дороги, которые устроены из естественного грунта и грунта, укрепленного добавками других материалов. Поверхности дороги придают выпуклый профиль. В зависимости от свойства грунта дорога может обладать большей или меньшей устойчивостью. Хорошо содержащаяся грунтовая дорога в сухое время года позволяет обеспечивать проезд различных колесных машин с достаточными скоростями.
В период осенней и весенней распутицы в связи с переувлажнением грунта и потерей несущей способности грунтовые дороги становятся малопригодными для движения, так как под действием колес образуются глубокие колеи, выбоины, ухабы. Из-за буксования скорость движения машин значительно снижается, а в некоторых случаях движение прекращается совсем.
Гравийное покрытие. Гравийное покрытие дороги можно отнести к переходному типу. В хорошем состоянии оно должно обеспечивать достаточную скорость движения колесных машин. В период эксплуатации гравийное покрытие требует надлежащего ухода (профилирования и выравнивания).
Щебеночное покрытие. Щебеночное покрытие, так же, как и гравийное, применяется на дорогах IV и V категорий при большой интенсивности движения. Для данного покрытия используют искусственно дробленый каменный материал.
Усовершенствованные покрытия облегченного и капитального типов выполняют с применением органических вяжущих материалов.
Наибольшее распространение получил усовершенствованные покрытия облегченного типа, устроенные по способу поверхностной обработки, пропитки или смещения. Они имеют ровную нескользкую и шероховатую поверхность.
Асфальтобетонные и дегтебетонные покрытия относят к усовершенствованным покрытиям капитального типа, их устраивают на дорогах I, II, III категорий. Шероховатость асфальтобетонных покрытий может быть достигнута в результате применения смесей с повышенным содержанием щебня и поверхностной обработки.
Покрытия из цементобетона применяются на дорогах I, II и III категорий при большой интенсивности движения. Преимуществами таких покрытий являются высокая прочность, ровность и в то же время шероховатость, обеспечивающая хорошее сцепление шин с поверхностью дороги.
Покрытия из штучного камня, или мостовые. Материалы для мостовых могут быть естественными и искусственными. Естественные материалы (брусчатка, мозаичная шашка) изготавливаются из прочных пород камня. Может быть использован также и булыжный камень определенных размеров. Ввиду относительной неровности поверхности и больших затрат времени на строительство мостовые применяются ограниченно.
|
|
Двойное оплодотворение у цветковых растений: Оплодотворение - это процесс слияния мужской и женской половых клеток с образованием зиготы...
Кормораздатчик мобильный электрифицированный: схема и процесс работы устройства...
Наброски и зарисовки растений, плодов, цветов: Освоить конструктивное построение структуры дерева через зарисовки отдельных деревьев, группы деревьев...
Историки об Елизавете Петровне: Елизавета попала между двумя встречными культурными течениями, воспитывалась среди новых европейских веяний и преданий...
© cyberpedia.su 2017-2024 - Не является автором материалов. Исключительное право сохранено за автором текста.
Если вы не хотите, чтобы данный материал был у нас на сайте, перейдите по ссылке: Нарушение авторских прав. Мы поможем в написании вашей работы!